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Metamaterial revoluciona ressonância magnética e imagens médicas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/06/2019

Protótipo dos cilindros que formam o metamaterial. 
[Imagem: Duan et al. - 10.1038/s42005-019-0135-7]

Metamaterial para exames

Os metamateriais, que começaram como uma curiosidade matemática e logo se revelaram ainda mais curiosos, ao viabilizar a criação de mantos de invisibilidade, já estão prontos para melhorar os exames médicos.

Uma equipe da Universidade de Boston, nos EUA, criou um metamaterial magnético na forma de um pequeno cilindro que mostrou-se capaz de amplificar fortemente os sinais das máquinas de ressonância magnética.

O resultado é um exame muito mais nítido, feito na metade do tempo dos exames atuais e ainda permitindo usar um campo magnético muito mais baixo, eventualmente abrindo caminho para a fabricação de equipamentos de mais baixo custo e com menor custo operacional.

Metamaterial magnético

O metamaterial magnético é constituído por uma série de unidades chamadas ressonadores helicoidais, estruturas de três centímetros de altura criadas a partir de plástico impresso em 3D e bobinas de cobre.

Os pequenos dispositivos por si só não impressionam. Contudo, quando colocados em conjunto, os ressonadores helicoidais formam uma matriz flexível, maleável o suficiente para cobrir a rótula, o abdome, a cabeça ou qualquer parte do corpo que precise de imagens.

Quando a matriz é colocada perto do corpo, os ressonadores interagem com o campo magnético da máquina, aumentando a relação sinal-ruído da ressonância magnética, "aumentando o volume da imagem", como dizem os pesquisadores.

"Muitas pessoas ficaram surpresas com sua simplicidade. Não é um material mágico. A parte 'mágica' é o projeto e a ideia," disse o pesquisador Guangwu Zhang.

Comparação dos exames de ressonância magnética de 1,5 T com (embaixo) e sem (em cima) o metamaterial magnético. 
[Imagem: Duan et al. - 10.1038/s42005-019-0135-7]

Ressonância magnética de próxima geração

Para testar o conjunto magnético, a equipe examinou pernas de frango, tomates e uvas usando uma máquina de 1,5 Tesla. O metamaterial magnético produziu um aumento de 4,2 vezes na relação sinal-ruído, uma melhoria radical, o que significa que campos magnéticos mais baixos poderiam ser usados para tirar imagens mais nítidas do que é possível atualmente.

Agora os pesquisadores esperam fazer parcerias com a indústria para que seu metamaterial magnético possa ser adaptado para aplicações clínicas do mundo real.

Bibliografia:

Artigo: Boosting magnetic resonance imaging signal-to-noise ratio using magnetic metamaterials
Autores: Guangwu Duan, Xiaoguang Zhao, Stephan William Anderson, Xin Zhang
Revista: Communications Physics
Vol.: 2, Article number: 35
DOI: 10.1038/s42005-019-0135-7