HONG KONG SAR – Media OutReach Newswire – Sejak diperkenalkan, teknologi pencitraan resonansi magnetik (MRI) telah membawa perubahan revolusioner pada perawatan medis dengan fungsi non-ionisasi, non-invasif, kontras ganda, dan kuantitatif. Ini juga menyediakan platform yang andal untuk diagnosis medis berbasis kecerdasan buatan di masa depan.
Namun, pemindai MRI superkonduktor standar mahal untuk dibuat, dan persyaratan pemasangan dan penggunaan khusus seperti ruang isolasi elektromagnetik dan konsumsi daya yang tinggi semakin meningkatkan biaya dan membatasi mobilitasnya. Saat ini, pemindai ini terutama digunakan di departemen radiologi dan pusat pencitraan besar dan belum banyak digunakan di lingkungan medis lainnya.
Pada saat yang sama, sebagian besar pemindai resonansi magnetik terkonsentrasi di negara-negara berpenghasilan tinggi, dan aksesibilitasnya di negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah -negara-negara berpenghasilan Terbatasnya akses terhadap layanan kesehatan terus memperlebar kesenjangan layanan kesehatan global.
Tim peneliti teknik kelistrikan dan elektronik yang dipimpin oleh Profesor Ed X. Wu, Lam Woo dan Ketua Profesor Teknik Biomedis, tim peneliti dari Departemen Teknik Elektro dan Elektronik di Universitas Hong Kong (HKU), telah mengembangkan pemindai resonansi magnetik yang cocok untuk seluruh tubuh, yang jauh lebih murah daripada MRI saat ini, pemindai untuk aplikasi medis, dan lebih aman serta tidak memerlukan fasilitas pemasangan yang mahal. Hanya perlu disambungkan ke catu daya stopkontak standar dan dapat digunakan tanpa teknologi pelindung frekuensi radio atau medan magnet.
Hasil penelitian tim HKU telah dipublikasikan di jurnal ilmiah ternama Science dan dipromosikan sebagai artikel opini.
Dalam beberapa dekade terakhir, komunitas ilmiah dan teknik MRI secara umum percaya bahwa pencitraan tubuh manusia di bawah intensitas medan magnet yang sangat rendah sangatlah menantang. Pemindai yang dikembangkan oleh tim HKU menggunakan magnet permanen kecil berkekuatan medan magnet ultra-rendah 0,05 Tesla dan menggabungkan penginderaan aktif dan pembelajaran mendalam untuk memproses sinyal interferensi elektromagnetik (EMI). Para peneliti mengerahkan kumparan penginderaan EMI di sekitar pemindai dan menggunakan metode pembelajaran mendalam untuk secara langsung memprediksi sinyal MRI bebas interferensi elektromagnetik dari data yang dikumpulkan.
Tim juga mengembangkan metode pembentukan gambar pembelajaran mendalam untuk meningkatkan kualitas gambar dan mengurangi waktu pemindaian. Metode baru ini mengintegrasikan rekonstruksi gambar dan resolusi super tiga dimensi, serta memanfaatkan anatomi manusia yang homogen dan data MRI resolusi tinggi di bidang tinggi. Kontras gambar.
Tim HKU berhasil menerapkan metode pencitraan yang umum digunakan, termasuk pencitraan berbobot T1, berbobot T2, dan berbobot difusi, pada kekuatan medan magnet sangat rendah sebesar 0,05 Tesla, dan mengoptimalkan kontras struktur anatomi yang berbeda. Waktu pemindaian untuk setiap metode dirancang 8 menit atau kurang, dengan resolusi gambar sekitar 2x2x8 mm3. Pemindai mengkonsumsi kurang dari 1800W saat memindai dan sekitar 300W saat idle.
Tim peneliti melakukan pemindaian pencitraan pada sukarelawan sehat, mengambil gambar otak, tulang belakang, perut, paru-paru, muskuloskeletal, dan jantung. Pembelajaran mendalam secara efektif menghilangkan sinyal EMI dan menghasilkan pencitraan yang jelas tanpa pelindung. Gambar otak menunjukkan berbagai jaringan otak, sedangkan gambar tulang belakang menunjukkan cakram intervertebralis, sumsum tulang belakang, dan cairan serebrospinal. Gambar perut menunjukkan struktur utama seperti hati, ginjal, dan limpa. Gambar paru-paru menunjukkan pembuluh darah paru dan parenkim. Pencitraan lutut mengidentifikasi struktur lutut seperti tulang rawan dan meniskus. Pencitraan dinamis jantung menggambarkan kontraksi ventrikel kiri, sedangkan angiografi serviks menunjukkan arteri karotis.
Selain itu, pembelajaran mendalam telah meningkatkan kualitas gambar berbagai struktur anatomi, termasuk otak, tulang belakang, perut, dan lutut. Teknologi inovatif ini secara efektif menekan noise dan artefak serta meningkatkan resolusi spasial gambar.
Pemindai MRI 0,05 Tesla seluruh tubuh berdaya rendah dan sederhana yang dikembangkan oleh tim peneliti dapat beroperasi tanpa frekuensi radio atau pelindung medan magnet, sehingga berpotensi memecahkan masalah aksesibilitas MRI. Tim membuktikan melalui eksperimen keserbagunaan pemindai, yang dapat melakukan pencitraan seluruh tubuh dari berbagai struktur anatomi manusia bahkan di bawah gangguan sinyal EMI yang kuat. Tim juga menunjukkan potensi gambar pembelajaran mendalam, yang secara signifikan meningkatkan kualitas gambar 0,05T dengan memanfaatkan komputasi mendalam dan sejumlah besar data MRI medan tinggi.
Profesor Ed X. Wu menunjukkan bahwa hasil penelitian terobosan ini akan mendorong pengembangan teknologi pemindai MRI ultra-low-field baru yang berpusat pada pasien dan didorong oleh pembelajaran mendalam untuk memecahkan kebutuhan klinis yang belum terpenuhi di berbagai lingkungan layanan kesehatan di seluruh dunia.
“Kami berharap dapat berkolaborasi dengan para ilmuwan klinis di kampus dan di seluruh dunia di tahun-tahun mendatang untuk memajukan pengembangan teknologi pencitraan berbasis komputasi dan mengeksplorasi nilai klinisnya. Fenomena MRI adalah anugerah alam bagi kita manusia, karena ada banyak hal dalam tubuh kita yang dapat diamati dengan MRI. Kita perlu mengeksplorasi dan memanfaatkan lebih banyak fenomena fisik ini untuk memberikan manfaat bagi umat manusia,” tutup Profesor Wu.
Tautan artikel Science : https://www.science.org/stoken/author-tokens/ST-1847/full
Tautan artikel opini Science: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp0670
Hashtag: #HKU
The issuer is solely responsible for the content of this announcement.
