Os scanners de ressonância magnética são uma ferramenta de diagnóstico importante, mas são grandes, muito pesados e precisam de hélio líquido para resfriá-los. A Neoscan Solutions inventou um aparelho de ressonância magnética muito menor e mais leve que poderia ser colocado diretamente na enfermaria infantil do hospital, para manter as viagens curtas e escanear bebês doentes durante o sono. A chave para um design muito menor é o uso de digitalizadores e AWGs da Spectrum Instrumentation que oferecem sub-nanossegundo, precisão de coerência para gerar os sinais do scanner e capturar os resultados.
Os leitores de ressonância magnética atuais pesam cerca de oito toneladas e, portanto, precisam ser colocados em pisos que possam suportar esse peso, o que significa pisos especialmente reforçados ou posicionados em um porão. Eles também exigem ca. 40 metros quadrados para o scanner e todo o equipamento de suporte. Por último, eles precisam ser super-resfriados com hélio líquido, que precisa de manuseio especial.
“Tendo trabalhado com scanners de ressonância magnética por muitos anos, reconheci o problema”, explicou Stefan Roell, fundador da Neoscan Solutions na Alemanha. “Escanear uma criança doente geralmente significa uma longa jornada fora da enfermaria para o scanner e os bebês podem precisar de equipamentos de apoio que não são facilmente transportáveis. Por causa disso, às vezes uma ressonância magnética nem mesmo é feita. Projetamos um scanner de ressonância magnética especificamente para recém-nascidos e bebês, o que significa que o orifício no meio tem apenas 30 cm de diâmetro, não 60 cm. Como resultado, o scanner é muito menor (170 cm x 150 cm x 110 cm) e pode passar por portas padrão. Com peso de apenas 2000 kg, pode ser instalado em pisos padrão e, precisando de apenas dez metros quadrados, pode ser instalado em um quarto extra diretamente na enfermaria infantil. Carregar um bebê adormecido apenas alguns metros para a ressonância magnética é uma grande vantagem, economizando uma longa jornada pelo prédio e a necessidade de sedativos para manter o bebê imóvel para o exame ”.
Inovações necessárias
A tecnologia e a intensidade do campo da máquina Neoscan é idêntica aos scanners atuais, de modo que não são necessários novos estudos clínicos para validá-la. Conseguir isso exigiu diversas inovações por parte da empresa. Em primeiro lugar, para diminuir o tamanho, a equipe teve que desenvolver um ímã seco que criasse o campo padrão de 1.5 Tesla dentro do buraco, mas sem a necessidade de hélio líquido. Isso é feito por um ímã cilíndrico interno gerando 2.5T e, em seguida, um ímã cilíndrico externo que neutraliza o campo interno para fornecer uma blindagem magnética forte e ativa, de modo que não haja campos magnéticos dispersos além de cerca de 1 m da tampa do dispositivo.
A segunda inovação foi na eletrônica de controle. Os scanners de ressonância magnética atuais geralmente requerem três grandes racks de componentes eletrônicos especialmente desenvolvidos, que foram projetados e construídos de maneira personalizada pelo fabricante de ressonância magnética. A Neoscan Solutions escolheu uma abordagem diferente. A equipe usa um PC que executa o software criado pela Neoscan, além de placas de PC de medição de alta tecnologia da Spectrum Instrumentation. Os sinais para a ressonância magnética são gerados pelos AWGs M4i.6620-x8 e M2p.6546-x4 (Geradores de forma de onda arbitrários) e, em seguida, analisados usando um digitalizador M2p.5968-x4. O sistema usa drivers de software SCAPP da Spectrum que permitem que um processador gráfico com 5000 núcleos execute o processamento paralelo, em vez de usar apenas 8 ou 16 núcleos de uma CPU normal.
Precisão de sub nano segundos de cartões Spectrum
“Como uma start-up, não podíamos criar hardware especializado e então usamos essa rota de cartões padrão de alta qualidade, fornecendo uma plataforma para executar nosso software”, acrescentou o Dr. Roell. “Isso significa que pudemos focar nossas habilidades no desenvolvimento de software com ciclos de desenvolvimento muito rápidos, sabendo que o hardware já foi experimentado e testado. Isso só foi possível devido à qualidade do design dos cartões Spectrum. Para ressonância magnética, é vital que haja coerência de fase nos sinais de 64 MHz, caso contrário, haverá efeitos de cancelamento. Na prática, isso significa que o AWG e o digitalizador correspondente devem ter uma precisão de coerência de subnanosegundos, que os cartões Spectrum alcançam. Durante a fase de pesquisa, foi difícil determinar isso a partir das especificações dos cartões fornecidos pelos vários fornecedores que entramos em contato, pois é um nível de detalhe bastante incomum. No entanto, a Spectrum foi excelente em nos ajudar com suporte técnico tanto na especificação dos melhores cartões a serem usados quanto durante a implementação. Uma proposta rival demorou semanas mais para chegar e estava totalmente sobrescrita e com preço excessivo, pois eles não se esforçaram para entender os detalhes de nosso projeto. ”
Em breve, a Neoscan instalará seus primeiros dispositivos em hospitais alemães, onde poderá ser visto em operação por clientes em potencial enquanto tira fotos de bebês. Espera-se que o processo de certificação com a marca CE seja concluído antes do final de 2021. O site da Neoscan oferece mais informações em:
O Dr. Roell concluiu dizendo: “Esta abordagem de uma plataforma de hardware prontamente disponível executando um software especialmente projetado funcionou muito bem para nós, pois nos permitiu criar um produto muito mais rápido. Acho que é uma solução muito elegante que poderia ser usada para muitas outras máquinas complexas, como tomógrafos e aparelhos de ultrassom, especialmente porque permite que novas abordagens inovadoras sejam facilmente experimentadas e avaliadas apenas por meio Programas alterar."
Para mais informações, visite espectro-instrumentation.com