Metoda za povećanje razlučivosti tomografskih slika promjenom dipolne geometrije u magnetskom svitku

Anonim
Metoda za povećanje razlučivosti tomografskih slika promjenom dipolne geometrije u magnetskom svitku 18592_1
Metoda za povećanje razlučivosti tomografskih slika promjenom dipolne geometrije u magnetskom svitku

Studija je podržala predsjednički program ruskog znanstvenog fonda i objavljen u magnetini magnetske rezonancije u medicini. "Globalno, naše otkriće će omogućiti razvoj fazane rešetke za istraživanje MRI-a i ubrzavanje njihovog uvođenja u kliničku praksu", objašnjava jedan od autora članka, diplomski student sv. Jurja Salomach, - fazni rešetke omogućuju vam da pokrivate mnogo veće Područje skeniranja i bolje kontrolirajte samu proces. Tumačenje konačnog rezultata postaje lakše i brže. "

Magnetska rezonancija Topografija - Metoda u modernoj medicini jednako je važna kao skupi. Omogućuje vam da istražite unutarnje organe osobe u neinvazivnom (bez izravne obdukcije) i praktički nema ionizirajući učinak u usporedbi s rendgenskim tomografijom. Međutim, jedan uređaj vrijedi ne manje od 15 milijuna rubalja (ne računajući troškove usluge) i zauzima mjesto razmjerno malom prostoru za pohranu.

U isto vrijeme, kvaliteta i točnost slika često ostavljaju mnogo toga za željeni. U zadacima kliničkog MRI-a koriste se tomografiji s razinom polja pola i tri Tesla. Međutim, za zadatke povezane s istraživanjem gdje je potrebno dobiti maksimalnu razlučivost, koristi se tomografije s razinom polja sedam ili više Tesla.

Načelo djelovanja MR-a temelji se na interakciji radiofrekvencijskog magnetskog polja s vodikovim jezgrama. U isto vrijeme, budući da su jezgre vodikovih atoma u našem tijelu male magnete, orijentirani su duž poljskih linija koje se pretvaraju u jednom smjeru.

Metoda za povećanje razlučivosti tomografskih slika promjenom dipolne geometrije u magnetskom svitku 18592_2
Jedan od autora članka George Solomach / © Press služba Sveučilišta u ITMO-u

Istina, ova situacija je energetski neprofitabilna, a atomi se vraćaju u njihovo "uobičajeno" stanje tako brzo, čim mogu istaknuti višak energije. Prema njegovom broju može razumjeti postoje li mnogi atomi određene tvari u desnom tkivu čovjeka. Dakle, aktivnost mozga se istražuje - nakon svega, više krvi (i stoga voda s atomima vodika) u određenom području, to je viša njegova aktivnost. Također je moguće otkriti tumore u ranim fazama, budući da zahvaćene stanice stvaraju više tekućine od uobičajenog.

Metoda za povećanje razlučivosti tomografskih slika promjenom dipolne geometrije u magnetskom svitku 18592_3
Slika volonterskog mozga i distribucije radiofrekvencije

Magnetska polja dobivena pomoću razvijene fased rešetke / © avdievich et al. / Magnetska rezonancija u medicini, 2021

Da biste stvorili radio frekvencijski magnetsko polje u tomophograma s poljskom razinom, više od sedam Tesla Koristite faze antenske polja. Oni imaju važnu prednost: omogućuju vam da promijenite lokalizaciju istraživačkog subjekta, bez kretanja u isto vrijeme i sam rešetka. Dipolne antene mogu se primijeniti kao elementi rešetke. Međutim, može postojati veza između aktivnih dipola, što smanjuje učinkovitost cijelog radiofrekvencijskog svitka.

Da bi se spriječili, koriste se pasivni dipoli. Obično se nalaze u paralelnom aktivnom i rješava problem. No, ova metoda treba koristiti s oprezom, budući da su preveliki pasivni dipoli u interakciji s poljem, prenosite njegovu homogenost, što u konačnici dovodi do smanjenja kvalitete konačne slike, što znači da rezultati cijelog liječničkog pregleda.

Znanstvenici sa Sveučilišta Itmo promijenili su geometriju dipola, stavljajući pasivne dipole okomito na aktivno. Također, kako bi se osigurala jaka električna veza između dipola fizičara, pasivni element je premješten na kraj rešetke. Prije nastavka stvaranja nove rešetke antene, istraživači su izvršili modeliranje, što je omogućilo optimizaciju strukture. Njegova učinkovitost testirana je matematički i korištenjem računalne simulacije. Osim toga, fizičari su proveli eksperiment čineći odrasli muški mozak MRI. Provjera je pokazala da takav dipolni položaj rješava problem povezan s homogenom polja, a odnos između aktivnih dipola se ne pojavljuje.

Izvor: Gola znanost

Čitaj više