Даследаванне выканана пры падтрымцы Прэзідэнцкай праграмы Расійскага навуковага фонду і апублікавана ў часопісе Magnetic Resonance in Medicine. «Глабальна наша адкрыццё дазволіць распрацаваць фазаванай рашоткі для даследчага МРТ і паскорыць іх укараненне ў клінічную практыку, - тлумачыць адзін з аўтараў артыкула, аспірант ІЦМА Георгій Саламаха, - фазаванай кратаў дазваляюць ахопліваць значна вялікую вобласць сканавання, а таксама лепш кантраляваць сам працэс. Інтэрпрэтацыя выніковага выніку становіцца прасцей і хутчэй ».
Магнітна-рэзанансная тапаграфія - метад у сучаснай медыцыне настолькі ж важны, наколькі і дарогай. Ён дазваляе даследаваць ўнутраныя органы чалавека неинвазивно (без непасрэднага адкрыцця) і практычна не валодае іянізавальным уздзеяннем у параўнанні з рэнтгенаўскай тамаграфіяй. Аднак адзін апарат варта не менш за 15 мільёнаў рублёў (не лічачы кошты абслугоўвання) і займае месца, сувымерныя з невялікай кладоўкай.
Пры гэтым якасць і дакладнасць малюнкаў часта пакідаюць жадаць лепшага. У задачах клінічнага МРТ выкарыстоўваюцца томографы з узроўнем поля паўтара і тры тэсла. Аднак для задач, звязаных з даследаваннямі, дзе патрабуецца атрымаць максімальны дазвол, выкарыстоўваюць томографы з узроўнем поля сем і больш тэсла.
Сам прынцып працы МРТ заснаваны на ўзаемадзеянні радыёчастотнага магнітнага поля з ядрамі вадароду. Пры гэтым, так як ядра атамаў вадароду ў нашым целе ўяўляюць сабой маленькія магніты, яны арыентуюцца ўздоўж ліній поля, паварочваючыся ў адным кірунку.
Праўда, такое становішча энергетычна нявыгадна, і атамы вяртаюцца ў сваё «звыклае» стан так хутка, як толькі могуць, вылучаючы пры гэтым лішак энергіі. Менавіта па яе колькасці можна зразумець, ці шмат атамаў пэўнага рэчыва знаходзіцца ў патрэбнай тканіны чалавека. Такім чынам даследуецца актыўнасць мозгу - бо чым больш крыві (а значыць, і вады з атамамі вадароду) у пэўным участку, тым вышэй яго актыўнасць. Таксама магчыма выявіць пухліны на ранніх стадыях, паколькі здзіўленыя клеткі ствараюць больш вадкасці, чым звычайныя.
магнітнага поля, атрыманыя з дапамогай распрацаванай фазаванай кратаў / © Avdievich et al. / Magnetic Resonance in Medicine, 2021
Для стварэння радыёчастотнага магнітнага поля ў тамаграфіі з узроўнем поля больш сямі тэсла выкарыстоўваюць фазаванай антэнныя кратаў. Яны валодаюць важнай перавагай: дазваляюць змяняць лакалізацыю прадмета даследаванняў, ня рухаючы пры гэтым саму краты. У якасці элементаў рашоткі могуць быць ужытыя дыпольныя антэны. Аднак паміж актыўнымі дыполь можа з'яўляцца сувязь, якая зніжае эфектыўнасць усёй радыёчастотнай шпулькі.
Каб гэта прадухіліць, дадаткова выкарыстоўваюцца пасіўныя дыполі. Звычайна іх размяшчаюць паралельна актыўным, і гэта вырашае праблему. Але гэты метад варта выкарыстоўваць з асцярожнасцю, паколькі занадта вялікія пасіўныя дыполі ўзаемадзейнічаюць з полем, псуючы яго аднастайнасць, што ў выніку прыводзіць да зніжэння якасці выніковай карцінкі, а значыць, і вынікаў за ўсё медыцынскага абследавання.
Навукоўцы з Універсітэта ІЦМА змянілі геаметрыю дыполяў, размясціўшы пасіўныя дыполі перпендыкулярна па адносінах да актыўных. Таксама для забеспячэння моцнай электрычнай сувязі паміж дыполь фізікі перамясцілі пасіўны элемент у канец кратаў. Перш чым прыступіць да стварэння новай антэнай рашоткі, даследчыкі выканалі мадэляванне, якое дазволіла аптымізаваць структуру. Яе эфектыўнасць была пратэставаная матэматычна і з дапамогай кампутарнай сімуляцыі. Акрамя таго, фізікі правялі эксперымент, зрабіўшы МРТ галаўнога мозгу дарослага мужчыны. Праверка паказала, што падобнае размяшчэнне дыполяў вырашае праблему, звязаную з аднастайнасцю поля, і сувязі паміж актыўнымі дыполь ня з'яўляецца.
Крыніца: Naked Science