Η πρόσβαση στη μαγνητική τομογραφία ίσως στο μέλλον να είναι τόσο απλή όσο και η λήψη αίματος σε ένα περιφερειακό ιατρείο ή μια κινητή μονάδα υγείας. Ένα σενάριο που μέχρι πρότινος φάνταζε ως επιστημονική φαντασία, φαίνεται να αποκτά βάσιμες πιθανότητες υλοποίησης χάρη σε μια καινοτόμα προσέγγιση στη δημιουργία μαγνητικών πεδίων.
Μέχρι σήμερα, τα μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας (MRI) θεωρούνται από τους πιο ογκώδεις και δαπανηρούς εξοπλισμούς στη σύγχρονη ιατρική. Η βασική τους τεχνολογία βασίζεται σε υπεραγώγιμους μαγνήτες, οι οποίοι απαιτούν συνεχή κρυογενή ψύξη, καταναλώνουν τεράστια ποσά ενέργειας και κοστίζουν εκατομμύρια, περιορίζοντας τη χρήση τους σε μεγάλα νοσοκομεία και αποκλείοντας περιοχές της υπαίθρου ή χώρες του αναπτυσσόμενου κόσμου.
Δύο φυσικοί από τη Γερμανία, ο καθηγητής Ingo Rehberg από το Πανεπιστήμιο του Bayreuth και ο Dr. Peter Blümler από το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg της Μάιντς, ενδέχεται να έχουν βρει τη λύση για να σπάσουν αυτό το τεχνολογικό και οικονομικό φράγμα. Η πρότασή τους απομακρύνεται από την εξάρτηση από τους περίπλοκους υπεραγώγιμους μηχανισμούς και στρέφεται σε κάτι απείρως πιο προσιτό: τους μόνιμους μαγνήτες. Ειδικότερα, χρησιμοποίησαν ισχυρούς μαγνήτες νεοδυμίου, ένα υλικό γνωστό για τις εξαιρετικές μαγνητικές του ιδιότητες, με σκοπό να δημιουργήσουν ένα ομοιογενές και σταθερό μαγνητικό πεδίο, βασικό συστατικό για ποιοτικές ιατρικές εικόνες.
Οι ερευνητές σχεδίασαν διαφορετικές γεωμετρίες τοποθέτησης των μαγνητών, αξιοποιώντας υποδοχές τρισδιάστατης εκτύπωσης, όπου τοποθετήθηκαν δεκάξι μαγνητικοί κύβοι, καθένας με μήκος πλευράς μόλις 20 χιλιοστά. Οι δοκιμές που ακολούθησαν επιβεβαίωσαν τις θεωρητικές προβλέψεις: η διάταξη των μαγνητών, είτε σε μονό είτε σε διπλό δακτυλιοειδές σχήμα, ξεπερνά σε απόδοση και ομοιομορφία το πρότυπο μοντέλο της διάταξης Halbach, το οποίο μέχρι σήμερα χρησιμοποιείται ευρέως ως σημείο αναφοράς, αλλά κυρίως σε θεωρητικό επίπεδο.
Η βασική αδυναμία της διάταξης Halbach είναι πως για να επιτευχθεί η επιθυμητή ομοιομορφία στο πεδίο, προϋποτίθεται ότι οι μαγνήτες έχουν άπειρο μήκος, κάτι που φυσικά είναι ανέφικτο στις πραγματικές εφαρμογές. Αντιθέτως, το νέο μοντέλο που ανέπτυξαν οι Rehberg και Blümler διατηρεί εξαιρετικά επίπεδα ομοιομορφίας ακόμα και όταν περιορίζεται σε συμπαγείς και πρακτικές διαστάσεις, προσφέροντας έτσι μια απολύτως ρεαλιστική λύση για τη δημιουργία μικρού μεγέθους και χαμηλού κόστους MRI συστημάτων.
Οι προεκτάσεις αυτής της ανακάλυψης εκτείνονται πολύ πέρα από τον χώρο της ιατρικής. Η δυνατότητα δημιουργίας ισχυρών, σταθερών και ομοιογενών μαγνητικών πεδίων χωρίς ανάγκη για συνεχή ψύξη και χωρίς ενεργειακή κατανάλωση για τη συντήρησή τους, αποτελεί πολύτιμο εργαλείο και για άλλους τομείς της τεχνολογίας. Η βελτίωση της απόδοσης επιταχυντών σωματιδίων, η ενίσχυση της αποτελεσματικότητας σε συστήματα μαγνητικής αιώρησης ή η αύξηση της ακρίβειας σε προηγμένους αισθητήρες είναι μόνο μερικές από τις πιθανές εφαρμογές.
Πάνω απ’ όλα, όμως, η εργασία αυτή αποτελεί ένα ουσιαστικό βήμα προς την «εκδημοκρατικοποίηση» των προηγμένων τεχνολογιών. Η απλοποίηση και η μείωση του κόστους τέτοιων κρίσιμων υποδομών μπορεί να αλλάξει ριζικά το τοπίο της δημόσιας υγείας, ιδίως σε περιοχές που μέχρι σήμερα παραμένουν αποκλεισμένες από τη σύγχρονη ιατρική απεικόνιση.
[via]
