Innovación rusa podría revolucionar la forma como se hacen los exámenes de MRI

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Científicos rusos han logrado transmitir de manera inalámbrica las señales generadas por las máquinas de resonancia magnética (MRI). Esta innovación puede ayudar a elaborar métodos más personalizados al momento de hacer un escaneo MRI, algo que las máquinas actuales con cables no pueden hacer bien. El estudio, que N+1 reseña en colaboración los expertos de ITMO, ha sido publicado en Magnetic Resonance in Medicine.

El funcionamiento de las máquinas MRI

Las máquinas de MRI funcionan enviando un impulso de radiofrecuencia generado por los imanes que están dentro una máquina cilíndrica. Este impulso interactúa con los átomos de hidrógeno del cuerpo del paciente haciendo que se muevan los protones. Una vez que termina el impulso de radiofrecuencia, los protones se realinean con el campo y liberan energía electromagnética, la cual es detectada por unas bobinas dentro de la máquina.

Debido a que la respuesta de los protones es muy débil, las bobinas receptoras deben estar muy cerca del cuerpo del paciente. Por lo tanto, en cada máquina de MRI hay varias bobinas especialmente diseñadas para explorar varios órganos y partes del cuerpo (cabeza, tórax, extremidades). Para analizar las señales detectadas por las bobinas, se debe conectar un receptor con la ayuda de cables.

^{Ejemplo de las dos formas en como se podría usar la bobina inalambrica al momento de scanear una muñeca. (A) sobre el pecho, (B) posición "Supermán". Las posiciones dependerán de la comodidad del paciente}

Antes del escaneo, la bobina receptora se coloca sobre el paciente y se conecta al receptor mediante un cable. Las bobinas receptoras son bastante caras y deben pertenecer al mismo fabricante del tomógrafo. De lo contrario, la bobina no se conectará al escáner debido a los sistemas de identificación.

La innovación

Ahora, científicos de la Universidad ITMO de San Petersburgo, Rusia, liderados por Stanislav Glybovski (PhD), han perfeccionado las bobinas receptoras haciendo que no sean necesarios los cables para enviar las señales al receptor. Los investigadores lograron esto mejorando la bobina receptora y conectándola a la bobina detrás de la carcasa del escáner mediante un acoplamiento inductivo resonante.

Con el nuevo método, la respuesta de la radiofrecuencia es recibida por una bobina receptora inalámbrica, un resonador especialmente diseñado ubicado sobre el paciente. La señal se transmite de forma inalámbrica casi sin pérdida.

^{Arriba, resultados de un escaneo MRI convencional. Abajo, con la bobina inalámbrica donde el enfoque es más preciso.}

Para lograrlo desarrollaron una nueva estructura similar a las células elementales de los metamateriales. Se trata de un metasolenoide, una estructura periódica de circuitos abiertos que funciona como un solenoide con un campo magnético homogéneo solo en el rango de frecuencia de radio y que no interactúa con el campo constante del imán. El metasolenoide y la bobina detrás del cuerpo del tomógrafo forman un sistema de resonadores acoplados inductivamente a la frecuencia operativa del tomógrafo logrando así la transmisión de señal inalámbrica.

Una de las ventajas de este nuevo método es que al utilizar el metasolenoide como una bobina inalámbrica; es posible obtener un campo magnético uniforme en toda la región de enfoque. Es decir, es posible, por ejemplo, concentrar el campo magnético solo dentro del área de exploración, en una determinada parte del cuerpo. Todo esto, sin que la señal pierda calidad.

"Las pruebas de la bobina inalámbrica demostraron que no es menos eficiente que el cableado tradicional, y pueden tener un factor de pérdida de señal aún menor que cuando se transmiten a través de un cable”, explica Glybovski a ITMO News. “Es decir, obtenemos una mejor imagen con una mejor señal en relación al ruido. Además, la propia bobina es conveniente de usar, ya que no hay necesidad de conectarla", añade.

Método exitoso y prometedor

Los ensayos clínicos de la bobina se llevaron a cabo con voluntarios sanos (aunque antes ya se habían realizado modelos computacionales para probar su seguridad) en el Instituto de Medicina Traslacional de la Universidad ITMO. También se realizaron consultas con colegas del Centro Médico Universitario de Utrecht en Países Bajos.

Los científicos escanearon la articulación de las muñecas de los voluntarios con la nueva bobina inalámbrica y con una bobina comercial del mismo tamaño, y luego compararon la calidad de las imágenes. Los resultados fueron similares.

"Hasta ahora, esto no había sido posible, y pocas personas han investigado las bobinas inalámbricas. En un artículo publicado en Magnetic Resonance in Medicine, analizamos minuciosamente cómo se fabrica nuestra bobina y cómo debe usarse, de modo que el ingeniero que hace los escáneres MR y el médico que realiza los diagnósticos puedan entenderlo", dijo Glybovski.

El nuevo método, además, ofrece ventajas que otras máquinas de MRI no tenían. Al no ser necesarios los cables, la bobina puede colocarse lo más conveniente y cerca del área bajo investigación como sea posible. Esto reduce el tiempo de colocación del paciente y, en consecuencia, acelera la velocidad del estudio. En segundo lugar, se puede tener un mejor enfoque en zonas que antes no se podían analizar muy bien (como las articulaciones de la rodilla). Y en tercer lugar, su maniobrabilidad podría hacer que se utilicen con pacientes con sobrepeso que a veces no caben en la bobina de radiofrecuencia.

Aunque los científicos de la Universidad ITMO solo han desarrollado la nueva bobina para la articulación de la muñeca, en el futuro funcionará para otros órganos y articulaciones. Debido a que existe la necesidad de crear una bobina para un examen efectivo de las glándulas mamarias o áreas en las que hay muchas articulaciones pequeñas, cartílagos, tendones, incluidos pies, y manos. Cuanto mejor reciba la respuesta de radiofrecuencia de los tejidos la bobina de solenoide, más detallada será la imagen.

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 

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