Una resonancia magnética portátil hace que las imágenes sean más democráticas
Los escáneres de imágenes por resonancia magnética (IRM) son la herramienta de diagnóstico más valiosa que tenemos para evaluar lesiones y trastornos cerebrales. Sin embargo, alrededor de dos tercios de las personas en todo el mundo no tienen acceso a la tecnología de resonancia magnética y más del 90 por ciento de los dispositivos se encuentran en países de altos ingresos. El costo es la gran razón: una máquina de resonancia magnética típica cuesta alrededor de $ 1 millón a $ 3 millones. Necesitan una sala especialmente diseñada para proteger el escáner de señales externas y para contener los poderosos campos magnéticos generados por sus imanes superconductores, que requieren sistemas de enfriamiento de helio líquido que son costosos de operar.
Las alternativas portátiles de bajo costo pronto pueden comenzar a ver un uso generalizado. En un estudio del 14 de diciembre en Comunicaciones de la naturaleza, investigadores de la Universidad de Hong Kong, dirigidos por el ingeniero biomédico Ed Wu, describen un escáner de resonancia magnética que no necesita protección y obtiene energía de un enchufe de pared estándar. El enfoque, conocido como IRM de campo ultrabajo (ULF), carece de la claridad y resolución requeridas para un diagnóstico de precisión, pero es mucho menos costoso, con costos de material por debajo de $20,000, estiman los autores del estudio. Además, el diseño y los algoritmos de la máquina son de código abierto, lo que invita a investigadores de todo el mundo a ayudar a desarrollar la tecnología.
La resonancia magnética explota el hecho de que estamos hechos principalmente de agua. Los protones en los átomos de hidrógeno tienen «espines» cargados magnéticamente, que están alineados por el campo magnético y sondeados por pulsos de radiofrecuencia. Diferentes tejidos tienen distintas concentraciones de agua y ambientes magnéticos, y estas diferencias aparecen como contrastes claros y oscuros en las imágenes reconstruidas.
En lugar de electroimanes superconductores, el diseño ULF emplea imanes permanentes, lo que elimina la necesidad de refrigeración. Los imanes permanentes generan solo 0,055 tesla, por lo que no se necesita protección magnética (los escáneres de resonancia magnética estándar usan campos de 1,5 o 3 tesla). La principal desventaja es que las señales son más débiles, por lo que la relación señal-ruido es peor y, como consecuencia, la resolución de la imagen es menor.
Para mantener la portabilidad, el diseño ULF evita el blindaje físico de RF. En cambio, los investigadores utilizaron un algoritmo de «aprendizaje profundo» entrenado para reconocer y predecir señales de interferencia, que luego se restan de las señales medidas. “Esa es una innovación muy útil aquí”, dice el ingeniero biomédico Sairam Geethanath de la Universidad de Columbia, que no participó en el estudio. «Es similar a los auriculares con cancelación de ruido, en los que intenta aprender el patrón de ruido en tiempo real y suprimirlo».
El equipo demostró el dispositivo escaneando a 25 pacientes y comparando las imágenes con las de una máquina de resonancia magnética estándar. Los investigadores pudieron identificar la mayoría de las mismas patologías, incluidos los accidentes cerebrovasculares y los tumores. “Las imágenes parecen tener la calidad suficiente para ser clínicamente útiles en varios escenarios”, dice el neurocientífico Tom Johnstone de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne, Australia, que no participó en el estudio. «La evaluación rápida del accidente cerebrovascular, que tiene un gran impacto en el éxito de las intervenciones, podría facilitarse si la ULF MRI se ubicara en más ciudades, o incluso en unidades móviles».
El nuevo diseño se une a una lista creciente de otros escáneres ULF MRI que se están desarrollando. Una empresa llamada Hyperfine, con sede en Guilford, Conn., recibió la aprobación de la FDA el año pasado para su escáner portátil, pero los detalles del diseño son propiedad exclusiva. Wu y sus colegas han hecho que sus datos, diseños y códigos estén disponibles en línea, lo que podría acelerar las mejoras de ULF y controlar los costos. (La máquina de Hyperfine cuesta más del doble del precio estimado de la del equipo de Hong Kong).
A pesar de su promesa, los dispositivos ULF no están destinados a reemplazar los escáneres de alto campo. Son prometedores en entornos de «triaje», donde los pacientes no se pueden mover o el tiempo es crítico. “Tiene un papel que desempeñar como un dispositivo de escalada”, dice Geethanath. La gama de aplicaciones probablemente crecerá a medida que mejore el rendimiento, y Wu tiene algunas ideas al respecto. “En este momento, los sistemas de resonancia magnética están construidos como si no supiéramos nada sobre lo que estamos escaneando, pero a menudo la información que necesitamos es muy sutil”, dice Wu, es decir, para identificar qué es diferente. “Va a ser una gran revolución, impulsada por la informática barata”. Prevé un uso más amplio de la tecnología de resonancia magnética, más adaptada a las necesidades clínicas en el punto de atención. “El fenómeno de la resonancia magnética nuclear es un regalo de la naturaleza”, dice. “Debemos usarlo más”.
Se adaptó una versión de este artículo con el título «Portable View» para su inclusión en la edición de marzo de 2023 de Científico americano.
