Diagnostik Medis dengan Magnetic Resonance Imaging, lebih Efisien, dan Cepat

Dokter melakukan diagnostik medis dengan magnetic resonance imaging (MRI) yang membuat pasien lebih nyaman, cepat, dan ongkos pun efisien. Seseorang yang bernapas dan terdengar suara berisik, segeralah perisakan diri.  

Pencitraan resonansi magnetik merupakan bagian integral dari diagnostic yang penting bagi dokter dan tim medis lainnya. 

Diagnostik Medis dengan Magnetic Resonance Imaging

Doker menggunakan metamaterial berbentuk  papan sirkuit tercetak dan propertinya dapat disesuaikan dengan program yang direncanakan. 

Metamaterial merupakan komposit sintetik dengan struktur yang mencakup sifat-sifat yang biasanya tidak terdapat pada bahan alam, terutama indeks yang negatif. 

Dengan metamaterial dapat mendemonstrasikan beberapa gelombang elektromagnetik yang tersebar tidak seperti material yang dikenal di pasaran.

Selanjutnya hal itu dapat digunakan untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran berunsurkan pada lima faktor. 

Selain itu, metamaterial dapat mempercepat penyelidikan dan membuatnya lebih tenang. 

Para peneliti di Fraunhofer Institutes for Digital Medicine MEVIS and for Radio Frequency Physics dan Radar Technology FHR, menjalin kerja sama untuk membuat penyelidikan yang lebih menyenangkan bagi  seorang pasien yang menderita sakit.

Dalam eksperimen dengan menggunakan Plat Metamaterial dalam Transformator Sinar-X Magnetreson, ukuran sampel ditentukan besaran faktor.

Fase gambar di dua kedalaman yang berbeda (tautan) dari gambar magnitude dari medan magnet  dan resonansi yang berbeda kumpulan di sebuah lapisan metamaterial.

Otak, sumsum tulang belakang, organ dalam, otot, persendian dapat dipetakan, dan diperiksa lapis demi lapis dengan pencitraan resonansi magnetik atau magnetic resonance imaging (MRI). 

Dengan melakukan hal itu, kita memanfaatkan fakta bahwa inti atom tertentu dalam tubuh dapat dimagnetisasi secara minimal. Bahkan gerakan organ, seperti detak jantung, dapat digambarkan secara kiasan. 

Mengesankan dan mengungkapkannya seperti pencitraannya, pemeriksaan ini seringkali tidak menyenangkan bagi pasien karena terjadi suara berisik di dalam tabung.

Bagaimaa cara meningkatkan sensitivitas pengukuran hingga lima kali? Di masa depan, mungkin lebih nyaman bagi pasien untuk menjalani pemeriksaan semacam itu. 

Proyek yang dikerjakan oleh tim ahli peneliti dari Fraunhofer  MEVIS dan Fraunhofer FHR mampu meningkatkan sensitivitas perangkat magnetic resonance imaging (MRI) berkali-kali lipat dalam keadaan tertentu.  

“Jika MRI bekerja dengan kumparan frekuensi tinggi yang ditempatkan pada tubuh pasien, kami mampu meningkatkan dinamika hingga 20 persen, bergantung pada hasil dan jawaban yang diteliti,” ungkap  Dr. Thomas Bertuch, Ketua Tim proyek Fraunhofer FHR. 

“Jika kumparan yang dipasang secara permanen di perangkat MRI digunakan, maka dimungkinkan untuk meningkatkan sinyal yang diukur lima kali lipat dari perangkat,” ujar Dr. Thomas Bertuch.

Dengan demikian dokter mudah mengenali struktur dalam gambar magnetic resonance imaging (MRI) dengan lebih detail. 

Tim peneliti mencapai lompatan besar dalam kepekaan melalui pelat metamaterial khusus. Ini harus ditempatkan di lokasi organ tubuh yang akan diperiksa selama pemeriksaan MRI. 

