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Simulational validation of color magnetic particle imaging (cMPI)

机译：彩色磁性粒子成像（cMPI）的仿真验证

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Exploiting the field response of magnetic tracers, magnetic particle imaging (MPI) allows direct, local quantification of the tracer concentration in bulk structures. Here, we investigated the use of characteristic field response functions to spatially resolve the absolute concentration of multiple nanoparticle species by simulation. In particular, using various drive and selection field strengths, we devised color MPI (i.e. cMPI) to quantify and disentangle MPI signals from the mixed Langevin particles of variable concentration and magnetic susceptibility. Specifically, the drive field strength was optimized to distinguish individual field responses from differently sized iron-oxide nanoparticles without compromising the image quality. The proposed cMPI technique is implementable on an existing MPI setup and can be used to quantify biophysical parameters including size-dependent bio-distribution and altered magnetic property of particles. The current study result, simultaneous visualization of the multiple magnetic tracers, theoretically validates the potential feasibility of cMPI as a versatile biosensor and contrast imaging method.
机译：利用磁示踪剂的场响应，磁性粒子成像（MPI）可以对散装结构中的示踪剂浓度进行直接，局部量化。在这里，我们研究了使用特征场响应函数通过模拟在空间上解析多个纳米粒子种类的绝对浓度的方法。特别是，利用各种驱动和选择场强，我们设计了彩色MPI（即cMPI）来量化和分解来自浓度和磁化率可变的兰格文颗粒的MPI信号。具体而言，优化了驱动场强度，以区分不同大小的氧化铁纳米粒子的各个场响应，而不会影响图像质量。提出的cMPI技术可在现有的MPI设置上实施，并可用于量化生物物理参数，包括尺寸依赖的生物分布和改变的粒子磁性能。当前的研究结果是同时显示多个磁示踪剂，从理论上证明了cMPI作为多功能生物传感器和对比成像方法的潜在可行性。

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