基于弛豫测量和图像指标的商用氧化铁颗粒用于磁性颗粒成像的比较评估

在磁性颗粒成像（magnetic particle imaging，MPI）中，信号源于超顺磁性氧化铁（superparamagnetic iron oxide，SPIO）纳米颗粒的非线性磁响应。针对MPI对SPIO进行优化是当前的研究热点。示踪剂性能可通过磁性颗粒弛豫测量（magnetic particle relaxometry，MPR）和基于图像的指标进行评估。本研究采用MPR测得的峰值信号强度，以及二维MPI图像测得的总信号和最大信号强度，对10种市售示踪剂的性能进行了表征和比较。这些示踪剂涵盖了广泛的磁性核心尺寸、流体动力学直径和表面包覆类型。Synomag-D示踪剂表现出最高的MPR峰值信号强度和最高的单位铁质量最大信号强度。ProMag是一种微米级氧化铁颗粒（micron-sized iron oxide particle，MPIO），其MPR峰值信号强度较低，但单位铁质量的MPI总信号最高。在MPR峰值信号强度与MPI最大信号强度之间观察到较强的相关性（R²=0.94）。相比之下，MPR峰值信号强度与MPI总信号强度之间的相关性较弱（R²=0.38）；但在排除MPIO后，该相关性有所增强（R²=0.91）。尽管MPR通常能够预测示踪剂性能，但其无法完全复现复杂的成像条件。因此，对示踪剂进行全面评估需要结合MPR指标和基于图像的指标。

在磁性颗粒成像（MPI）中，信号源于超顺磁性氧化铁（SPIO）纳米颗粒的非线性磁响应。针对MPI对SPIO进行优化是当前的研究热点。示踪剂性能可通过磁性颗粒弛豫测量（MPR）和基于图像的指标进行评估。本研究采用MPR测得的峰值信号强度，以及二维MPI图像测得的总信号和最大信号强度，对十种商业化示踪剂的性能进行了表征和比较。这些示踪剂涵盖了广泛的磁性核心尺寸、水动力学直径和表面包覆类型。Synomag-D示踪剂表现出最高的MPR峰值信号强度和单位铁质量最高的最大信号强度。ProMag是一种微米级氧化铁颗粒（MPIO），其MPR峰值信号强度较低，但单位铁质量的MPI总信号最高。在MPR峰值信号强度与MPI最大信号强度之间观察到较强的相关性（R²=0.94）。相比之下，MPR峰值信号强度与MPI总信号强度之间的相关性较弱（R²=0.38）；但在排除MPIO后，该相关性有所增强（R²=0.91）。尽管MPR通常能够预测示踪剂性能，但其无法完全再现复杂的成像条件。因此，对示踪剂进行全面评估需要结合MPR指标和基于图像的指标。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.15.751874v1?rss=1

🏷️ 磁性颗粒成像 超顺磁性氧化铁纳米颗粒 磁性颗粒弛豫测量 磁性示踪剂评估 MPI图像指标