Empire
Antarë i Respektuar
Studiuesit hartojnë metametikë 'inteligjente' për t'i bërë MRI të përballueshme dhe të arritshme
Shiko fotografinë 1700640
Studiuesit e Universitetit të Bostonit kanë zhvilluar një metodë të re, "inteligjente", e cila kushton më pak se dhjetë dollarë për ta ndërtuar - që mund të revolucionarizojë imazhet e rezonancës magnetike (MRI), duke e bërë të gjithë procesin e MRI më të shpejtë, më të sigurt dhe më të arritshëm për pacientët në të gjithë botën. Teknologjia, e cila bazohet në punën e mëparshme "metamaterike" nga ekipi, u përshkrua në një punim të ri në Advanced Materiale.
MRI përdoret nga klinikët për të diagnostikuar problemet mjekësore duke vërejtur anomalitë që mund të tregojnë nga një menisk i dëmtuar deri në distrofi muskulore. Por MRI janë të shtrenjta dhe marrin shumë kohë - shpesh pjesa më e madhe do një ore për një skanim të vetëm. Gjetja e mjaftueshme e kohës për MRI për pacientët në pritje mund të jetë problem, edhe në spitalet amerikane, por edhe në spitalet në vende si India, periudhat e pritjes prej një viti ose më shumë mund të rrezikojnë jetën e pacientëve.
Pra, si ta shpejtojmë procesin e MRI pa rrezikuar cilësinë e imazhit? Xin Zhang, një profesor i Kolegjit të Inxhinierisë BU i inxhinierisë mekanike dhe një profesor i Qendrës Photonics, dhe një ekip studiuesish që përfshin Stephan Anderson, një radiolog në Boston Center dhe BU School of Medicine të Radiologjisë, dhe Xiaoguang Zhao, një asistent i MED profesor i radiologjisë, po bëhen punojn për të zgjidhur problemin.
MRI punon duke gjeneruar një fushë të fuqishme magnetike dhe duke dërguar valë radio në trupin e një pacienti. "Fusha magnetike e një MRI është mijëra herë më e fortë se fusha magnetike e Tokës", thotë Zhao. "Një seri e orkestruar saktë e valëve të radios me energji më të lartë dërgohen në trupin e njeriut, dhe indet lëshojnë valë radio me energji më të ulët që merren nga MRI për të prodhuar një imazh."
Cilësia e imazheve MRI varet në një masë të madhe nga ajo që quhet "raport sinjal-zhurmë", ose SNR. Sa më i lartë SNR, aq më i mirë është imazhi dhe mënyra më e drejtpërdrejtë për të përmirësuar SNR është ngritja e fushës magnetike. Fatkeqësisht, çdo rritje në fushën magnetike gjithashtu rrit kompleksitetin dhe koston e MRI, si dhe rreziqet e mundshme për pacientët, indet e të cilëve, dhe veçanërisht, pajisjet e tyre mjekësore të implantuara, nxehen fjalë për fjalë nga rrezatimi. Për këtë arsye, radiologët që dëshirojnë të marrin një pamje më të mirë brenda një trupi nuk mund të rrisin forcën e fushës magnetike.
Kështu që Zhang dhe bashkëpunëtorët e saj zhvilluan një metamaterik të ri magnetik që, kur vendoset pranë pjesës së trupit që është objektivi i një skanimi, rrit energjinë e emetuar nga trupi i pacientit, duke rritur SNR dhe përmirëson imazhin e MRI. Metamaterika magnetike, e cila është bërë nga tela të thjeshtë bakri dhe plastike, u botua në Mars 2019.
Tani, Zhang, Anderson, Zhao dhe anëtarët e tjerë të ekipit e kanë ndërmarrë zhvillimin e tyre në një hap të madh më tej, duke zhvilluar atë që ata e quajnë një metamaterial "inteligjent" që rrit në mënyrë selektive emetimet me energji të ulët nga trupi i pacientit.
Zhang thotë se metamaterika inteligjente përforcon SNR me 10-fish, gjë që rrit në masë të madhe cilësinë e figurës dhe zvogëlon kohën e skanimit, duke hapur një mënyrë të re për të marrë imazhe të MRI më të qarta me kosto shumë të ulët.
