Um novo tipo de componente de ressonância magnética em forma de luva oferece as primeiras imagens nítidas de ossos, tendões e ligamentos movendo-se juntos, um novo estudo encontra.

Liderado pela Escola de Medicina da NYU e publicado recentemente em Nature Biomedical Engineering , o estudo mostra como um novo design de elemento de ressonância magnética tecido em detectores semelhantes a vestimentas pode capturar imagens de alta qualidade de articulações em movimento pela primeira vez.

Os autores do estudo dizem que seu protótipo de luva de ressonância magnética promete se tornar útil no futuro diagnóstico de lesões por esforços repetitivos, como a síndrome do túnel do carpo em trabalhadores de escritório, atletas, e músicos. Como a invenção mostra como diferentes tipos de tecido se chocam uns com os outros à medida que se movem, os autores afirmam que também pode permitir a construção de um atlas mais versátil da anatomia da mão, guiar a cirurgia com imagens das mãos em posições mais realistas, ou ajuda no design de melhores próteses.

"Nossos resultados representam a primeira demonstração de uma tecnologia de ressonância magnética que é flexível e sensível o suficiente para capturar a complexidade da mecânica dos tecidos moles na mão, "diz o autor principal Bei Zhang, PhD, cientista pesquisador do Centro de Pesquisa e Inovação em Imagem Avançada (CAI2R), no Departamento de Radiologia da NYU Langone Health.

Desde seu surgimento na década de 1970, A ressonância magnética (MRI) deu aos médicos uma visão melhor do interior dos tecidos, ajudando a diagnosticar milhões de doenças por ano, de tumores cerebrais a hemorragias internas e ligamentos rompidos. Apesar deste impacto, a tecnologia há muito luta contra uma limitação básica.

A ressonância magnética funciona imergindo tecidos em um campo magnético de forma que quaisquer átomos de hidrogênio presentes se alinhem para criar uma força magnética média em uma direção em cada fatia de tecido. Esses "pequenos ímãs" podem ser desviados do equilíbrio por ondas de força eletromagnética (ondas de rádio). Depois de receber a gorjeta, eles giram como piões e também emitem sinais de rádio, que revelam suas posições e podem ser reconstruídas em imagens.

Também fundamental para a ressonância magnética é a capacidade das bobinas de radiofrequência de converter ondas de rádio em uma corrente elétrica detectável. Infelizmente, isso significa que as ondas de rádio capturadas ("pião") produzem pequenas correntes dentro das bobinas receptoras, que, por sua vez, criam seus próprios campos magnéticos e evitam que as bobinas próximas capturem sinais limpos.

Nos últimos 30 anos, tentativas de gerenciar as interações entre as bobinas vizinhas resultaram em scanners de ressonância magnética de última geração, nos quais as bobinas receptoras são meticulosamente dispostas para cancelar os campos magnéticos nas bobinas vizinhas. Assim que o melhor arranjo for definido, as bobinas não podem mais se mover em relação umas às outras, restringindo a capacidade da ressonância magnética para imagens complexas, articulações móveis.

Resolvendo o problema

Como todos os scanners de ressonância magnética atuais medem sinais que criam correntes nas bobinas receptoras (detectores), tais bobinas sempre foram projetadas como estruturas de "baixa impedância" que permitem que a corrente flua facilmente. O salto dado pelos autores do estudo foi projetar uma estrutura de "alta impedância" que bloqueia a corrente, e então mede a intensidade com que a força nas ondas magnéticas "empurra" (a voltagem) ao tentar estabelecer uma corrente na bobina.

Sem corrente elétrica criada pelo sinal MR, as novas bobinas receptoras não criam mais campos magnéticos que interferem nos receptores vizinhos, eliminando assim a necessidade de estruturas rígidas. Os pesquisadores descobriram que seu sistema, com as novas bobinas costuradas em uma luva de algodão, gerou imagens "requintadas" de músculos em movimento livre, tendões e ligamentos em uma mão enquanto tocava piano e agarrava objetos.

O sinal de ressonância magnética é produzido por átomos de hidrogênio (prótons), e, portanto, esta tecnologia se destaca na geração de imagens de estruturas de tecidos moles ricas em água, cada molécula inclui dois átomos de hidrogênio. Por esta razão, A ressonância magnética é ótima para a imagem dos músculos, nervos, e até mesmo cartilagem, que são difíceis de estudar usando outros métodos não invasivos. Tendões e ligamentos, Contudo, que são feitos de proteínas densas em vez de fluidos, permanecem difíceis de ver independentemente, porque ambos aparecem como faixas pretas ao longo do osso.

O novo estudo descobriu que, na visualização dos dedos enquanto eles flexionavam, as novas bobinas revelaram como as faixas pretas se moviam em conjunto com os ossos, o que poderia ajudar a catalogar as diferenças que vêm com os ferimentos.

"Queríamos experimentar nossos novos elementos em uma aplicação que nunca poderia ser feita com bobinas tradicionais, e decidiu tentar capturar imagens com uma luva, "diz o autor sênior Martijn Cloos, PhD, professor assistente do instituto CAI2R no Departamento de Radiologia da NYU Langone Health. "Esperamos que este resultado inaugure uma nova era de design de ressonância magnética, talvez incluindo matrizes de manga flexível em torno dos joelhos feridos, ou gorros confortáveis ​​para estudar o desenvolvimento do cérebro dos recém-nascidos. "