Egy új, metamateriálokra épülő MRI-antenna jelentősen javíthatja az agy mélyebb struktúráiról és a szem finom szöveteiről készített felvételek minőségét, miközben lerövidítheti a vizsgálatok idejét. A fejlesztés ráadásul a már működő berendezésekhez is illeszthető, így nem igényel teljesen új készülékeket.

A mágneses rezonanciás képalkotás az egyik legfontosabb diagnosztikai eszköz, ám bizonyos testtájak vizsgálata ma is nehéz. Az agy mélyebb régiói, valamint a szem és a szemüreg érzékeny területei különösen problémásak, mivel a rádiófrekvenciás jelek továbbításáért és vételéért felelős hardver nem mindig képes elegendő jelet gyűjteni ezekről a területekről.

A Max Delbrück Központ kutatócsoportja, amelyet Nandita Saha doktorandusz vezetett Thoralf Niendorf professzor ultranagy térerősségű MRI-laboratóriumában, új antennakialakítást dolgozott ki. Az eredményeket az Advanced Materials közölte.

Komoly szakemberek ültek össze

A projektben MRI-fizikusok, klinikai szemészeti szakemberek és transzlációs képalkotással foglalkozó kutatók működtek együtt a Max Delbrück Központ és a Rostocki Egyetemi Klinika részéről. A rostocki szakemberek a technológia klinikai validálásában is részt vesznek – jelentette a ScienceDaily.

G

Kövess minket a Google-ben

Legyen a Liner a követett forrásod

Jelöld be a Linert követett forrásként a Google-ben.

Beállítom

„A metamateriálok koncepcióját alkalmazva hatékonyabban tudtuk irányítani a rádiófrekvenciás mezőket, és megmutattuk, miként járulhat hozzá a korszerű fizika közvetlenül az orvosi képalkotás fejlődéséhez. Munkánk utat nyit a gyorsabb és tisztább MRI-vizsgálatok előtt, amelyek számos klinikai területen segíthetik a betegeket” – mondta Niendorf, a tanulmány vezető szerzője.

Az MRI úgy hoz létre képeket, hogy erős mágneses tér mellett rádiófrekvenciás jeleket küld a testbe, majd a szövetek válaszát rögzíti. Minél erősebb a visszaérkező jel, annál részletgazdagabb felvétel készül. A hagyományos rádiófrekvenciás tekercsek azonban nehezen gyűjtenek elegendő jelet a test mélyebb vagy anatómiailag összetett régióiból. Emiatt romolhat a képminőség, illetve meghosszabbodhat a vizsgálat.

Az új antenna erősebb jelet biztosított

A kutatók ezt a korlátot úgy hidalták át, hogy a metamateriálokat közvetlenül az antennába építették. Ezek a mesterségesen tervezett szerkezetek az elektromágneses hullámokkal olyan módon lépnek kölcsönhatásba, amire a természetes anyagok nem képesek. A tesztek során az új antenna erősebb jelet biztosított a célzott szövetekből, javította a térbeli felbontást és a képélességet, miközben gyorsította az adatgyűjtést.

A rendszert önkénteseken próbálták ki, a szem és a szemüreg vizsgálatát 7,0 teslás MRI-berendezéssel végezték. „Kutatásunk szemészeti szempontból különösen jelentős, mivel lehetővé teszi a szem anatómiailag részletgazdag, nagy térbeli felbontású MRI-vizsgálatát. Esélyt ad arra, hogy bepillantsunk a szem belsejébe és olyan kórélettani folyamatokba, amelyek korábban nagyrészt hozzáférhetetlenek voltak” – fogalmazott Oliver Stachs professzor, a rostocki egyetemi klinika társszerzője.

Saha szerint céljuk az volt, hogy a modern antennatervezési fizika szemszögéből gondolják újra az MRI-hardvert. A technológia a jövőben segíthet az érzékeny testrészek védelmében is, mivel csökkentheti az orvosi implantátumok körüli nem kívánt felmelegedést.

Emellett pontosabb rádiófrekvenciás energiairányítással támogathatja az MRI-vezérelt daganatkezeléseket, például a tumorok hőkezelését vagy a szöveti ablációt. Az MRI-vizsgálatok gyakran hosszadalmasak és kényelmetlenek, különösen akkor, ha a felvételeket a nehezen rögzíthető anatómiai részletek miatt meg kell ismételni. A tisztább és gyorsabb képalkotás csökkentheti a vizsgálati időt, miközben nagyobb diagnosztikai biztonságot ad az orvosoknak.

A kompakt és könnyű antenna

A kompakt és könnyű antenna testre szabható különböző testrészekhez, ami a páciensek komfortérzetét is javíthatja. Niendorf szerint a kialakítás a jövőben a 7,0 teslánál alacsonyabb és magasabb mágneses térerejű rendszerekhez is adaptálható, valamint más szervek, például a szív és a vese vizsgálatára is alkalmassá tehető.

A megoldás erősebb jelekkel javíthatja az olyan speciális MRI-eljárásokat is, amelyek nem hidrogénatomokat, hanem például nátriumot vagy fluort képeznek le. „A képalkotó hardver fejlesztése alapjaiban formálhatja át a diagnosztikát, ez a tanulmány pedig fontos lépés a következő generációs MRI-technológia felé” – mondta Ebba Beller, a rostocki egyetemi klinika társszerzője.

A kutatócsoport több kórház bevonásával nagyobb klinikai vizsgálatok előkészítésén dolgozik, miközben az antennát további szervekre is módosítják. A projektet a Német Kutatási Alap finanszírozta a Max Delbrück Központ és a Rostocki Orvostudományi Egyetem együttműködésében.