Forskare från Nederländerna och Ryssland har designat och testat en ny meta-ytbaserad teknik för att förstärka den lokala känsligheten för MR-skannrar på människor för första gången. Metasytan består av tunna resonansremsor arrangerade periodiskt. Placerad under patientens huvud, det gav mycket högre signaler från den lokala hjärnregionen. Resultaten publicerade i Vetenskapliga rapporter , visa att användningen av metasytor potentiellt kan minska bildförvärvstiden, vilket förbättrar komforten för patienter, eller skaffa bilder med högre upplösning för bättre sjukdomsdiagnos.

Magnetic resonance imaging (MRI) är en allmänt använd medicinsk teknik för undersökning av inre organ, samt att spela en stor roll inom onkologi. Dock, på grund av dess inneboende lägre signal / brusförhållande, en MR -skanning tar mycket längre tid att få än en datortomografi eller ultraljudsskanning. Detta innebär att en patient måste ligga orörlig inom en begränsad apparat i upp till en timme, vilket resulterar i betydande obehag hos patienten, och relativt långa köer på sjukhus.

Specialister från Leiden University Medical Center i Nederländerna och ITMO University i Ryssland har förvärvat mänsklig MR med ökad lokal känslighet från en tunn metasyta - en periodisk struktur för ledande kopparremsor. Forskarna fästade dessa element på ett tunt, flexibelt substrat och integrerade dem med tätt passande mottagarspolarrayer inuti MR-skannern.

"Vi placerade en sådan metas yta under patientens huvud, efter det, den lokala känsligheten ökade med 50 procent. Detta tillät oss att få högre bild- och spektroskopiska signaler från occipital cortex. Sådana enheter kan potentiellt minska varaktigheten av MR -studier och förbättra komforten för ämnen, säger Rita Schmidt, den första författaren till uppsatsen och forskare vid Institutionen för radiologi vid Leiden University Medical Center.

Metaytan, placeras mellan en patient och mottagarspolarna, förbättrar signal-brus-förhållandet i området av intresse. "Detta förhållande begränsar MR -känsligheten och procedurens varaktighet, "konstaterar Alexey Slobozhanyuk, forskare vid Institutionen för nanofotonik och metamaterial vid ITMO University. "Ofta, skanningarna måste upprepas många gånger och signalerna läggs ihop. Genom att använda denna metasyta minskar detta krav. Konventionellt, en undersökning som nu tar 20 minuter kan bara behöva 10 i framtiden. Ett sjukhus som betjänar 10 patienter om dagen kommer att kunna tjäna 20 med vår utveckling. "

Alternativt, enligt forskarna, metasytan kan användas för att öka bildupplösningen. "Storleken på voxlar, eller 3D-pixlar, begränsas också av signal-brus-förhållandet. Istället för att påskynda proceduren, vi kan anta ett alternativt tillvägagångssätt och få mer detaljerade bilder, "säger Andrew Webb, projektledare, professor i radiologi vid Leiden University Medical Center.

Tills nu, ingen har integrerat metamaterial i tätt passande mottagningsarrayer eftersom deras dimensioner är alldeles för stora. Den nya ultratunna designen av denna metasyta hjälpte till att lösa problemet.

"Vår teknik kan tillämpas för att producera metamaterialinspirerat, ultratunna enheter för många olika typer av MR-skanningar, men i varje fall man bör först utföra en serie datorsimuleringar, som vi har gjort i detta arbete. Man måste se till att metasytan är korrekt kopplad, "avslutar Rita Schmidt.