Magnetomotive Ultrasound Imaging to Estimate Tissue Elastic Properties - Experiments and Simulations

Abstract: Magnetomotoriskt ultraljud är en ny bildgivande teknik som kombinerar vanligt ultraljud med ett pålagt tidsvarierande magnetfält för att åstadkomma en detekterbar rörelse i vävnad. Genom att injicera magnetiska nanopartiklar i området man vill undersöka kan på så sätt viktig information tillgodogöras. Superparamagnetiska järnoxidpartiklar har i drygt ett årtionde varit ett godkänt kontrastmedel för andra bildgivande system och har visat sig kunna utnyttjas även för magnetomotoriskt ultraljud. I denna rapport undersöktes möjligheterna för denna nya bildgivande teknik att, i samband med superparamagnetiska järnoxidpartiklar, användas för både förundersökningar och under operationer för att identifiera den s.k. portvaktskörteln. Magnetomotoriska ultraljudsundersökningar genomfördes i denna rapport på egentillverkade vävnadsfantomer. Fantomerna preparerades för att få liknande egenskaper som de i litteratur funna elasticitetsvärden för frisk respektive tumörvävnad. Ett mjukvaruprogram användes för att numeriskt modellera och analysera utgången av experimenten och jämföra dessa med de uppmätta värdena. Resultaten i rapporten visar att man med magnetomotoriskt ultraljud, i kombination med nanopartiklar som kontrastmedel, kan detektera en vävnadsrespons som beror på elasticitetsparametrar hos vävnaden. För två olika uppställningar med elasticitetsvärden på 2.5 kPa respektive 2.8 kPa kunde en relativ rörelseskillnad på 30 % detekteras. För att denna metoden ska vara av värde i kliniska sammanhang behöver den evalueras ytterligare.