本研究的目的是提供一种在介入疗法中可将具有顺磁特性的放射性同位素纳米铁定位于病灶部位的三维立体旋转磁场定位理论。其特点是在一个三维的球面上交错排列有多个能产生电磁场的电磁铁装置,在计算机程序控制下,依次通电产生磁场,从而在球面内形成一个三维立体旋转磁场,该旋转磁场的中心点与球面的中心点重合。每对电磁铁装置通电时产生磁场,断电时磁场立即消失,且从产生磁场到磁场消失的时间可以调控,因此可根据不同类型的肿瘤和肿瘤的大小不同来调节磁场大小和产生磁场的时间。这些装置产生的磁场交会于球面的中心点,并使中心点保持恒定磁场,有效地将流经病灶中心点的顺磁放射性纳米铁固定和聚焦于磁场中心点。病人的病灶中心点可以通过X、CT、MRI等设备检查确定,然后根据X、CT、MRI的检查资料,通过操纵三维立体旋转磁场定位治疗系统中的病床使病人的病灶中心点调控在磁场的中心点上即可。
本项目创立了三维立体旋转磁场定位治疗的理论。利用三维立体旋转磁场,在介入治疗中将具有顺磁特性的放射性同位素纳米铁定位于被治疗的疾病或肿瘤的中心部位以达到定位治疗的目的,并研制出了模型机。在靶向部位周围,旋转后产生一个中心点磁场强度最强,向周围逐渐递减的类似共用顶点相对的两个圆锥形的磁场。从而使流经病灶中心点的顺磁放射性纳米铁固定和集中于磁场中心点。通过调节两线圈间的距离,使磁场强度最大的中心点范围大小可调,使其更适合病灶部位的大小。利用放射纳米铁核素在旋转磁场的定位下,提高被治疗的部位局部药物浓度和放射剂量,减少全身的放射剂量,减少对全身的损伤,并达到在肿瘤的中心部位可持续地对肿瘤细胞进行放射治疗的目的。利用ANSYS模拟了血管中纳米粒子的运动轨迹。血流中纳米铁粒在自旋的情况下,受血流动力学和血管壁对纳米粒运动的影响,向磁场中心点的汇聚。研制出一种可用于定位治疗肿瘤疾病的顺磁纳米铁核素,并对其性能进行了测试和研究,取得了一些结果,为放射性纳米铁核素定位治疗肿瘤积累了资料。