Metamateriales no lineales podrían revolucionar los exámenes de resonancia magnética

Un metamaterial inteligente nuevo podría hacer que todo el proceso de imágenes por resonancia magnética (RM) sea más rápido, más seguro y más accesible para los pacientes.

Desarrollado por investigadores de la Universidad de Boston (BU; MA, EUA), el metamaterial no lineal acoplado (NLMM) presenta una respuesta autoadaptativa que amplifica el campo magnético a la fuerza de excitación de la resonancia de la radiofrecuencia (RF). El NLMM se suprime en respuesta a grados más altos de RF y se recupera durante una fase de baja intensidad de excitación, aumentando la relación señal-ruido (SNR) 10 veces, mejorando, en gran medida, la calidad de la imagen y reduciendo el tiempo de escaneo, abriendo así una nueva forma de obtener imágenes de resonancia magnética más nítidas a muy bajo costo.

La respuesta no lineal del comportamiento NLMM es pasiva, aumentando selectivamente las emisiones de RF de baja energía del cuerpo del paciente en modo normal y se apaga durante las explosiones de milisegundos de transmisión de RF de alta energía de la máquina de RM. El tiempo de inactividad, que dura unos pocos milisegundos, permite que el NLMM inteligente mejore la energía enviada de regreso a la resonancia magnética. También disminuye la exposición general del paciente a la radiación de ondas de radio y mitiga los posibles problemas de seguridad. El estudio fue publicado el 30 de octubre de 2019 en la revista Advanced Materials.

“El metamaterial inteligente consiste en un conjunto de resonadores helicoidales metálicos estrechamente empaquetados con un sensor pasivo”, dijo el autor principal, el profesor de radiología, Xiaoguang Zhao, MD. “Cuando llegan las ondas de radio de alta energía, el metamaterial detecta el alto nivel de energía y apaga la resonancia automáticamente. Con la excitación de radio de baja energía, el metamaterial activa la resonancia y mejora el componente magnético de la onda de radio. Ahora podemos construir materiales inteligentes que puedan interactuar con las ondas de radio de manera inteligente, mejorando la señal deseada y dejando ir la señal no deseada”.

La resonancia magnética representa una herramienta de diagnóstico poderosa en el arsenal de la atención médica moderna, que se aplica ampliamente en un espectro de enfermedades, desde accidentes cerebrovasculares hasta imágenes de cáncer y más. Se puede utilizar para generar imágenes a partir de una gama de propiedades de los tejidos sin radiación ionizante, lo que da como resultado un alto grado inherente de contraste tisular. La principal entre las métricas de rendimiento de los sistemas de resonancia magnética es la SNR, que se puede aprovechar para aumentar el desempeño general de adquisición, desde la resolución de la imagen hasta la eficiencia de la adquisición de la imagen, y se ha demostrado que mejora la delineación anatómica y la detección de patologías.

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Universidad de Boston