KHU HÀNH CHÍNH ĐẶC BIỆT HỒNG KÔNG – Media OutReach Newswire – Chụp cộng hưởng từ (MRI) đã cách mạng hóa hoạt động chăm sóc sức khỏe với khả năng không ion hóa, không xâm lấn, đa độ tương phản và định lượng. Nó cũng trình bày một nền tảng đầy hứa hẹn cho các chẩn đoán y tế dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) trong tương lai. Tuy nhiên, khả năng tiếp cận hạn chế, đặc biệt là ở các nước thu nhập thấp và trung bình, là một thách thức do chi phí cao và yêu cầu lắp đặt chuyên biệt của máy quét MRI siêu dẫn tiêu chuẩn.
Những máy MRI này hầu hết được tìm thấy ở các khoa X quang chuyên ngành và các trung tâm hình ảnh lớn, hạn chế khả năng sẵn có của chúng ở các cơ sở y tế khác. Nhu cầu về các phòng được che chắn tần số vô tuyến và mức tiêu thụ điện năng cao càng làm tăng thêm những hạn chế về chi phí và khả năng di chuyển. Hơn nữa, hầu hết các máy quét MRI hiện nay đều tập trung ở các nước có thu nhập cao, một trường hợp điển hình về sự chênh lệch về chăm sóc sức khỏe toàn cầu ngày càng tăng. tăng.
Được dẫn dắt bởi Giáo sư Ed X. Wu, Lam Woo và Chủ tịch Giáo sư Kỹ thuật Y sinh, một nhóm nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Điện và Điện tử tại Đại học Hồng Kông (HKU) đã phát triển máy quét MRI toàn cơ thể hoạt động theo tiêu chuẩn ổ cắm điện trên tường không có tần số vô tuyến hoặc tấm chắn từ tính. Máy có giá chỉ bằng một phần so với máy quét MRI lâm sàng hiện tại, an toàn hơn và không yêu cầu cơ sở hạ tầng tốn kém để vận hành.
Thông tin chi tiết được công bố trên tạp chí khoa học nổi tiếng Science và kèm theo một bài báo trên Science Perspective.
Máy quét MRI do nhóm HKU phát triển sử dụng nam châm vĩnh cửu 0,05 Tesla nhỏ gọn và kết hợp cảm biến chủ động và học sâu để xử lý tín hiệu nhiễu điện từ (EMI). Nhiều người cho rằng chụp ảnh con người ở cường độ từ trường thấp như vậy là một thách thức, nếu không muốn nói là không thể. Để loại bỏ tín hiệu EMI, các nhà nghiên cứu đã triển khai các cuộn cảm biến EMI xung quanh máy quét và sử dụng học sâu để trực tiếp dự đoán tín hiệu cộng hưởng từ hạt nhân không có EMI từ dữ liệu thu được.
Để cải thiện chất lượng hình ảnh và giảm thời gian quét, nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển một phương pháp tạo hình ảnh học sâu. Nó tích hợp khả năng tái tạo hình ảnh đa tỷ lệ ba chiều và siêu phân giải, đồng thời tận dụng giải phẫu học đồng nhất của con người và độ tương phản hình ảnh có sẵn trong dữ liệu MRI độ phân giải cao trường cao.
Nhóm đã thành công trong việc triển khai các giao thức lâm sàng thường được sử dụng với cường độ trường cực thấp 0,05 Tesla, bao gồm hình ảnh có trọng lượng T1, trọng lượng T2 và hình ảnh có trọng lượng khuếch tán, đồng thời tối ưu hóa độ tương phản của chúng cho các cấu trúc giải phẫu khác nhau. Mỗi giao thức được thiết kế để có thời gian quét từ 8 phút trở xuống, với độ phân giải hình ảnh khoảng 2x2x8 mm³. Mức tiêu thụ điện năng của máy quét MRI trong quá trình quét là dưới 1800W và khoảng 300W khi không hoạt động.
Nhóm HKU đã tiến hành chụp ảnh trên những người tình nguyện khỏe mạnh, chụp ảnh não, cột sống, bụng, phổi, cơ xương và tim. Tính năng dự đoán tín hiệu học sâu đã loại bỏ hiệu quả các tín hiệu nhiễu điện từ, cho phép chụp ảnh rõ nét mà không cần che chắn. Hình ảnh não cho thấy nhiều mô não khác nhau, trong khi hình ảnh cột sống cho thấy các đĩa đệm, tủy sống và dịch não tủy. Hình ảnh bụng cho thấy các cấu trúc chính như gan, thận và lách. Hình ảnh phổi cho thấy các mạch máu phổi và nhu mô. Hình ảnh đầu gối xác định các cấu trúc đầu gối như sụn và sụn chêm. Hình ảnh tim cho thấy sự co bóp của tâm thất trái, trong khi chụp động mạch cổ cho thấy động mạch cảnh.
Ngoài ra, phương pháp hình ảnh học sâu mới đã cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh 0,05 Tesla cho nhiều cấu trúc giải phẫu khác nhau, bao gồm não, cột sống, bụng và đầu gối. Nó có hiệu quả trong việc ngăn chặn tiếng ồn đồng thời tăng độ phân giải không gian của hình ảnh.
Máy quét MRI toàn thân 0,05 Tesla đơn giản, tiêu thụ điện năng thấp do Giáo sư Ed X. Wu và nhóm nghiên cứu của Lam Woo phát triển có thể hoạt động mà không cần tần số vô tuyến hoặc tấm chắn từ tính. để giải quyết khả năng tiếp cận MRI. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh bằng thực nghiệm tiện ích chung của chiếc máy này trong việc chụp ảnh các cấu trúc giải phẫu khác nhau của con người ở cấp độ toàn bộ cơ thể, ngay cả khi có tín hiệu nhiễu điện từ mạnh với độ trễ tối thiểu. Thời gian quét có thể chấp nhận được. Họ cũng chứng minh tiềm năng của việc hình thành hình ảnh học sâu để nâng cao đáng kể chất lượng hình ảnh 0,05 Tesla bằng cách khai thác dữ liệu và tính toán MRI trường cao mở rộng.
Những đột phá được báo cáo trong nghiên cứu này sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển một loại máy quét MRI trường cực thấp hoàn toàn mới, tập trung vào bệnh nhân, hỗ trợ học sâu, đáp ứng các nhu cầu lâm sàng chưa được khám phá, được đáp ứng trong nhiều cơ sở chăm sóc sức khỏe khác nhau trên toàn thế giới.
Giáo sư Ed X. Wu, Lam Woo cho biết: “Chúng tôi mong muốn được hợp tác với các nhà khoa học lâm sàng tại HKU và trên toàn thế giới để cải tiến công nghệ hình ảnh có sự hỗ trợ của máy tính và khám phá giá trị lâm sàng của chúng trong những năm tới”. “NMR là một món quà từ thiên nhiên, vì thiên nhiên đã ban tặng cho con người chúng ta một số lượng lớn các phân tử nước có thể được nhìn thấy bằng MRI và chúng ta phải tận dụng nhiều hơn hiện tượng vật lý cộng hưởng từ này vì lợi ích của nhân loại.”
Link bài viết của Tạp chí Khoa học: https://www.science.org/stoken/author-tokens/ST-1847/full
Link bài viết trên Góc Nhìn Khoa Học: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp0670
Thẻ bắt đầu bằng #HKU
Nhà xuất bản hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của thông báo này.
Thẻ bắt đầu bằng #HKU
Đơn vị phát hành hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của thông báo này.