Los escáneres de resonancia magnética son una herramienta de diagnóstico clave, pero son grandes, muy pesados y necesitan helio líquido para enfriarlos. Neoscan Solutions inventó un escáner de resonancia magnética mucho más pequeño y liviano que podría colocarse directamente en la sala de niños del hospital, para mantener los viajes cortos y escanear a los bebés enfermos mientras duermen. La clave para el diseño mucho más pequeño es el uso de digitalizadores y AWG por Spectrum Instrumentation que ofrecen sub-nanosegundo, precisión de coherencia para generar las señales del escáner y capturar los resultados.
Los escáneres de resonancia magnética actuales pesan alrededor de ocho toneladas y, por lo tanto, deben ubicarse en pisos que puedan soportar este peso, lo que significa pisos especialmente reforzados o ubicarlos en un sótano. También requieren ca. 40 metros cuadrados para el escáner y todo el equipo de soporte. Por último, deben sobreenfriarse con helio líquido, que requiere un manejo especial.
“Después de haber trabajado con escáneres de resonancia magnética durante muchos años, reconocí el problema”, explicó Stefan Roell, fundador de Neoscan Solutions en Alemania. “Escanear a un niño enfermo generalmente significa un largo viaje desde la sala hasta el escáner y los bebés pueden necesitar equipo de apoyo que no sea fácilmente transportable. Debido a esto, a veces ni siquiera se realiza una resonancia magnética. Hemos diseñado un escáner de resonancia magnética específicamente para recién nacidos y bebés, lo que significa que el orificio en el medio tiene solo 30 cm de diámetro, no 60 cm. Como resultado, el escáner es mucho más pequeño (170 cm x 150 cm x 110 cm) y puede atravesar puertas estándar. Con un peso de solo 2000 kg, se puede colocar en pisos estándar y, con solo diez metros cuadrados, se puede instalar en una habitación libre directamente en la sala de niños. Llevar a un bebé dormido a solo unos metros de la resonancia magnética es una gran ventaja, ya que ahorra un largo viaje por el edificio y la necesidad de sedantes para mantener al bebé inmóvil durante la exploración ".
Innovaciones necesarias
El la tecnología y la intensidad de campo de la máquina Neoscan es idéntica a la de los escáneres actuales, por lo que no se requieren nuevos estudios clínicos para validarla. Lograr esto requirió varias innovaciones por parte de la empresa. En primer lugar, para reducir el tamaño, el equipo tuvo que desarrollar un imán seco que creara el campo estándar de 1.5 Tesla dentro del agujero, pero sin requerir helio líquido. Esto se hace mediante un imán cilíndrico interno que genera 2.5 T y luego un imán cilíndrico externo que contrarresta el campo interno para proporcionar un blindaje magnético fuerte y activo para que no queden campos magnéticos perdidos más allá de aproximadamente 1 m de la cubierta del dispositivo.
La segunda innovación fue la electrónica de control. Los escáneres de resonancia magnética actuales generalmente requieren tres grandes estantes de componentes electrónicos especialmente desarrollados, que han sido diseñados y construidos a medida por el fabricante de resonancia magnética. Neoscan Solutions eligió un enfoque diferente. El equipo utiliza una PC que ejecuta el software que Neoscan ha creado más tarjetas PC de medición de alta gama de Spectrum Instrumentation. Las señales para la resonancia magnética son generadas por los AWG M4i.6620-x8 y M2p.6546-x4 (generadores de formas de onda arbitrarias) y luego analizadas usando un digitalizador M2p.5968-x4. El sistema utiliza los controladores de software SCAPP de Spectrum que permiten que un procesador de gráficos con 5000 núcleos realice el procesamiento en paralelo, en lugar de utilizar solo 8 o 16 núcleos de una CPU normal.
Precisión de sub nano-segundos de las tarjetas Spectrum
“Como empresa emergente, no podíamos permitirnos el lujo de crear hardware especializado, por lo que utilizamos esta ruta de tarjetas estándar de alta calidad que brindan una plataforma para ejecutar nuestro software”, agregó el Dr. Roell. “Esto significó que pudimos enfocar nuestras habilidades en el desarrollo de software con ciclos de desarrollo muy rápidos sabiendo que el hardware ya estaba probado y probado. Esto solo fue posible debido a la calidad del diseño de las tarjetas Spectrum. Para la resonancia magnética, es vital que haya coherencia de fase en las señales de 64 MHz, de lo contrario, habrá efectos de cancelación. En la práctica, eso significa que el AWG y el digitalizador correspondiente deben tener una precisión de coherencia de menos de nanosegundos, lo que logran las tarjetas Spectrum. Durante la fase de investigación, fue difícil determinar esto a partir de las especificaciones de las tarjetas proporcionadas por los diversos proveedores con los que contactamos, ya que es un nivel de detalle bastante inusual. Sin embargo, Spectrum fue sobresaliente al ayudarnos con soporte técnico tanto en la especificación de las mejores tarjetas para usar como durante la implementación. Una propuesta rival tardó semanas más en llegar y estaba muy sobreespecificada y sobrevalorada, ya que no habían hecho el esfuerzo de comprender los detalles de nuestro proyecto ".
En breve, Neoscan instalará sus primeros dispositivos en hospitales alemanes, donde los posibles clientes podrán verlo en funcionamiento mientras toma imágenes de bebés. Se espera que el proceso de certificación con la marca CE se complete antes de finales de 2021. El sitio web de Neoscan ofrece más información en:
El Dr. Roell concluyó diciendo: “Este enfoque de una plataforma de hardware fácilmente disponible que ejecuta software especialmente diseñado funcionó muy bien para nosotros, ya que nos ha permitido crear un producto mucho más rápido. Creo que es una solución muy elegante que podría usarse para muchas otras máquinas complejas, como escáneres de tomografía computarizada y máquinas de ultrasonido, especialmente porque permite probar y evaluar nuevos enfoques innovadores fácilmente con software cambios."
Para más información visite espectro-instrumentation.com