“Metamaterial bukanlah material dalam arti biasa. Metamaterial adalah papan sirkuit yang tercetak dan dilengkapi dengan struktur dan jejak khusus. Dengan cara ini, material dengan sifat efektif dapat dirancang, termasuk yang tidak terjadi di alam,” Dr. Thomas Bertuch menjelaskan.

Sementara medan elektromagnetik yang digunakan untuk menstimulasi atom dalam tubuh manusia harus cukup kuat, sinyal yang dikirim kembali oleh atom dan yang akan diukur sangatlah lemah. 

Jika jejak metamaterial dirancang sesuai rencana, tim peneliti dapat secara optimal menggabungkan medan magnet yang dipancarkan kembali dari tubuh. Dengan demikian meningkatkan sensitivitas pengukuran.

Tantangan yang harus dihadapi para peneliti adalah sinyal yang dipancarkan kembali memiliki panjang gelombang atau frekuensi yang sama dengan sinyal yang menstimulasi. 

Namun, sinyal stimulasi sudah sangat kuat, jadi tidak diinginkan untuk memperkuatnya lebih jauh. 

Para peneliti mampu mengatasi kendala ini dengan satu trik dengan mengintegrasikan komponen nonlinier, seperti dioda, ke dalam metamaterial. 

Jika medannya kuat, komponen-komponen ini menyesuaikan frekuensi resonansi pelat sehingga tidak terjadi penguatan. Sebaliknya, jika medan lemah, sinyal diperkuat seperti yang diinginkan. 

Dalam perangkat magnetic resonance imaging (MRI)  di internal  Fraunhofer MEVIS, para peneliti telah mengukur berbagai pelat metamaterial dan menunjukkan efek penguatannya.  

Peralatan pengukur lebih lanjut tersedia di dua lembaga milik Fraunhofer—termasuk  sistem pengukur yang memungkinkan medan magnet di dalam ruangan dan modifikasinya oleh pelat metamaterial untuk diperiksa secara rinci.

Siapa pun yang pernah menggunakan perangkat magnetic resonance imaging (MRI) tahu bahwa, selain sesak, bunyi yang keras saat bernapas yang paling mengganggu saraf pasien. 

Untuk dapat menentukan dari titik mana di tubuh mana sinyal dikirim kembali, biasanya dibutuhkan medan magnet dengan berbagai derajat ruang-medan gradien. 

Ini secara dinamis ditumpangkan oleh koil yang dapat dialihkan pada medan magnet permanen yang kuat yang menyebabkan terjadinya suara yang keras. 

“Suara paling keras biasanya menghasilkan bagian pengukuran di mana gambar diambil,” jelas Prof Matthias Günther, Wakil Kepala Institut di Fraunhofer MEVIS. “Kami sedang bekerja untuk menghilangkan sepenuhnya sumber kebisingan ini dengan metamaterial.”

Dalam proyek tersebut, para peneliti mengandalkan sistem lapisan metamaterial. Sinyal dari daerah tubuh yang berbeda didasarkan pada “piksel” yang berbeda dalam sistem larik sehingga lokalisasi sinyal tersebut disertakan. 

Prototipe pertama diharapkan siap dioperasikan pada tahun 2021, yang kemudian ingin dioptimalkan oleh para peneliti dalam langkah-langkah selanjutnya. 

Meskipun suara tidak terdengarkan lagi sepenuhnya selama pemeriksaan, tidak ada yang dapat diarahkan terhadap kebisingan yang timbul saat mengalihkan medan magnet untuk informasi gambar khusus seperti aliran darah atau efek difusi. 

Namun, ini bisa dibuat jauh lebih tenang daripada suara yang dihasilkan oleh pencitraan.

Jika seseorang dapat melakukannya tanpa sirkuit medan magnet tambahan saat pencitraan, maka orang itu juga akan jauh lebih cepat. 

“Menurut kalkulasi teoretis, teknologi buatan kami seharusnya memungkinkan kami untuk menjadi seribu kali lebih cepat—seberapa cepat itu akan diterapkan, eksperimen belum menunjukkan,” tandas  Prof Matthias Günther. 

Cara ini akan memungkinkan pasien menjalani pemeriksaan lebih cepat, nyaman, dan lebih tenang.