"Shkurtimi i ekzaminimeve të MRI është parësore për të maksimizuar kapacitetin," thotë Anderson. "Për të mos përmendur të ardhurat, si dhe përvojën e përgjithshme të pacientëve të kësaj teknologjie të fuqishme të imazhit."
Shiko fotografinë 1700641
"Metamaterika inteligjente përbëhet nga një grup i rezonatorëve spiralë metalikë të mbushur [një sensor pasiv]," thotë Zhao. "Kur valët e radios me energji të lartë vijnë, metamaterika zbulon nivelin e lartë të energjisë dhe" fik "rezonancën automatikisht. Me ngacmim rrezeve me energji të ulët, metamaterika [ndez] rezonancën dhe rrit përbërësin magnetik të valës së radios ”.
Kjo kohë e lirë, megjithëse ka vetëm një milisekonde i lejon klinikët të përdorin një material inteligjent për të rritur energjinë e dërguar në MRI. Ai gjithashtu zvogëlon ekspozimin e përgjithshëm të pacientit ndaj rrezatimit të valëve të radios dhe zbut shqetësimet e mundshme të sigurisë, duke lehtësuar rrugën drejt adoptimit të kësaj teknologjie në imazhin klinik.
"Tani ne mund të ndërtojmë materiale të zgjuara që mund të bashkëveprojnë me valët e radios me inteligjencë, duke rritur sinjalin e kërkuar ndërsa lënë sinjalin e padëshiruar të shkojë," thotë Zhang.
Studiuesit vlerësojnë se grupi metamaterik, i zhvilluar me mbështetjen e Institutit Kombëtar të Imazheve Biomjekësore dhe Bioengineering, duhet të kushtojë më pak se 10 dollarë. Edhe pse prototipi aktual metametik magnetik është një shtresë e sheshtë, e trashë, ata presin ta adaptojnë atë në një fletë fleksibël, ultra të hollë të në MRI. Të integruar me sistemet klinike të MRI, thonë ata, materialet e tyre të zbuluara rishtas magnetike kanë potencialin të sjellin një hap të madh në performancën e MRI
Shiko fotografinë 1700640
Studiuesit e Universitetit të Bostonit kanë zhvilluar një metodë të re, "inteligjente", e cila kushton më pak se dhjetë dollarë për ta ndërtuar - që mund të revolucionarizojë imazhet e rezonancës magnetike (MRI), duke e bërë të gjithë procesin e MRI më të shpejtë, më të sigurt dhe më të arritshëm për pacientët në të gjithë botën. Teknologjia, e cila bazohet në punën e mëparshme "metamaterike" nga ekipi, u përshkrua në një punim të ri në Advanced Materiale.
MRI përdoret nga klinikët për të diagnostikuar problemet mjekësore duke vërejtur anomalitë që mund të tregojnë nga një menisk i dëmtuar deri në distrofi muskulore. Por MRI janë të shtrenjta dhe marrin shumë kohë - shpesh pjesa më e madhe do një ore për një skanim të vetëm. Gjetja e mjaftueshme e kohës për MRI për pacientët në pritje mund të jetë problem, edhe në spitalet amerikane, por edhe në spitalet në vende si India, periudhat e pritjes prej një viti ose më shumë mund të rrezikojnë jetën e pacientëve.
Pra, si ta shpejtojmë procesin e MRI pa rrezikuar cilësinë e imazhit? Xin Zhang, një profesor i Kolegjit të Inxhinierisë BU i inxhinierisë mekanike dhe një profesor i Qendrës Photonics, dhe një ekip studiuesish që përfshin Stephan Anderson, një radiolog në Boston Center dhe BU School of Medicine të Radiologjisë, dhe Xiaoguang Zhao, një asistent i MED profesor i radiologjisë, po bëhen punojn për të zgjidhur problemin.
MRI punon duke gjeneruar një fushë të fuqishme magnetike dhe duke dërguar valë radio në trupin e një pacienti. "Fusha magnetike e një MRI është mijëra herë më e fortë se fusha magnetike e Tokës", thotë Zhao. "Një seri e orkestruar saktë e valëve të radios me energji më të lartë dërgohen në trupin e njeriut, dhe indet lëshojnë valë radio me energji më të ulët që merren nga MRI për të prodhuar një imazh."
