Прорыв в МРТ: новая антенна на метаматериалах позволяет увидеть мозг и глаз с невероятной четкостью

Высокое разрешение 7,0 Тл МРТ глаза и глазницы добровольца, детально показывающее передние черепные структуры, включая экстраокулярные мышцы, зрительный нерв и кисту (желтая стрелка) рядом с левой глазницей. Источник: Нандита Саха, Центр Макса Дельбрюка

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — один из самых ценных инструментов для диагностики заболеваний. Однако даже современные сканеры с трудом создают четкие изображения некоторых областей, таких как глубокие структуры мозга и нежные ткани глаза. Команда под руководством Нандиты Саха из Центра Макса Дельбрюка разработала новую антенну для МРТ на основе метаматериалов, которая позволяет получать более четкие снимки за меньшее время и может быть интегрирована в существующие системы.

Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, объединило экспертов в области физики МРТ, офтальмологии и трансляционной визуализации. Новая антенна, или RF-катушка, использует метаматериалы для более эффективного управления радиочастотными полями, усиливая сигнал от целевых тканей. Это повышает пространственное разрешение, улучшает резкость изображения и ускоряет сбор данных.

«Используя концепции метаматериалов, мы смогли более эффективно направлять радиочастотные поля и продемонстрировать, как передовая физика может напрямую улучшить медицинскую визуализацию», — говорит Торальф Ниндорф, старший автор статьи. «Эта работа показывает путь к более быстрым и четким МРТ-сканам, которые могут принести пользу пациентам во многих клинических областях».

Ключевое преимущество — совместимость с существующим МРТ-оборудованием, что устраняет необходимость в дорогостоящей новой инфраструктуре. Исследователи протестировали конструкцию на добровольцах с использованием 7,0-теслового МРТ-сканера. «Наше исследование демонстрирует явную актуальность для офтальмологических применений, так как оно может обеспечить анатомически детальную МРТ глаза с высоким пространственным разрешением», — отмечает профессор Оливер Стакс из Университетской медицины Ростока. «Это открывает окно в глаз и (пато)физиологические процессы, которые ранее были в значительной степени недоступны».

Технология также может быть адаптирована для защиты чувствительных частей тела во время МРТ, уменьшая нежелательный нагрев вокруг медицинских имплантатов, и для улучшения МРТ-управляемого лечения рака. Более быстрые и четкие сканы сократят время процедуры и повысят точность диагностики. Команда готовит более масштабные клинические исследования и адаптирует антенну для визуализации других органов, включая сердце и почки.