Un grupo de investigadores de Rusia, Australia y los Países Bajos han desarrollado una tecnología que puede reducir los tiempos de escaneo de imágenes por resonancia magnética MRI en más del 50%, lo que significa que los hospitales pueden aumentar drásticamente la cantidad de escaneos sin cambiar de equipo. Este salto extraordinarioen eficiencia se logra colocando una capa de metamateriales en el lecho del escáner, lo que mejora la relación señal / ruido. Los detalles de esta investigación experimental están disponibles en la edición actual de Materiales avanzados . Esta tecnología pendiente de patente está siendo desarrollada conjuntamente por MediWise, una compañía con sede en el Reino Unido que se especializa en la comercialización de metamateriales para aplicaciones médicas.
La resonancia magnética es uno de los métodos clave del diagnóstico moderno que ha encontrado amplias aplicaciones en medicina, biología y neurología. La exploración por resonancia magnética ayuda a controlar los cambios fisiológicos más sutiles en nuestros órganos internos. Por ejemplo, un procedimiento oportuno de resonancia magnética puede detectar tejidos afectados porcáncer en la etapa más temprana de la enfermedad, sin embargo, la posibilidad de diagnósticos efectivos de MRI depende casi por completo de la calidad de las imágenes de MRI resultantes.
Científicos de la Universidad ITMO, la Universidad Nacional de Australia, el Instituto Técnico Físico Ioffe, el Centro Médico Universitario Utrecht y el Instituto de Medicina Experimental RAMS demostraron que la calidad de las imágenes de MRI podría aumentar sustancialmente con la ayuda de metamateriales, estructuras periódicas artificiales que puedeninteractuar con la radiación electromagnética de una manera extraordinaria.
"Esta es la primera demostración real del potencial práctico de los metamateriales para la mejora de la imagen por resonancia magnética y la reducción del tiempo de exploración. Nuestra investigación puede evolucionar hacia nuevas aplicaciones de atención médica y productos comerciales" - dice Yuri Kivshar, coautor del estudio, jefe del estudioCentro de Física No Lineal de la Universidad Nacional de Australia.
Al colocar un metamaterial especialmente diseñado debajo del objeto estudiado en un escáner de resonancia magnética, es posible aumentar la relación señal / ruido en el área escaneada. El resultado de este aumento es que se puede obtener una imagen de mayor resolución sobre elSe puede realizar el mismo intervalo de tiempo o un examen más rápido con la misma resolución que en un escáner de resonancia magnética común. Además, el metamaterial suprime el campo eléctrico, que es responsable del calentamiento del tejido, un fenómeno que puede comprometer la seguridad de todo el procedimiento de resonancia magnética.
El problema del calentamiento de tejidos se ha vuelto aún más relevante con la llegada de los escáneres de resonancia magnética de campo alto y campo ultra alto en la práctica médica. Un impulso para la resonancia magnética de campo alto está mediado por los beneficios de una mejor resolución de imagen Sin embargo, el calentamiento del tejido se vuelve sustancial en los campos más altos debido a un aumento de la absorción de energía de radiofrecuencia. Por lo tanto, el tema de la seguridad en los escáneres de resonancia magnética de campo alto y campo ultra alto permanece abierto.
El grupo científico logró evitar por completo el calentamiento de los tejidos, al mismo tiempo que conserva la alta resolución. La solución, en esencia, no requiere ninguna intervención en el hardware del escáner de resonancia magnética, sino que representa un dispositivo adicional funcional y económico quese puede usar con cualquier escáner de resonancia magnética existente.
"Nuestro metamaterial puede integrarse directamente en la tabla de pacientes de cualquier escáner de resonancia magnética disponible en el mercado. Sin embargo, en el futuro vemos aún más potencial en el concepto de ropa inteligente especial para la exploración de resonancia magnética", dice Alexey Slobozhanyuk, primer autor delestudio e investigador en el Laboratorio Internacional de Radiofísica Aplicada de la Universidad ITMO. "Se pueden coser rayas de nuestro metamaterial en la ropa. El examen de los pacientes, usando esa ropa, conduciría a imágenes de resonancia magnética de mayor resolución, mientras que el diseño especialpermite una mejora homogénea de la relación señal / ruido, lo que no representa ningún riesgo para la salud de los pacientes. Como resultado, con metamateriales podrá mejorar las características de la resonancia magnética de campo bajo en la medida en que su funcionalidades comparable a la resonancia magnética de alto campo "
La duración de un examen de MRI también supone inconvenientes para los pacientes. En los dispositivos de MRI normales, el escaneo puede durar de 15 a 60 minutos y durante este tiempo el paciente debe permanecer completamente inmóvil. La posibilidad de lograr imágenes detalladas en un espacio de tiempo más cortohará que el procedimiento sea más cómodo para el paciente y, a largo plazo, incluso podría reducir el tiempo de espera en los hospitales.
"Nuestra idea de utilizar metamateriales para recibir imágenes con mayor detalle permitirá a los médicos localizar y estudiar enfermedades oncológicas. Basado en las imágenes obtenidas con un escáner de resonancia magnética, el cirujano determina la estructura de la inflamación, que luego servirá comoun plano para su bisturí durante la operación "- dice Yuri Kivshar
"Se ha comprobado que los metamateriales agregan valor a través de su capacidad para procesar ondas electromagnéticas y de sonido de una manera que ningún material natural puede hacer. Esto lleva a oportunidades comerciales emergentes que crean productos realmente disruptivos. El campo científico de metamateriales en rápida evolución e impactoindustrias como Aerospace, Telecoms, Cleantech y ahora Healthcare ", concluye George Palikaras, Fundador y CEO de Mediwise." La tecnología tiene el potencial de extender la vida útil de las máquinas de imágenes de resonancia magnética, pero lo más importante, hará que el escaneo sea más rápido, másprecisa y segura para los pacientes. Nos sentimos honrados de trabajar junto a socios académicos líderes en el mundo y de ayudar a avanzar esta importante innovación desde el laboratorio hasta el mercado "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad ITMO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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