Imaging in tempo reale

Movimenti rapidissimi come il battito del cuore potranno essere filmati attraverso una nuova tecnica di risonanza magnetica capace di ridurre a un cinquantesimo di secondo il tempo necessario per l’acquisizione delle immagini. La notizia arriva dal Max Planck Institute for Biophysical Chemistry di Gottinga (Germania), dove già nel 1985 era stato sviluppato Flash (Fast low angle shot), il metodo che ha rivoluzionato il campo dell’imaging (MRI). La nuova tecnica è stata presentata sulla rivista Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance.

Con Flash, gli scienziati del Max Planck erano riusciti a velocizzare il processo di acquisizione delle immagini ottenute da risonanza magnetica, fino ad arrivare ad alcuni secondi. Con il nuovo metodo, i tempi sono ancora più corti, rendendo possibile la registrazione in presa diretta di movimenti finora preclusi a questo tipo d’indagine. Esempi sono il battito cardiaco (qui video) e il movimento della mandibola nell’atto del parlare (sopra e su Saperevedere).

In questi casi, la ripresa delle immagini avviene in un tempo estremamente corto, pari a 20 millesecondi. Come ha spiegato Jens Frahm, direttore del laboratorio, il principio consiste nel ridurre al minimo i dati necessari per la costruzione di un’immagine. “Abbiamo sviluppato un software che permette di calcolare un’immagine complessa a partire da dati sostanzialmente incompleti”, ha riportato ancora Frahm. Nel caso più estremo, il metodo consente di creare immagini con solo il 5 per cento delle informazioni utilizzate di solito, accorciando così i tempi di circa 20 volte.

Secondo gli scienziati, il nuovo metodo sarà decisivo per migliorare la diagnosi di malattie delle articolazioni e del cuore, come disturbi coronarici e insufficienza microcardiaca. “Avere un film del cuore in tempo reale ci permette di monitorare direttamente il muscolo e il flusso sanguigno, battito per battito, senza che il paziente debba trattenere il respiro come accade con le tecniche attuali”, ha aggiunto il ricercatore.

Sebbene sia relativamente facile implementare la nuova tecnica sui dispositivi di oggi, il suo utilizzo su larga scala dipende dal potenziamento dei computer cui spetta il compito di ricostruire l’immagine. “Lo sforzo computazionale è gigante”, spiega Martin Uecker. “Per fare un esempio, un filmato di un minuto del cuore richiede l’elaborazione di 2000-3000 immagini contenute in due Gigabyte; il sistema di cui disponiamo ora ci mette almeno 30 minuti per farlo”. Il compito viene portato a termine parallelamente, utilizzando processori grafici originariamente sviluppati per i videogame e le visualizzazioni tridimensionali. Per trovare un rimedio a questo “collo di bottiglia”, i ricercatori stanno lavorando fianco a fianco con gli ingegneri nella creazione di sistemi di computer sempre più potenti.

Riferimenti: doi:10.1002/nbm.1585; doi:10.1186/1532-429X-12-39

Per scaricare i video