Napredak u magnetnoj rezonanci: Preciznost snimanja oka i mozga sada dostiže deseti deo milimetra

Magnetna rezonanca (MRI) unutar lobanje oduvek je predstavljala tehnološki izazov, ali kada se fokus prebaci na ljudsko oko i njegovu orbitu, inženjeri i kliničari suočavaju se sa pravom noćnom morom. Skeniranje ove regije u visokoj rezoluciji izuzetno je teško zbog sitnih anatomskih struktura, neprestanih mikropokreta očne jabučice i treptanja, ali i zbog fizičkih ograničenja standardnih radiofrekventnih (RF) antena koje gube snagu signala u dubokim tkivima.

Rezultat su često mutne slike ili skeniranja koja traju predugo da bi pacijent izdržao bez pomeranja. Međutim, kako prenosi SciTechDaily, međunarodni tim stručnjaka uspeo je radikalnim hardverskim zahvatom da nadvlada ova ograničenja i snimi ljudsko oko sa neviđenom, gotovo mikroskopskom jasnoćom.

Preporučujemo

Ovaj revolucionarni napredak rezultat je rada Laboratorije za eksperimentalnu magnetnu rezonancu ultra visoke jačine polja pri uglednom berlinskom centru za molekularnu medicinu Centra Maksa Delbruka i predstavljen je u žurnalu Advanced Materials.

Istraživački tim, koji je predvodila doktorandkinja Nandita Saha pod mentorstvom profesora Toralfa Nijendorfa, u bliskoj saradnji sa kolegama sa Medicinske klinike Univerziteta Rostok, fokusirao se na promenu same fizike prikupljanja signala. Umesto oslanjanja na klasične bakarne zavojnice, oni su unutar same MRI antene ugradili metamaterijale – veštački dizajnirane strukture konstruisane da manipulišu elektromagnetnim talasima na načine koji ne postoje u prirodi.

Tehnička suština ovog izuma leži u dramatičnom pojačanju radiofrekventnog signala koji se šalje u telo i meri nazad. Kada se pacijent podvrgne skeniranju na izuzetno snažnom MRI aparatu jačine 7.0 Tesla (7T), standardne antene često stvaraju nehomogeno polje i gube dragocene podatke iz dubine očne šupljine. Integracijom metamaterijala direktno u antenu, istraživači su uspeli lokalno da „ukrote” i pojačaju RF polje tačno iznad ciljane regije.

Tokom testiranja na zdravim dobrovoljcima, ova nova, ultralaka antena pokazala je neverovatne rezultate: prostorna rezolucija je drastično povećana, šum je sveden na minimum, a vreme prikupljanja podataka je značajno skraćeno.

Slike su otkrile neverovatne anatomske detalje prednjih kranijalnih struktura, uključujući precizne linije ekstraokularnih mišića, celokupni tok optičkog nerva, pa čak i sitne ciste neposredno uz orbite koje bi na klasičnom skeneru ostale potpuno nevidljive.

Ono što ovaj napredak čini izuzetno važnim za medicinsku praksu širom sveta jeste činjenica da je ovaj hardverski dodatak dizajniran tako da bude kompatibilan sa već postojećim MRI sistemima. Bolnice i dijagnostički centri neće morati da troše milione na zamenu svojih skupih skenera; biće dovoljno nadograditi periferne antene. Profesor Nijendorf ističe kako se ova tehnologija zasnovana na metamaterijalima može vrlo lako prilagoditi i za MRI sisteme koji rade na nižim, standardnim kliničkim jačinama polja (poput 1.5T i 3T), ali i za one koji idu preko 7 Tesla. Takođe, njena primena se ne mora ograničiti samo na oko i mozak.

Nove antene otvaraju vrata za napredna istraživanja u neurologiji, oftalmologiji i neurohirurgiji, gde preciznost od desetog dela milimetra doslovno znači razliku između uspešne operacije i trajnog gubitka vida. Pored same strukturne anatomije, ova tehnologija će omogućiti lekarima da u realnom vremenu prate osetljive metaboličke procese i kretanje specifičnih lekova kroz krvno-moždanu barijeru.

Transformacijom MRI aparata u neku vrstu naprednog živog mikroskopa, nauka je dobila moćan alat koji će omogućiti rano otkrivanje neurodegenerativnih bolesti i tumorskih promena u najranijem mogućem stadijumu, pre nego što uzrokuju nepopravljivu štetu.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)