Obtenção de imagens quantitativas através da aplicação do problema inverso utilizando um sistema híbrido de magnetorresistores anisotrópicos e BAC

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Alvarez, Marcelo Dante Tacconi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Nanopartículas magnéticas; Instrumentação médica; Imagens quantitativas; Biossusceptometria AC; Magnetorresistores anisotrópicos; Problema inverso
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/252288

Os avanços crescentes em técnicas biomagnéticas de imagem tornam cada vez mais viável o estudo de diversos parâmetros fisiológicos e anatômicos de forma não invasiva. Essas técnicas utilizam campos eletromagnéticos gerados por tecidos biológicos ou através de traçadores magnéticos (TM), que podem ser micro ou nanoparticulados. Dentro dessa última categoria, a técnica de Biossusceptometria de Corrente Alternada (BAC) se destaca por sua versatilidade, portabilidade e custo reduzido em comparação com técnicas de alto padrão. No seu desenvolvimento, a BAC foi principalmente empregada em medidas de parâmetros do trato gastrintestinal, como esvaziamento e atividade de contração gástrica. Ela também foi utilizada para mensuração de outros parâmetros fisiológicos, como perfil e tempo de circulação de nanopartículas magnéticas (NPMs) em animais com lesões renais, cerebrais e hepáticas induzidas, bem como em estudos de internalização celular e captação tecidual de NPM. Recentemente, estudos relacionados à solução e aplicação do problema inverso associado à técnica possibilitaram novas abordagens e investigações a partir da obtenção de imagens quantitativas de TMs. Isso torna necessário realizar atualizações quantitativas sobre estudos anteriores, explorando inclusive diferentes instrumentações e suas características no contexto da técnica BAC. Assim, o objetivo deste estudo foi resolver e aplicar o problema inverso associado ao sistema BAC-AMR Vetorial, que emprega sensores de magnetorresistência anisotrópicos (AMR - do inglês Anisotropic Magnetoresistance) para a detecção de campos magnéticos em três direções ortogonais. Devido às propriedades desse sistema, como o tamanho do sensor AMR e sua capacidade de detecção vetorial, foi possível obter imagens quantitativas de TM micro particulados (ferrita em pó) com melhor resolução espacial quando comparadas com o sistema BAC Convencional (sensor Mono canal). Além de proporcionar imagens quantitativas para fins de caracterização do método, esse sensor também demonstrou ser capaz de obter imagens quantitativas in vivo em modelo de ratos Wistar após ingestão de ração marcada. Dessa forma, este trabalho destaca a importância do desenvolvimento de novas instrumentações biomédicas versáteis e de baixo custo. Esses avanços abrem portas e têm um impacto significativo em estudos quantitativos tanto na pesquisa quanto na pré-clínica médica.