Диагностика заболеваний, поражающих подвижные органы, такие как сердце и легкие, требует динамической визуализации, а не статичных снимков. Важным шагом на пути к ранней диагностике и лечению является расширенный скрининг с помощью МРТ. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Ученые из Университета Южной Калифорнии (США) разработали устройства на основе серебряных чернил. Стоимость расходных материалов для них составляет всего $30 вместо нескольких тысяч, а разрешение получаемых изображений получается в четыре раза выше. Такие устройства также можно напечатать на 3D-принтере менее чем за 10 минут, что позволяет адаптировать их под конкретного пациента. Это особенно критично при диагностике детей и младенцев.
Подобно камерам, которые улавливают световые волны для формирования изображения, МРТ-сканеры обрабатывают и создают изображения или видео с помощью радиочастотных сигналов. Визуализация данных становится возможной благодаря специализированным антеннам, которые размещаются рядом с исследуемой частью тела для улавливания слабых радиочастотных сигналов, излучаемых тканями. Они служат фактически приемниками для получения изображений с высоким разрешением.
Эквивалент разрешения камеры называется отношением сигнал/шум. Для фиксации движения при МРТ-сканировании используется специализированное устройство с низким полем зрения (0,55 Тл), позволяющее в режиме реального времени получать динамическую визуализацию процессов, связанных с движением. Обычно такие датчики для МРТ-сканеров дорогие, жесткие и не могут плотно прилегать к анатомическим структурам. Эти ограничения снижают качество сигнала и гибкость системы, что затрудняет проведение динамической МРТ.
Ключевое преимущество новых устройств — их гибкость и эластичность: материал растягивается на 5−10%, повторяя свойства человеческой кожи и обеспечивая плотное прилегание к телу. За счет использования серебряных чернил была достигнута проводимость, близкая к меди: эффективность передачи сигнала составила 95% от уровня стандартной цельной медной катушки.
Печать изделия выполняется на мягких подложках из термопластичного полиуретана, а рабочий процесс строится на основе файлов Gerber и принтера Voltera NOVA — это обеспечивает полную цифровизацию производства.
Благодаря новым датчикам четкость изображения повысилась в пять раз, а контрастность — в четыре раза по сравнению с обычными устройствами. По мнению экспертов, технология может расширить доступ к высококачественной МРТ в сельских районах и регионах с ограниченными ресурсами по всему миру. Это особенно важно для улучшения диагностики у самых маленьких пациентов, чьи органы сложно визуализировать из‑за их размеров и высокой скорости движения.
Ранее Наука Mail рассказала, как новый искусственный интеллект ускорит диагностику рака мозга.
