Undersøgelsen blev støttet af præsidentprogrammet for den russiske videnskabelige fond og offentliggjort i magnetinen af magnetisk resonans i medicin. "Globalt vil vores opdagelse gøre det muligt at udvikle fasede gitter til forskning MRI og fremskynde deres introduktion til klinisk praksis," forklarer en af forfatterne af artiklen, kandidatstuderende i St. George Solomach, - Fasede gitter giver dig mulighed for at dække en meget større Scan område, og også bedre kontrollere processen selv. Fortolkningen af det endelige resultat bliver lettere og hurtigere. "
Magnetisk resonans topografi - metoden i moderne medicin er lige så vigtig som dyrt. Det giver dig mulighed for at udforske de indre organer hos en person i ikke-invasiv (uden direkte obduktion) og praktisk talt har ikke en ioniserende virkning i forhold til røntgenomografi. Et apparat er imidlertid ikke mindre end 15 millioner rubler (ikke tæller omkostningerne ved service) og indtager et sted svarende til et lille opbevaringsområde.
Samtidig giver kvaliteten og nøjagtigheden af billeder ofte meget at ønske. I de kliniske MR-opgaver anvendes Tomographs med et feltniveau på en halv og tre Tesla. For de opgaver, der er forbundet med forskning, hvor det er nødvendigt at opnå den maksimale opløsning, anvendes tomografer med et feltniveau syv eller flere TESLA.
Princippet om drift af MR er baseret på samspillet mellem et radiofrekvente magnetfelt med hydrogenkerner. På samme tid, da kernerne af hydrogenatomer i vores krop er små magneter, er de orienteret langs feltlinjerne, der drejer i en retning.
Sandt nok er denne situation energisk urentabel, og atomer returneres til deres "sædvanlige" tilstand så hurtigt, så snart de kan fremhæve overskydende energi. Det er ifølge sit nummer, at man kan forstå, om der er mange atomer af et bestemt stof i menneskets højre væv. Således undersøges hjernens aktivitet - trods alt det mere blod (og derfor vand med hydrogenatomer) i et bestemt område, desto højere er dets aktivitet. Det er også muligt at registrere tumorer i de tidlige stadier, da de berørte celler skaber mere væske end det sædvanlige.
Magnetiske felter opnået ved hjælp af det udviklede fasede gitter / © Avdatievich et al. / Magnetisk resonans i medicin, 2021
For at skabe et radiofrekvensmagnetisk felt i Tomographs med et feltniveau, bruger mere end syv TESLA faset antennearrayer. De har en vigtig fordel: Tillad dig at ændre lokaliseringen af forskningsemne uden at flytte samtidig med selve gitteret. Dipolantenner kan påføres som elementer af gitteret. Der kan dog være en forbindelse mellem aktive dipoler, hvilket reducerer effektiviteten af hele radiofrekvensspolen.
For at forhindre dette anvendes passive dipoler. Normalt er de placeret parallelt aktivt, og det løser problemet. Men denne metode bør anvendes med forsigtighed, da for store passive dipoler interagerer med feltet, idet der ydes dens homogenitet, hvilket i sidste ende fører til et fald i kvaliteten af det endelige billede, hvilket betyder, at resultaterne af hele lægeundersøgelsen.
Forskere fra ITMO University ændrede geometrien af dipoler, der placerede passive dipoler vinkelret på aktive. For at sikre en stærk elektrisk forbindelse mellem fysikisters dipoler blev et passivt element flyttet til enden af grillen. Før de fortsatte med at oprette et nyt antennegitter, udførte forskerne modellering, hvilket gjorde det muligt at optimere strukturen. Dens effektivitet blev testet matematisk og ved hjælp af computersimulering. Derudover gennemførte fysikere et eksperiment ved at lave en voksen mænds hjerne MR. Kontrollen viste, at en sådan dipolplacering løser problemet forbundet med feltets homogenitet, og forholdet mellem aktive dipoler vises ikke.
Kilde: Naked Science