Publicação: Novas abordagens de sequenciamento de ativação de bobinas eletromagnéticas para a otimização do problema inverso e imagens quantitativas atrelados à biosusceptometria AC
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Data
Autores
Orientador
Miranda, José Ricardo de Arruda
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Botucatu - IBB - Física Médica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
As nanopartículas magnéticas (MNPs, do inglês magnetic nanoparticles) possuem
uma vasta gama de aplicações na área biomédica. Essas nanopartículas magnéticas podem
ser projetadas para se ligarem a medicamentos e realizar distribuições controladas em
áreas específicas. A utilização de campos magnéticos externos permite localizar a
acumulação das MNPs, possibilitando o uso de técnicas de detecção e quantificação
dessas nanopartículas distribuídas em ambientes biológicos. Atualmente existem técnicas
consideradas padrão ouro, mas que apresentam alto custo instrumental e operacional. A
biosusceptometria AC (BAC) é uma técnica biomagnética fundamentada em magnetizar
e detectar traçadores magnéticos em meios biológicos através de bobinas de indução.
Somente recentemente foram criados métodos computacionais e matemáticos mais
robustos, possibilitando a reconstrução quantitativa de distribuições de MNPs com maior
resolução espacial e sensibilidade. O modelo apresentado para reconstruções
quantitativas via BAC é a resolução do problema inverso associado à técnica. Em técnicas
como a magnetorelaxometria (MRX) foi mostrado que a inclusão de arranjos de múltiplas
bobinas magnetizantes pode aprimorar a reconstrução de distribuições de MNPs. Também
existem trabalhos na literatura sobre a otimização do sequenciamento das bobinas
magnetizantes, a fim de reduzir o tempo de aquisição e melhorar a performance da
reconstrução quantitativa. A performance dos sequenciamentos pode ser avaliada com
base em parâmetros relacionados à eficácia do método, independentemente das
características das MNPs. Considerando as similaridades da BAC com a MRX, é
esperado que protocolos similares possam ser implementados à BAC. Dessa forma, os
objetivos deste estudo incluem a criação de novos métodos de instrumentação BAC que
empregam um conjunto de bobinas magnetizantes que podem ser ativadas em sequências,
bem como a identificação das sequências de ativação que aprimoram a qualidade das
imagens reconstruídas por meio do problema inverso. Os resultados mostraram que as
três metodologias se mostraram capazes de realizar com precisão a quantificação e
reconstrução das geometrias propostas e que a segunda sequência de ativação proposta
otimiza a metodologia BSC escaneando com 9 bobinas magnetizantes fixa. As
metodologias sugeridas representam inovações no campo e já comprovaram sua eficácia.
Dado o número limitado de sequenciamentos propostos, cria-se expectativas da aplicação
de métodos heurísticos em estudos futuros para uma melhor otimização.
Descrição
Palavras-chave
Biosusceptometria AC, Bobinas magnetizantes, Simulação computacional
Idioma
Português
