小动物自由基成像系统

       ERI TM 600采用突破性的新一代高速电子顺磁共振（EPR）成像技术，能够对小动物体内的自由基、氧分压等指标进行活体成像。具有分辨率高、高敏感度、高采集速度等特点。非常适合监测生物体内的绝对氧分压，氧化还原态，氧化应激和pH等参数，并能够重构出三维图像。

应用领域

+  肿瘤实时监测成像

+  神经退行性疾病诊断

+  脑神经系统疾病氧化还原状态成像 

+  肿瘤氧分压成像  

+  缺氧区域氧浓度监测与缺氧机制研究

+  活性氧成像和氧化应激

ERI TM 600工作原理

       向小动物体内注射含未成对电子的自旋探针，小鼠内的生理环境会影响自旋探针的波谱特性，当施加一个磁场时，仪器可检测未成对电子在外加磁场中的跃迁，进而获得探针在每个位置的含量，摄取及排出速率和转化速率等数据并构建图像。

ERI TM 600设备参数

测试数据

■  监测自由基在体内随时间的分布与药代动力学

■  与CT联用实现对自由基在颅骨表面的共定位

■  小鼠整体3D动态电子共振成像

       向小鼠体内注射自旋探针后，仪器检测探针信号强度：探针先散布至全身，随着时间推移在膀胱中聚集。每张三维图像成像间隔4.5 s，由225张投射图像组合而成。

图1  自旋探针在小鼠体内的 空间分布

■   肿瘤氧分压成像

       裸鼠植入LNCap（人前列腺癌）12天后，注射自旋探针，整体检测氧分压。肿瘤病灶区域相比其他区域氧分压显著降低。三维图像成像间隔 8 min，由8000张投射图像组合而成。

发表文章

1. Elas, Martyna, et al. "Electron Paramagnetic Resonance Imaging-Solo and Orchestra." Medical Imaging Methods. Springer, Singapore, 2019. 1-42.

2. Gonet, Michal, Boris Epel, and Martyna Elas. "Data processing of 3D and 4D in-vivo electron paramagnetic resonance imaging co-registered with ultrasound. 3D printing as a registration tool." Computers & Electrical Engineering 74 (2019): 130-137.

3. Elas, M. "Martyna Elas, Martyna Krzykawska-Serda, Michał Gonet, Anna Kozińska, and Przemysław M. Płonka." Medical Imaging Methods: Recent Trends (2019): 1

4. Czechowski, T., et al. "Adaptive Modulation Amplitude in 2D Spectral-Spatial EPR Imaging." Acta Physica Polonica A 133.3 (2018): 710-712.

5. Penkala, Krzysztof, et al. "Graphene-based electrochemical biosensing system for medical diagnostics." 2017 IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). IEEE, 2017.

6. Chlewicki, Wojciech, et al. "Performance of image reconstrucion algorithms in electron paramagnetic resonance tomography with multiharmonic analysis." 2017 IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). IEEE, 2017.

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