Un nuevo tipo de componente de IRM en forma de guante ofrece las primeras imágenes claras de huesos, tendones y ligamentos que se mueven juntos, según un nuevo estudio.
Dirigido por la NYU School of Medicine y recién publicado en Ingeniería biomédica de la naturaleza , el estudio muestra cómo un nuevo diseño de elemento de MRI entretejido en detectores tipo prenda puede capturar imágenes de alta calidad de articulaciones móviles por primera vez.
Los autores del estudio dicen que su prototipo de guante de resonancia magnética promete ser útil en el diagnóstico futuro de lesiones por esfuerzo repetitivo como el síndrome del túnel carpiano en trabajadores de oficina, atletas y músicos. Debido a que la invención muestra cómo los diferentes tipos de tejidos se impactan entre sí a medida que se mueven, los autores dicen que también podría permitir la construcción de un atlas más versátil de anatomía de la mano, guiar la cirugía con imágenes de la mano en posiciones más realistas o ayudar en el diseño de mejores prótesis.
"Nuestros resultados representan la primera demostración de una tecnología de resonancia magnética que es lo suficientemente flexible y sensible como para capturar la complejidad de la mecánica de los tejidos blandos en la mano", dice el autor principal Bei Zhang, PhD, científico investigador del Centro de Imágenes AvanzadasInnovación e Investigación CAI2R, dentro del Departamento de Radiología de NYU Langone Health.
Desde su aparición en la década de 1970, la resonancia magnética MRI ha brindado a los médicos una mejor visión del interior de los tejidos, lo que ayuda a diagnosticar millones de enfermedades por año, desde tumores cerebrales hasta hemorragias internas y desgarros de ligamentos. A pesar de este impacto, la tecnología tieneluchó durante mucho tiempo con una limitación básica.
La resonancia magnética funciona sumergiendo los tejidos en un campo magnético de manera que cualquier átomo de hidrógeno presente se alinee para crear una fuerza magnética promedio en una dirección en cada corte de tejido. Estos "pequeños imanes" pueden salir del equilibrio mediante ondas de fuerza electromagnética ondas de radio .Una vez inclinadas, giran como tapas y también emiten señales de radio, que revelan sus posiciones y se pueden reconstruir en imágenes.
También fundamental para MRI es la capacidad de las bobinas de radiofrecuencia para convertir las ondas de radio en una corriente eléctrica detectable. Desafortunadamente, esto significa que las ondas de radio capturadas "trompo" producen pequeñas corrientes dentro de las bobinas del receptor, que a su vez crean sus propiascampos magnéticos y evitan que las bobinas cercanas capturen señales limpias.
En los últimos 30 años, los intentos de gestionar las interacciones entre las bobinas vecinas han dado como resultado escáneres de resonancia magnética de última generación en los que las bobinas receptoras están cuidadosamente dispuestas para cancelar los campos magnéticos en las bobinas vecinas. Una vez que se establece el mejor arreglo,las bobinas ya no se pueden mover entre sí, lo que limita la capacidad de la resonancia magnética para obtener imágenes de articulaciones complejas y móviles.
Resolviendo el problema
Como todos los escáneres de IRM actuales miden señales que crean corrientes en las bobinas del receptor detectores, tales bobinas siempre se han diseñado como estructuras de "baja impedancia" que permiten que la corriente fluya fácilmente. El salto realizado por los autores del estudio fue diseñar un "estructura de alta impedancia que bloquea la corriente y luego mide la fuerza con la que "empuja" la fuerza de las ondas magnéticas el voltaje cuando intenta establecer una corriente en la bobina.
Sin corriente eléctrica creada por la señal MR, las bobinas del nuevo receptor ya no crean campos magnéticos que interfieran con los receptores vecinos, eliminando así la necesidad de estructuras rígidas. Los investigadores descubrieron que su sistema, con las nuevas bobinas cosidas en un algodónguante, generó imágenes "exquisitas" de músculos, tendones y ligamentos que se mueven libremente en una mano mientras tocaba el piano y agarraba objetos.
La señal de IRM es producida por átomos de hidrógeno protones, por lo que esta tecnología se destaca en la obtención de imágenes de estructuras de tejidos blandos ricas en agua, cada molécula incluye dos átomos de hidrógeno. Por esta razón, la IRM es excelente para obtener imágenes de los músculos y nerviose incluso cartílago, que son difíciles de estudiar utilizando otros métodos no invasivos. Sin embargo, los tendones y ligamentos, que están hechos de proteínas densas en lugar de líquido, siguen siendo difíciles de ver de forma independiente, ya que ambos aparecen como bandas negras que corren junto al hueso.
El nuevo estudio encontró que, al visualizar los dedos mientras se flexionaban, las nuevas bobinas revelaron cómo las bandas negras se movían en concierto con los huesos, lo que podría ayudar a catalogar las diferencias que vienen con una lesión.
"Queríamos probar nuestros nuevos elementos en una aplicación que nunca podría hacerse con bobinas tradicionales, y decidimos capturar imágenes con un guante", dice el autor principal Martijn Cloos, PhD, profesor asistente del instituto CAI2R enel Departamento de Radiología de la NYU Langone Health. "Esperamos que este resultado marque el comienzo de una nueva era de diseño de resonancia magnética, que tal vez incluya conjuntos de mangas flexibles alrededor de las rodillas lesionadas, o gorros cómodos para estudiar los cerebros en desarrollo de los recién nacidos".
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Materiales proporcionados por NYU Langone Health / NYU School of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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