Capacete bizarro pode revolucionar exames de ressonância magnética

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/02/2022

Ke Wu não tem motivos para se envergonhar de usar sua geringonça: O capacete pode revolucionar o imageamento médico.
[Imagem: Cydney Scott/Boston University]

Metamaterial para uso médico

Os capacetes que os neurocientistas usam para ler os sinais cerebrais de forma não-invasiva nunca foram um primor de elegância, mas Ke Wu e seus colegas da Universidade de Boston, nos EUA, parecem ter-se superado.

Contudo, mesmo entrando fácil na lista dos aparelhos mais esquisitos já criados pelos cientistas, ninguém deve se enganar com as primeiras aparências.

Esta engenhoca feita de plástico e fios de cobre é na verdade um avanço tecnológico com potencial para revolucionar os exames de imageamento médico.

O dispositivo é na verdade um metamaterial, uma das principais fronteiras tecnológicas da atualidade, envolvendo conhecimentos de matemática, física e engenharia, e com potencial de aplicações que vão da óptica e das antenas até a proteção contra terremotos e tsunamis.

No formato hemisférico do capacete, que se encaixa na cabeça de uma pessoa e pode ser usado durante uma varredura cerebral, o dispositivo aumenta o desempenho da ressonância magnética, criando imagens mais nítidas e que podem ser capturadas com o dobro da velocidade normal.

A equipe também acredita que o metamaterial magnético poderá ser usado em conjunto com máquinas de ressonância magnética com campos magnéticos mais fracos - menos teslas - que seriam mais baratas de se fabricar e poderiam tornar a tecnologia mais amplamente disponível, particularmente no mundo em desenvolvimento.

A disposição dos ressonadores determina o tipo de onda com que o metamaterial conseguirá interagir.
[Imagem: Ke Wu et al. - 10.1002/adma.202109032]

Metacapacete magnético

O capacete é formado por pequenas células que funcionam como espécies de antenas. Isoladamente elas não fazem muita coisa, mas quando são agrupadas em posições e espaçamentos precisos, elas ganham superpoderes não encontrados em nenhum material disponível na natureza.

Metamateriais como este capacete conseguem, por exemplo, direcionar, absorver ou manipular ondas - sejam ondas eletromagnéticas, ondas sonoras, ondas de rádio, ondas do mar, ondas de terremoto e assim por diante.

Cada célula unitária do capacete é um ressonador, um dispositivo que em eletrônica é obtido juntando-se uma bobina e um capacitor. Ressonadores normalmente são dispostos em um padrão repetitivo em linhas e colunas, podendo ser projetados em diferentes tamanhos e formas e colocados em diferentes orientações, dependendo das ondas com as quais ele deve interagir.

Neste caso, a intenção da equipe era interagir com os campos magnéticos de uma máquina de ressonância, usada em imageamento médico. Para isso, os ressonadores foram feitos de tubos de plástico impressos em 3D envoltos em fios de cobre, agrupados em uma matriz e dispostos com precisão para canalizar o campo magnético da máquina de ressonância magnética.

Colocar esse metamaterial magnético - em forma de capacete ou mesmo na forma de uma matriz plana, com os ressonadores devidamente reposicionados - perto da parte do corpo do paciente a ser escaneada torna os exames de ressonâncias magnéticas mais precisos, como melhor qualidade das imagens, mais rápidos e com uma taxa sinal/ruído 4,5 vezes melhor.

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