Cilësia e imazheve MRI varet në një masë të madhe nga ajo që quhet "raport sinjal-zhurmë", ose SNR. Sa më i lartë SNR, aq më i mirë është imazhi dhe mënyra më e drejtpërdrejtë për të përmirësuar SNR është ngritja e fushës magnetike. Fatkeqësisht, çdo rritje në fushën magnetike gjithashtu rrit kompleksitetin dhe koston e MRI, si dhe rreziqet e mundshme për pacientët, indet e të cilëve, dhe veçanërisht, pajisjet e tyre mjekësore të implantuara, nxehen fjalë për fjalë nga rrezatimi. Për këtë arsye, radiologët që dëshirojnë të marrin një pamje më të mirë brenda një trupi nuk mund të rrisin forcën e fushës magnetike.
Kështu që Zhang dhe bashkëpunëtorët e saj zhvilluan një metamaterik të ri magnetik që, kur vendoset pranë pjesës së trupit që është objektivi i një skanimi, rrit energjinë e emetuar nga trupi i pacientit, duke rritur SNR dhe përmirëson imazhin e MRI. Metamaterika magnetike, e cila është bërë nga tela të thjeshtë bakri dhe plastike, u botua në Mars 2019.
Tani, Zhang, Anderson, Zhao dhe anëtarët e tjerë të ekipit e kanë ndërmarrë zhvillimin e tyre në një hap të madh më tej, duke zhvilluar atë që ata e quajnë një metamaterial "inteligjent" që rrit në mënyrë selektive emetimet me energji të ulët nga trupi i pacientit.
Zhang thotë se metamaterika inteligjente përforcon SNR me 10-fish, gjë që rrit në masë të madhe cilësinë e figurës dhe zvogëlon kohën e skanimit, duke hapur një mënyrë të re për të marrë imazhe të MRI më të qarta me kosto shumë të ulët.
"Shkurtimi i ekzaminimeve të MRI është parësore për të maksimizuar kapacitetin," thotë Anderson. "Për të mos përmendur të ardhurat, si dhe përvojën e përgjithshme të pacientëve të kësaj teknologjie të fuqishme të imazhit."
Shiko fotografinë 1700641
"Metamaterika inteligjente përbëhet nga një grup i rezonatorëve spiralë metalikë të mbushur [një sensor pasiv]," thotë Zhao. "Kur valët e radios me energji të lartë vijnë, metamaterika zbulon nivelin e lartë të energjisë dhe" fik "rezonancën automatikisht. Me ngacmim rrezeve me energji të ulët, metamaterika [ndez] rezonancën dhe rrit përbërësin magnetik të valës së radios ”.
Kjo kohë e lirë, megjithëse ka vetëm një milisekonde i lejon klinikët të përdorin një material inteligjent për të rritur energjinë e dërguar në MRI. Ai gjithashtu zvogëlon ekspozimin e përgjithshëm të pacientit ndaj rrezatimit të valëve të radios dhe zbut shqetësimet e mundshme të sigurisë, duke lehtësuar rrugën drejt adoptimit të kësaj teknologjie në imazhin klinik.
"Tani ne mund të ndërtojmë materiale të zgjuara që mund të bashkëveprojnë me valët e radios me inteligjencë, duke rritur sinjalin e kërkuar ndërsa lënë sinjalin e padëshiruar të shkojë," thotë Zhang.
Studiuesit vlerësojnë se grupi metamaterik, i zhvilluar me mbështetjen e Institutit Kombëtar të Imazheve Biomjekësore dhe Bioengineering, duhet të kushtojë më pak se 10 dollarë. Edhe pse prototipi aktual metametik magnetik është një shtresë e sheshtë, e trashë, ata presin ta adaptojnë atë në një fletë fleksibël, ultra të hollë të në MRI. Të integruar me sistemet klinike të MRI, thonë ata, materialet e tyre të zbuluara rishtas magnetike kanë potencialin të sjellin një hap të madh në performancën e MRI