Przenośny skaner MRI do użytku w ambulansach
MRI to jedna z najważniejszych metod badania, wykorzystywana do uwidaczniania regionów anatomicznych i wykrywania zmian fizjologicznych i funkcjonalnych. Wykorzystuje silne pole magnetyczne bez udziału promieniowania jonizującego, dzięki czemu rezonans jest nietoksyczny. Jednak od momentu opracowania metody MRI w latach 70. XX w. technicy stykają się z problemem niedostatecznej czułości i niskiej rozdzielczości przestrzennej obrazu. Jednym ze sposobów na rozwiązanie tego problemu jest zwiększenie siły pola magnetycznego skanera MRI. Nie jest to jednak możliwe w przypadku przenośnych skanerów MRI, gdyż na skutek różnych zjawisk między- i wewnątrzcząsteczkowych otrzymywane obrazy miałyby bardzo niską rozdzielczość i słaby kontrast.
O krok od przenośnych skanerów MRI
Dzięki wsparciu uzyskanemu w ramach programu „Maria Skłodowska-Curie” twórcy projektu RF-MAFS opracowali nowy, przenośny skaner MRI, który rozwiązuje wszystkie te problemy. „Technologia RF-MAFS ogranicza skalę oddziaływań cząsteczkowych i poprawia rozdzielczość obrazów MRI otrzymywanych z przenośnych skanerów MRI”, tłumaczy stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie”, Javier Alonso-Valdesueiro. Udało się to osiągnąć dzięki wdrożeniu techniki wirowania próbki pod kątem magicznym z wykorzystaniem sygnałów RF zamiast rotacji mechanicznej. Próbka zostaje poddana działaniu wirującego i statycznego pola magnetycznego, co powoduje wytworzenie całkowitego pola magnetycznego pod kątem dokładnie 54,7 stopni w odniesieniu do próbki. To zmniejsza wpływ interakcji jądrowych na kontrast obrazu rezonansu magnetycznego i rozdzielczość spektralną NMR. Poprzez połączenie umiejętności inżynierskich z wiedzą na temat rezonansu magnetycznego i obserwacjami z zakresu obrazowania medycznego naukowcy zoptymalizowali projekt magnesu i skonstruowali prototyp RF-MAFS. Elektromagnesy, które wytwarzają wirujące i statyczne pole magnetyczne, wykorzystują dipol podwójnej helisy oraz cewki Helmholtza i są kontrolowane przy użyciu specjalistycznego oprogramowania. Tak wygenerowane pole magnetyczne zostało zmierzone za pomocą zaprojektowanej ad hoc i zbudowanej w trakcie projektu aparatury.
Zalety skanera RF-MAFS
Do zalet nowego skanera RF-MAFS należą: niewielka waga, niskie koszty utrzymania oraz niskie zużycie energii, dzięki czemu doskonale sprawdzi się jako narzędzie do wczesnej diagnostyki. Ponadto niski koszt i wysoka dostępność urządzenia oznaczają, że może być ono używane w izbach przyjęć, zapewniając, że potrzeby pacjentów będą szybko zaspokajane, a pierwsze decyzje medyczne będą podejmowane w momencie przyjazdu ambulansu na miejsce wypadku. „Jednak technologia RF-MAFS nie powstała z zamiarem wyparcia ze szpitali dotychczasowych skanerów MRI o dużej mocy. Tradycyjne skanery wciąż będą regularnie wykorzystywane do celów precyzyjnej diagnozy”, podkreśla Alonso-Valdesueiro. Co jednak istotne, skaner RF-MAFS jest kompatybilny z innymi narzędziami diagnostycznymi, a to za sprawą niskiej mocy pola magnetycznego. Po wprowadzeniu kolejnych usprawnień technologicznych skaner będzie mógł być wykorzystany w wielu różnych sytuacjach, takich jak zabiegi chirurgiczne lub w połączeniu z innymi skanerami, w tym tomografem komputerowym i aparatem do USG.
Przyszłe prognozy
Zdaniem Alonso-Valdesueiro „projekt RF-MAFS stworzył szansę na opracowanie nowej technologii w oparciu o niesprawdzoną wcześniej w praktyce koncepcję MRI”. Zbudowany przez twórców projektu magnes spełnia wymogi dotyczące ograniczenia wielkości i siły pola magnetycznego, co jest warunkiem koniecznym do zagwarantowania niskiego kosztu i poręczności. W przyszłości naukowcy z projektu RF-MAFS planują zająć się badaniem płaszczyzn styku materiałów, zanieczyszczeń paramagnetycznych i ruchu obiektów z magnesem RF-MAFS, aby wykazać poprawę parametrów obrazu podczas doświadczeń ze skanowaniem MRI. Aktualnie badacze pracują nad spektrometrem NMR, chcąc w dalszej kolejności przeprowadzić analizę wykorzystania magnesu w spektroskopii molekularnej NMR.
Słowa kluczowe
RF-MAFS, MRI, skaner, pole magnetyczne, diagnoza, NMR, obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, wirowanie pod kątem magicznym, magnetyczny rezonans jądrowy
