Metode untuk meningkatkan resolusi gambar tomografi dengan mengubah geometri dipol dalam koil magnetik

Anonim
Metode untuk meningkatkan resolusi gambar tomografi dengan mengubah geometri dipol dalam koil magnetik 18592_1
Metode untuk meningkatkan resolusi gambar tomografi dengan mengubah geometri dipol dalam koil magnetik

Studi ini didukung oleh Program Presiden Dana Ilmiah Rusia dan diterbitkan dalam magnetin resonansi magnetik dalam pengobatan. "Secara global, penemuan kami akan memungkinkan untuk mengembangkan kisi-kisi bertahap untuk penelitian MRI dan mempercepat pengantar mereka dalam praktik klinis," jelas salah satu penulis artikel tersebut, mahasiswa pascasarjana St. George Solomach, - kisi bertahap memungkinkan Anda untuk menutupi yang jauh lebih besar. Area pemindaian, dan juga lebih baik mengontrol proses itu sendiri. Interpretasi hasil akhir menjadi lebih mudah dan lebih cepat. "

Topografi resonansi magnetik - Metode dalam pengobatan modern sama pentingnya dengan mahal. Ini memungkinkan Anda untuk menjelajahi organ-organ internal seseorang dalam non-invasif (tanpa otopsi langsung) dan praktis tidak memiliki efek pengion dibandingkan dengan tomografi sinar-X. Namun, satu peralatan bernilai tidak kurang dari 15 juta rubel (tidak menghitung biaya layanan) dan menempati tempat yang sepadan dengan area penyimpanan kecil.

Pada saat yang sama, kualitas dan keakuratan gambar sering meninggalkan banyak yang diinginkan. Dalam tugas MRI klinis, tomograp dengan tingkat bidang setengah dan tiga Tesla digunakan. Namun, untuk tugas-tugas yang terkait dengan penelitian di mana diperlukan untuk mendapatkan resolusi maksimum, tomograp dengan level lapangan tujuh atau lebih Tesla digunakan.

Prinsip operasi MRI didasarkan pada interaksi medan magnet frekuensi radio dengan hidrogen nuklei. Pada saat yang sama, karena nuklei atom hidrogen di tubuh kita adalah magnet kecil, mereka berorientasi di sepanjang garis lapangan berputar dalam satu arah.

Metode untuk meningkatkan resolusi gambar tomografi dengan mengubah geometri dipol dalam koil magnetik 18592_2
Salah satu penulis artikel George Solomach / © Press Services of the University of Itmo

Benar, situasi ini secara energik tidak menguntungkan, dan atom dikembalikan ke keadaan "biasa" dengan begitu cepat, segera setelah mereka dapat menyoroti energi berlebih. Menurut jumlahnya bahwa seseorang dapat memahami apakah ada banyak atom dari zat tertentu dalam jaringan hak manusia. Dengan demikian, aktivitas otak diselidiki - setelah semua, semakin banyak darah (dan karenanya air dengan atom hidrogen) di daerah tertentu, semakin tinggi aktivitasnya. Dimungkinkan juga untuk mendeteksi tumor pada tahap awal, karena sel-sel yang terkena dampak menciptakan lebih banyak cairan daripada yang biasa.

Metode untuk meningkatkan resolusi gambar tomografi dengan mengubah geometri dipol dalam koil magnetik 18592_3
Gambar dari distribusi frekuensi otak dan radio sukarela

Medan magnet diperoleh dengan menggunakan fase kisi / © avdievich et al. / Resonansi Magnetik dalam Kedokteran, 2021

Untuk membuat medan magnet frekuensi radio dalam tomographs dengan tingkat lapangan, lebih dari tujuh Tesla menggunakan array antena bertahap. Mereka memiliki keuntungan penting: memungkinkan Anda untuk mengubah lokalisasi subjek penelitian, tanpa bergerak pada saat yang sama kisi itu sendiri. Antena dipol dapat diterapkan sebagai elemen kisi. Namun, mungkin ada hubungan antara dipol aktif, yang mengurangi efisiensi seluruh koil frekuensi radio.

Untuk mencegah hal ini, dipol pasif digunakan. Biasanya mereka terletak secara paralel aktif, dan memecahkan masalah. Tetapi metode ini harus digunakan dengan hati-hati, karena dipol pasif yang terlalu besar berinteraksi dengan lapangan, porting homogenitasnya, yang pada akhirnya mengarah pada penurunan kualitas gambaran akhir, yang berarti hasil dari seluruh pemeriksaan medis.

Para ilmuwan dari Universitas ITMO mengubah geometri dipol, menempatkan dipol pasif tegak lurus terhadap aktif. Juga, untuk memastikan hubungan listrik yang kuat antara dipol fisikawan, elemen pasif dipindahkan ke ujung gril. Sebelum melanjutkan untuk membuat kisi antena baru, para peneliti melakukan pemodelan, yang memungkinkan untuk mengoptimalkan struktur. Efisiensinya diuji secara matematis dan menggunakan simulasi komputer. Selain itu, fisikawan melakukan eksperimen dengan membuat MRI otak pria dewasa. Pemeriksaan menunjukkan bahwa lokasi dipol semacam itu memecahkan masalah yang terkait dengan homogenitas lapangan, dan hubungan antara dipol aktif tidak muncul.

Sumber: Ilmu telanjang

Baca lebih banyak