Investigadores de la Universidad ITMO desarrollaron y probaron una bobina de resonancia magnética que proporciona imágenes de alta resolución de todo el cuerpo de un ratón. Estas bobinas se utilizan en pruebas preclínicas, así como en la obtención de imágenes de varios sistemas corporales. La nueva bobina produce imágenes con una resolución tres veces mayor que las bobinas de resonancia magnética de volumen comercial estándar. Los científicos utilizaron materiales económicos y tecnología de fabricación que pueden adaptarse a varios proyectos de investigación. La investigación fue publicada en RMN en biomedicina como historia de portada.

La resonancia magnética de cuerpo entero se utiliza en diagnósticos y para estudios preclínicos de evaluación de la respuesta a fármacos. Los estudios preclínicos se realizan normalmente en animales:por ejemplo, en ratones. A pesar del pequeño tamaño, obtener una imagen de alta calidad de todo el mouse no es tan fácil como parece. El problema es que la obtención de imágenes de todo el cuerpo suele requerir combinar las imágenes de varias pequeñas bobinas receptoras, o usando una bobina estándar grande tanto para emitir como para recibir. En el primer caso, el procedimiento de obtención de imágenes se vuelve complicado, mientras que en el segundo, la calidad de la imagen se deteriora y resulta difícil distinguir detalles importantes.

Para resolver este problema, Los científicos de la Universidad ITMO han desarrollado un nuevo tipo de bobina de resonancia magnética. Las nuevas características de diseño de la bobina permiten obtener fácilmente imágenes de alta calidad de todo el mouse. En primer lugar, el tamaño de la bobina está especialmente adaptado para escanear un mouse, lo que ayuda a evitar ruido adicional. Los científicos lograron reducir el tamaño de la bobina utilizando una metaestructura con una capacidad distribuida. Al mismo tiempo, la intensidad del campo magnético alterno de la nueva bobina es mucho mayor que la de las bobinas estándar. Esto proporciona una mayor sensibilidad de la bobina en todo el campo de visión y mejora la calidad de la imagen.

"Las bobinas estándar se sintonizan a una frecuencia particular utilizando condensadores no magnéticos. Introducen pérdidas internas, reduciendo la relación señal-ruido. Este es uno de los principales parámetros que se utilizan para determinar la calidad de la imagen en la resonancia magnética. Dado que nuestra bobina es auto-resonante, no necesitamos condensadores. Podemos ajustar la bobina cambiando los parámetros geométricos. También, El nuevo diseño nos permite optimizar el funcionamiento de la bobina, aumentar su sensibilidad y calidad de imagen. Además, el costo de las materias primas es bajo, y la tecnología de fabricación nos permite adaptar el método para varios proyectos, "dice Anna Khurshkainen, un estudiante de posgrado en la Universidad ITMO, miembro del Laboratorio de Nanofotónica y Metamateriales.

Según los científicos, el trabajo comenzó con un modelado numérico. Esto ayudó a optimizar la geometría de la futura bobina y elegir los materiales. Después, los investigadores hicieron un prototipo de bobina y realizaron experimentos. "Medimos la relación señal-ruido en diferentes partes de la imagen a diferentes distancias entre el objeto y la bobina. Los resultados obtenidos se compararon con simulación matemática y parámetros experimentales de bobinas de volumen estándar. Resultó que existe un óptimo distancia entre la imagen y la bobina, en el que nuestra bobina proporciona una calidad de imagen tres veces mayor que la estándar, "añade Mikhail Zubkov, investigador del Laboratorio de Nanofotónica y Metamateriales de la Universidad ITMO.

En la actualidad, Los científicos planean continuar trabajando en una variedad de bobinas para varios estudios preclínicos.