Este extraño casco puede crear mejores escáneres cerebrales
Ke Wu, estudiante de doctorado en el departamento de ingeniería mecánica de BU, demuestra un nuevo dispositivo de metamaterial magnético diseñado para usarse junto con máquinas de resonancia magnética para mejorar la calidad de los escáneres cerebrales. Crédito: Cydney Scott, Universidad de Boston
Puede parecer un extraño casco de bicicleta o un equipo encontrado en el laboratorio de Doc Brown en Regreso al futuro, pero este dispositivo hecho de plástico y alambre de cobre es un avance tecnológico con el potencial para revolucionar las imágenes médicas. A pesar de su aspecto lúdico, el dispositivo es en realidad un metamaterial, que contiene una tonelada de conocimientos de física, ingeniería y matemáticas.
Fue desarrollado por Xin Zhang, profesor de ingeniería mecánica de la Facultad de Ingeniería, y su equipo de científicos en el Centro de Fotónica de BU. Son expertos en metamateriales, un tipo de estructura de ingeniería creada a partir de pequeñas células unitarias que pueden no ser espectaculares por sí solas, pero cuando se agrupan de manera precisa, obtienen nuevos superpoderes que no se encuentran en la naturaleza. Los metamateriales, por ejemplo, pueden doblar, absorber o manipular ondas como las ondas electromagnéticas, las ondas sonoras o las ondas de radio. Cada celda unitaria, también llamada resonador, generalmente se organiza en un patrón repetitivo en filas y columnas; pueden diseñarse en diferentes tamaños y formas, y colocarse en diferentes orientaciones, dependiendo de las ondas para las que están diseñados.
Los metamateriales pueden tener muchas funciones novedosas. Zhang, quien también es profesor de ingeniería eléctrica e informática, ingeniería biomédica y ciencia e ingeniería de materiales, ha diseñado un metamaterial acústico que bloquea el sonido sin detener el flujo de aire (imagine motores a reacción y acondicionadores de aire más silenciosos) y un metamaterial magnético que puede mejorar la calidad del sonido magnético. máquinas de resonancia magnética nuclear (RMN) utilizadas para el diagnóstico médico.
La profesora de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Boston, Xin Zhang, y sus colaboradores de investigación han desarrollado un nuevo metamaterial 3D que tiene el potencial de mejorar las imágenes de resonancia magnética del cerebro humano. La estructura esférica se puede usar como un casco y cambiar de tamaño para crear imágenes más rápidamente y con una mayor calidad, lo que en última instancia mejora la funcionalidad de la resonancia magnética y reduce los costos. Crédito: Centro de Fotónica de la Universidad de Boston/Ke Wu/Xin Zhang
Ahora, Zhang y su equipo han llevado su trabajo un paso más allá con el metamaterial portátil. El dispositivo en forma de cúpula, que se coloca sobre la cabeza de una persona y se puede usar durante una escáner cerebral, aumenta el rendimiento de la resonancia magnética, creando imágenes más nítidas que se pueden capturar al doble de la velocidad normal.
El casco está hecho de una serie de resonadores de metamateriales magnéticos, que están hechos de tubos de plástico impresos en 3D envueltos en cableado de cobre, agrupados en una matriz y dispuestos con precisión para canalizar el campo magnético de la máquina de resonancia magnética. Colocar el metamaterial magnético en forma de casco o como la matriz plana diseñada originalmente cerca de la parte del cuerpo que se escaneará, dice Zhang, podría hacer que las resonancias magnéticas sean menos costosas y más eficientes para los médicos, radiólogos y pacientes, al tiempo que mejora la calidad de la imagen.
Ke Wu (izquierda) y Xin Zhang, profesor de ingeniería mecánica, diseñaron el dispositivo uniendo con precisión resonadores de metamateriales para canalizar el campo magnético de una máquina de resonancia magnética. Crédito: Cydney Scott, Universidad de Boston.
Eventualmente, el metamaterial magnético tiene el potencial de usarse junto con máquinas de resonancia magnética de campo bajo más baratas para hacer que la tecnología esté más disponible, particularmente en el mundo en desarrollo.
La investigación fue publicada en Advanced Materials.
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Los investigadores desarrollan un nuevo metamaterial que puede mejorar la calidad de la resonancia magnética y reducir el tiempo de exploración Más información: Ke Wu et al, AuxeticsInspired Tunable Metamaterials for Magnetic Resonance Imaging, Advanced Materials (2021) . DOI: 10.1002/adma.202109032 Información de la revista: Advanced Materials
Proporcionado por la Universidad de Boston Cita: Este casco de aspecto extraño puede crear mejores escáneres cerebrales (2022, 11 de febrero ) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-bizarre-helmet-brain-scans.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.