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Il nuovo materiale metamateriale magnetico aumenta le prestazioni della risonanza magnetica

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Un nuovo metamateriale magnetico consente di aumentare notevolmente l'intensità del campo a radiofrequenza (RF), producendo immagini MRI più chiare al doppio della velocità.

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Sviluppato presso la Boston University (BU; MA, USA), il metamateriale magnetico è composto da una serie di cellule unitarie con eliche metalliche note come risonatori elicoidali. Le strutture alte tre centimetri, create con plastica stampata tridimensionale (3D) e bobine di sottile filo di rame, possono essere raggruppate in una matrice flessibile che è abbastanza flessibile da coprire la rotula, l'addome, la testa o qualsiasi parte del corpo che necessita di immagini. Quando l'array di eliche è in posizione, i risonatori interagiscono con il campo magnetico dello scanner MRI, aumentando il rapporto segnale/rumore (SNR).

Il confinamento del campo magnetico si traduce anche in un marcato grado di miglioramento in prossimità delle eliche attorno ad una specifica modalità di risonanza. Se applicata alla risonanza magnetica, la modalità di risonanza del metamateriale può essere eccitata dai campi magnetici RF impiegati durante la procedura di risonanza magnetica, portando così ad un quadruplo aumento dell'intensità di campo. I ricercatori suggeriscono che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per aumentare la potenza di imaging delle macchine MRI a bassa resistenza, aprendo la porta alla tecnologia MRI per diventare ampiamente disponibile in tutto il mondo. Lo studio è stato pubblicato il 26 marzo 2019, in Fisica delle comunicazioni.

"Questo metamateriale magnetico crea un'immagine più chiara che può essere prodotta a una velocità più che doppia rispetto a quella di una risonanza magnetica corrente. Essere in grado di semplificare questa tecnologia avanzata è molto interessante", ha detto l'autore co-senior Professor Stephan Anderson, MD, vice presidente della ricerca presso il Boston Medical Center (BMC, MA, USA) dipartimento di radiologia. "Se siete in grado di fornire qualcosa che può aumentare SNR di un margine significativo, possiamo cominciare a pensare a possibilità che non esistevano prima, come la possibilità di avere la risonanza magnetica vicino ai campi di battaglia o in altre località remote

La risonanza magnetica rappresenta un potente strumento diagnostico nell'armamentario della moderna sanità che è ampiamente applicato in uno spettro di malattie, dall'ictus all'imaging del cancro e oltre. Può essere utilizzato per generare immagini da una serie di proprietà tissutali senza radiazioni ionizzanti, con il risultato di un grado intrinsecamente elevato di contrasto dei tessuti. Tra le metriche di performance dei sistemi di risonanza magnetica è SNR, che può essere utilizzato per aumentare le prestazioni complessive di acquisizione, dalla risoluzione dell'immagine all'efficienza dell'acquisizione dell'immagine, ed è stato dimostrato di migliorare la delineazione anatomica e la rilevazione della patologia.