Verfahren zur Erhöhung der Auflösung von tomographischen Bildern durch Ändern der Dipolgeometrie in der Magnetspule

Anonim
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Verfahren zur Erhöhung der Auflösung von tomographischen Bildern durch Ändern der Dipolgeometrie in der Magnetspule

Die Studie wurde vom Präsidentschaftsprogramm des russischen wissenschaftlichen Fonds unterstützt und in der Magnetresonanz der Magnetresonanz in der Medizin veröffentlicht. "Global, unsere Entdeckung ermöglicht es, phased Gitters für die Forschungs-MRI zu entwickeln und ihre Einführung in die klinische Praxis zu beschleunigen", erklärt eine der Autoren des Artikels, der Student von St. George Solomach, der studierte Gitter, erlaubt es Ihnen, einen viel größeren abzudecken Scanbereich und auch besser steuern den Prozess selbst. Die Interpretation des Endergebnisses wird einfacher und schneller. "

Magnetresonanztopographie - Die Methode in der modernen Medizin ist ebenso wichtig wie teuer. Es ermöglicht Ihnen, die internen Organe einer Person in nichtinvasiver (ohne direkten Autopsie) zu erkunden, und hat im Vergleich zur Röntgentomographie praktisch keinen ionisierenden Effekt. Ein Gerät ist jedoch nicht weniger als 15 Millionen Rubel (nicht der Servicekosten) wert, und nimmt einen Platz ein, der mit einem kleinen Lagerbereich entspricht.

Gleichzeitig lassen die Qualität und Genauigkeit der Bilder oft zu wünschen übrig. In den Aufgaben der klinischen MRI werden Tomographen mit einer Felderebene von einer Hälfte und drei Tesla verwendet. Bei den mit der Forschung verbundenen Aufgaben, in denen es erforderlich ist, um die maximale Auflösung zu erhalten, werden Tomographen mit einem Feldebene sieben oder mehr Tesla verwendet.

Das Prinzip des Betriebs von MRI basiert auf der Wechselwirkung eines Radiofrequenz-Magnetfelds mit Hydrogenkern. Da die Kerne von Wasserstoffatomen in unserem Körper kleine Magnete sind, sind sie entlang der Feldlinien ausgerichtet, die in eine Richtung drehen.

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Einer der Autoren des Artikels George Solomach / © Press-Service der Universität ITMO

Tat ist diese Situation energetisch unrentabel, und Atome werden so schnell in ihren "üblichen Zustand" zurückgegeben, sobald sie überschüssige Energie hervorheben können. Nach seiner Zahl kann man verstehen, ob es viele Atome einer bestimmten Substanz im richtigen Gewebe des Menschen gibt. Somit wird die Aktivität des Gehirns untersucht - doch desto mehr Blut (und daher Wasser mit Wasserstoffatomen) in einem bestimmten Bereich, desto höher ist ihre Aktivität. Es ist auch möglich, Tumoren in den frühen Stufen zu erkennen, da die betroffenen Zellen mehr Flüssigkeit als das übliche erzeugen.

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Bild der freiwilligen Gehirn- und Radiofrequenzverteilung

Magnetfelder, die mit dem entwickelten phasenierten Gitter / © Avdievich et al. / Magnetische Resonanz in der Medizin, 2021

So erstellen Sie ein Radiofrequenz-Magnetfeld in Tomographen mit Feldebene, mehr als sieben Tesla verwenden phassierte Antennen-Arrays. Sie haben einen wichtigen Vorteil: Erlauben Sie Ihnen, die Lokalisierung des Forschungsobjekts zu ändern, ohne das Gitter selbst zu bewegen. Dipolantennen können als Elemente des Gitters angewendet werden. Es kann jedoch eine Verbindung zwischen den aktiven Dipolen geben, was den Wirkungsgrad der gesamten Hochfrequenzspule verringert.

Um dies zu verhindern, werden passive Dipole verwendet. Normalerweise befinden sie sich parallel, was aktiv ist, und es löst das Problem. Diese Methode sollte jedoch mit Vorsicht verwendet werden, da zu große passive Dipole mit dem Feld mit dem Feld interagieren, wobei ihre Homogenität portiert wird, was letztendlich zu einem Rückgang der Qualität des endgültigen Bildes führt, was bedeutet, dass die Ergebnisse der gesamten ärztlichen Untersuchung.

Wissenschaftler der Universität von ITMO änderten die Geometrie von Dipole, sodass passive Dipole senkrecht zu aktiven. Um eine starke elektrische Verbindung zwischen den Dipolen von Physiker zu gewährleisten, wurde ein passives Element an das Ende des Gitters bewegt. Bevor die Forscher zur Erstellung eines neuen Antennengitters fortfahren, führten die Forscher die Modellierung durch, was es ermöglichte, die Struktur zu optimieren. Seine Effizienz wurde mathematisch getestet und die Computersimulation verwendet. Darüber hinaus führten Physiker ein Experiment durch, indem er ein erwachsener Herren-MRI-MRI herstellt. Die Überprüfung zeigte, dass ein solcher Dipolort das mit der Homogenität des Feldes verbundene Problems löst und die Beziehung zwischen aktiven Dipolen nicht erscheint.

Quelle: Naked Science

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