В США создали 3D-печатные катушки для МРТ за $30, повышающие четкость снимков
Исследователи Университета Южной Калифорнии разработали гибкие приемные катушки для МРТ, геометрию которых можно подстраивать под конкретного пациента. Один элемент такой системы печатается менее чем за десять минут и требует около $30 расходных материалов. В перспективе технология может улучшить обследование младенцев и детей, однако пока ее испытывали только на взрослых.
Приемная катушка МРТ работает как антенна: чем ближе она находится к исследуемой области, тем сильнее сигнал и четче изображение. Многие коммерческие катушки имеют жесткую конструкцию и фиксированную форму, поэтому при обследовании маленьких пациентов между устройством и телом могут оставаться зазоры. Особенно заметной эта проблема может быть при МРТ сердца младенца — небольшого органа, который к тому же быстро движется.
Гибкие катушки повторяют контуры тела и сохраняют близкий контакт с ним даже во время движения. При динамической МРТ запястья у трех здоровых взрослых они обеспечили до четырех раз более высокий контраст и до пяти раз большую резкость по сравнению с коммерческой конфигурацией. При статической съемке запястья отношение сигнала к шуму оказалось в два-три раза выше.
Один из вариантов катушки исследователи напечатали проводящими серебряными чернилами на основе из термопластичного полиуретана — мягкого и растяжимого материала. Проводящие дорожки получили змеевидную форму, помогающую им выдерживать изгибы, а сверху конструкцию покрыли защитным изолирующим слоем. Материал может растягиваться примерно на 5−10%, поэтому катушка способна двигаться вместе с телом, не теряя плотного контакта с ним.
Конструкцию катушки можно быстро менять в цифровом макете: исследователи корректируют ее размер и форму на компьютере, а затем печатают новый вариант. Производство четырехэлементной системы для запястья заняло менее 32 минут и потребовало около $120 расходных материалов. В эту сумму не входят принтер, измерительная техника, кабели и электронные компоненты. В дальнейшем такой подход может позволить создавать новые катушки по мере роста ребенка, не заказывая отдельное специализированное оборудование.
Технологию проверили и при динамической МРТ сердца на низкопольном томографе мощностью 0,55 тесла. Семь гибких элементов помогли получить изображения границ миокарда, сердечных камер и движения сердца у двух здоровых взрослых. По качеству эти снимки оказались сопоставимы с результатами коммерческой катушки, поэтому преимущество разработки при исследовании сердца еще предстоит подтвердить на более крупной выборке.
Над проектом работали инженеры, специалисты по МРТ и врачи Университета Южной Калифорнии и Детской больницы Лос-Анджелеса. Они рассчитывают, что цифровое проектирование и быстрая печать со временем сделают специализированные катушки для педиатрической МРТ доступнее в производстве. Пока, однако, речь идет о ранних испытаниях на небольшой группе взрослых: разработку еще не проверяли на детях, а качество снимков не проходило отдельную оценку врачами-рентгенологами.
Подпишитесь на «Инк» в Telegram. Там мы пишем нескучным языком о самом важном для предпринимателей. Подписаться.
