Material que vai revolucionar ressonância magnética ganha inteligência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2019

Com a prova de conceito demonstrada, a equipe agora pretende transformar o circuito em uma folha fina e flexível.
[Imagem: Zhao et al. - 10.1002/adma.201905461]

Material inteligente

Em meados deste ano, uma equipe da Universidade de Boston, nos EUA, apresentou um material artificial que promete revolucionar a ressonância magnética, produzindo imagens médicas de melhor qualidade e em equipamentos menores e mais baratos.

E o que já havia se mostrado promissor acaba de ficar ainda melhor.

A equipe fez melhorias que transformaram seu material artificial em um "metamaterial inteligente", que pode ser fabricado por menos de US$10, e ainda permitirá fazer imagens de ressonância magnética muito rapidamente, muito menos do que perto de uma hora que se gasta hoje.

Relação sinal/ruído

A ressonância magnética funciona gerando um poderoso campo magnético e enviando ondas de rádio para o corpo do paciente. "O campo magnético de uma ressonância magnética é milhares de vezes mais forte do que o campo magnético da Terra," explica o professor Xiaoguang Zhao. "Uma série precisamente orquestrada de ondas de rádio de energia mais alta é enviada para o corpo humano, e os tecidos emitem ondas de rádio de energia mais baixa que são recebidas pela máquina de ressonância para produzir uma imagem".

A qualidade da imagem depende em grande parte do que é chamado de "relação sinal/ruído" - quanto maior essa relação, melhor a imagem. A maneira mais direta de melhorar essa relação é aumentar o campo magnético, mas isso não é viável devido aos riscos ao paciente, já que os tecidos se aquecem, além de que qualquer aumento no campo magnético aumenta a complexidade e o custo do equipamento.

É aí que entra o metamaterial, que aumenta a energia re-emitida pelo corpo do paciente, aumentando a relação sinal/ruído e melhorando a qualidade das imagens de ressonância magnética.

As duas imagens mostram uma ressonância magnética de uma cebola. À esquerda, uma imagem normal; à direita, com o uso do metamaterial inteligente.
[Imagem: Zhao et al. - 10.1002/adma.201905461]

Metamaterial inteligente

Agora a equipe adicionou uma camada de "inteligência" ao metamaterial, fazendo com que ele reforce seletivamente as emissões de baixa energia do corpo do paciente, literalmente se desligando durante as frações de milissegundos de transmissão de alta energia da máquina.

Esse funcionamento seletivo melhorou a relação sinal/ruído em 10 vezes.

"O metamaterial inteligente consiste em uma série de ressonadores helicoidais metálicos densamente empacotados com um sensor passivo," explicou Zhao. "Quando as ondas de rádio de alta energia estão chegando, o metamaterial detecta o alto nível de energia e 'desliga' sua ressonância automaticamente. Com a excitação por rádio de baixa energia, o metamaterial ativa a ressonância e reforça o componente magnético da onda de rádio."

Os pesquisadores estimam que o metamaterial deve custar menos de US$ 10 para ser fabricado. Embora o protótipo atual seja uma camada espessa e plana, eles estão trabalhando para construí-lo na forma de uma folha flexível e ultrafina.

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