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Nuevo metamaterial magnético reduce los tiempos de IRM y mejora la resolución de las imágenes

Investigadores de BU liderados por Xin Zhang, Guangwu Duan, Xiaoguang Zhao, Stephan Anderson y un equipo del Centro de Fotónica de la Universidad de Boston han desarrollado un nuevo metamaterial que puede mejorar la calidad de la IRM y reducir a la mitad el tiempo de escaneo. El dispositivo formado por una pequeña estructura en forma de anillo hecha de plástico y cobre, amplifica las ya poderosas capacidades de imagen de una máquina de resonancia magnética IRM.

La RM utiliza campos magnéticos y ondas de radio para crear imágenes de órganos y tejidos en el cuerpo humano, lo que ayuda a los médicos a diagnosticar problemas o enfermedades potenciales. Los médicos usan la resonancia magnética para identificar anomalías o enfermedades en los órganos vitales, así como muchos otros tipos de tejido corporal, como la médula espinal y las articulaciones.

Dependiendo de qué parte del cuerpo se esté analizando y cuántas imágenes se requieran, un examen de IRM puede tomar hasta una hora o más. Los pacientes pueden enfrentar largos tiempos de espera cuando programan un examen y, para el sistema de salud, operar las máquinas requiere mucho tiempo y es costoso. Fortalecer la resonancia magnética desde 1.5 T (el símbolo para tesla, la medida de la intensidad del campo magnético) hasta 7.0 T definitivamente puede “subir el volumen” de las imágenes, como describen Anderson y Zhang. Pero aunque las IRM de mayor potencia se pueden realizar utilizando campos magnéticos más fuertes, conllevan una gran cantidad de riesgos de seguridad e incluso mayores costos para las clínicas médicas. El campo magnético de una máquina de resonancia magnética es tan fuerte que las sillas y los objetos que se encuentran al otro lado de la sala pueden ser arrastrados hacia la máquina, lo que representa un peligro para los operadores y los pacientes.


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En contraste, Zhang y Anderson dicen que su metamaterial magnético podría usarse como una tecnología aditiva para aumentar el poder de imagen de las máquinas de resonancia magnética de fuerza más baja, aumentar el número de pacientes atendidos por las clínicas y disminuir los costos asociados, sin ninguno de los riesgos que surgen. Con el uso de campos magnéticos de mayor fuerza. Incluso imaginan que el metamaterial se use con la IRM de campo ultra bajo, que utiliza campos magnéticos que son miles de veces más bajos que las máquinas estándar actualmente en uso. Esto abriría las puertas para que la tecnología IRM esté ampliamente disponible en todo el mundo.

El metamaterial magnético está formado por una serie de unidades llamadas resonadores helicoidales, estructuras de tres centímetros de altura creadas con plástico impreso en 3D y bobinas de alambre de cobre fino, materiales que no son muy elegantes por sí solos. Pero juntos, los resonadores helicoidales se pueden agrupar en una matriz flexible, lo suficientemente flexible como para cubrir la rótula, el abdomen, la cabeza o cualquier parte del cuerpo de una persona que necesite imágenes. Cuando la matriz se coloca cerca del cuerpo, los resonadores interactúan con el campo magnético de la máquina, aumentando la relación señal-ruido (SNR) de la IRM.

Para probar la matriz magnética, el equipo examinó patas de pollo, tomates y uvas con una máquina de 1.5T. Encontraron que el metamaterial magnético produjo un aumento de 4.2 veces en la SNR, una mejora radical, lo que podría significar que se podrían usar campos magnéticos más bajos para tomar imágenes más claras de lo que actualmente es posible.

Ahora, Zhang y Anderson esperan asociarse con colaboradores de la industria para que su metamaterial magnético pueda adaptarse sin problemas a las aplicaciones clínicas del mundo real.

Más información: Universidad de Boston

How Magnetic Metamaterial Improves MRI:

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