МРТ – один из ключевых методов современной диагностики, которые нашли широкое применение в медицине, биологии и невралгии. Просмотр МРТ помогает наблюдать самое тонкое из физиологических изменений в наших внутренних органах.
Например, своевременная процедура МРТ может обнаружить ткани, затронутые раком на ранней стадии болезни. Возможность эффективной диагностики МРТ, однако, зависит почти полностью от качества получающихся изображений МРТ.Ученые из Университета ITMO, Австралийского национального университета, Иоффе, Физическо-технический Институт, Университетский Медицинский центр Утрехт и Институт Экспериментальной RAMS Медицины продемонстрировали, что качество изображений МРТ могло быть существенно увеличено при помощи метаматериалов – искусственные периодические структуры, которые могут взаимодействовать с электромагнитной радиацией экстраординарным способом.
«Это – первая реальная демонстрация практического потенциала метаматериалов для сокращения времени улучшения и просмотра отображения МРТ. Наше исследование может развиться в новые приложения здравоохранения и коммерческие продукты». – говорит соавтора Юрия Кившера относительно исследования, главу Нелинейного Центра Физики в Австралийском национальном университете.Помещая специально разработанный метаматериал под изученным объектом в сканере МРТ возможно увеличить отношение сигнал-шум в просмотренной области. Результат этого увеличения состоит в том, что или более высокое изображение резолюции может быть получено за то же самое время или более быструю экспертизу, может быть выполнен с той же самой резолюцией как в обычном сканере МРТ.
Кроме того, метаматериал подавляет электрическое поле, которое ответственно за нагревание ткани – явление, которое может поставить под угрозу безопасность целой процедуры МРТ.Проблема нагревания ткани недавно стала еще более релевантной с прибытием высокой области и МРТ «крайние высокие полевые» сканеры в медицинской практике. Двигатель для высоко-полевой МРТ установлен выгодой лучшей резолюции изображения Однако, нагревание ткани становится существенным в более высоких областях из-за увеличения радиочастотного энергетического поглощения. Поэтому проблема безопасности в высокой области и МРТ «крайние высокие полевые» сканеры остается открытой.
Научной группе удалось полностью избежать нагревания ткани, в то же время сохранив высокое разрешение. Решение, в сущности, не требует никакого вмешательства в аппаратные средства сканера МРТ, а скорее представляет недорогое функциональное дополнительное устройство, которое может использоваться с любым существующим сканером МРТ.«Наш метаматериал может быть включен непосредственно в терпеливый стол любого коммерчески доступного сканера МРТ. Однако в будущем мы видим еще более потенциальный в понятии специальной элегантной одежды для просмотра МРТ», говорит Алексей Слобожанюк, первый автор исследования и исследователь в Международной Лаборатории Прикладной радиофизики в Университете ITMO. – «Полосы нашего метаматериала могут быть сшиты в одежде.
Экспертиза пациентов, нося такую одежду, привела бы к более высоким изображениям МРТ резолюции, в то время как специальный дизайн позволит гомогенное улучшение отношения сигнал-шум, которое не представляет угрозы для здоровья пациентов. В результате с метаматериалами Вы будете в состоянии улучшить особенности МРТ низкой области до такой степени, что их функциональность сопоставима с высоко-полевой МРТ».Продолжительность экзамена МРТ также предполагает неудобства для пациентов.
В обычных устройствах МРТ просмотр может продлиться с 15 до 60 минут, и в это время пациент должен остаться абсолютно неподвижным. Возможность достижения подробных изображений в более короткое время сделает процедуру более удобной для пациента и в перспективе могла даже уменьшить время очереди в больницах.
«Наша идея использовать метаматериалы, чтобы получить изображения с выше detalization, позволит врачам локализовать и изучать oncological болезни. На основе изображений, полученных со сканером МРТ, хирург определяет структуру воспламенения, которое впоследствии будет служить проектом его скальпеля во время операции». – говорит Юрия Кившера.«Метаматериалы, как доказывали, увеличивали стоимость через их способность обработать электромагнитные и звуковые волны способами, которыми не может сделать никакой естественный материал.
Это приводит к появляющимся деловым возможностям, создающим по-настоящему подрывные продукты. Научная область метаматериалов в быстром развитии и влиянии на традиционные отрасли промышленности, такие как Космос, Телекоммуникации, Cleantech и теперь Здравоохранение», – завершает Джорджа Пэликараса, Основателя Медивиза и генерального директора. «У технологии есть потенциал, чтобы расширить жизнь машин отображения МРТ, но что еще более важно, это сделает просмотр более быстрым, более точным и более безопасным пациентам. Мы имеем честь работать вместе с ведущими в мире академическими партнерами и помочь продвинуть эти важные инновации от лаборатории до рынка»