Methode om de resolutie van tomografische beelden te vergroten door de dipoolgeometrie in de magnetische spoel te veranderen

Anonim
Methode om de resolutie van tomografische beelden te vergroten door de dipoolgeometrie in de magnetische spoel te veranderen 18592_1
Methode om de resolutie van tomografische beelden te vergroten door de dipoolgeometrie in de magnetische spoel te veranderen

Het onderzoek werd ondersteund door het presidentiële programma van het Russische wetenschappelijke fonds en gepubliceerd in de magnetine van magnetische resonantie in de geneeskunde. "Wereldwijd zal onze ontdekking mogelijk toestaan ​​om gefaseerde roostices voor onderzoek MRI te ontwikkelen en hun introductie in de klinische praktijk te versnellen", legt een van de auteurs van het artikel uit, afgestudeerde Student van St. George Solomach, - Phased Lattices laat u een veel groter worden Scan gebied, en ook beter het proces zelf controleren. De interpretatie van het eindresultaat wordt gemakkelijker en sneller. "

Magnetische resonantie-topografie - De methode in de moderne geneeskunde is net zo belangrijk als duur. Hiermee kunt u de interne organen van een persoon in niet-invasieve (zonder directe autopsie) verkennen en heeft praktisch geen ioniserend effect in vergelijking met röntgentomografie. Eén apparaat is echter niet minder dan 15 miljoen roebel waard (niet de kosten van de dienst tellen) en neemt een plek in beslag die evenredig is met een klein opslagruimte.

Tegelijkertijd laten de kwaliteit en nauwkeurigheid van afbeeldingen vaak veel te wensen over. In de taken van klinische MRI worden tomografen met een veldniveau van een half en drie Tesla gebruikt. Voor de taken die verband houden met onderzoek waar het nodig is om de maximale resolutie te verkrijgen, worden tomografen met een veldniveau zeven of meer Tesla gebruikt.

Het beginsel van werking van MRI is gebaseerd op de interactie van een magnetisch veld met radiofrequentie met waterstofkernen. Tegelijkertijd, omdat de kernen van waterstofatomen in ons lichaam kleine magneten zijn, zijn ze georiënteerd langs de veldlijnen die in één richting draaien.

Methode om de resolutie van tomografische beelden te vergroten door de dipoolgeometrie in de magnetische spoel te veranderen 18592_2
Een van de auteurs van het artikel George Solomach / © Pers Service van de Universiteit van Itmo

Dit is waar, deze situatie is energetisch onrendabel, en de atomen worden zo snel teruggebracht naar hun "gebruikelijke" staat, zodra ze overtollige energie kunnen benadrukken. Het is volgens het aantal dat men kan begrijpen of er veel atomen zijn van een zekere substantie in het rechter weefsel van de mens. Aldus wordt de activiteit van de hersenen onderzocht - tenslotte, hoe meer bloed (en daarom water met waterstofatomen) in een bepaald gebied, hoe hoger de activiteit ervan. Het is ook mogelijk om tumoren in de vroege stadia te detecteren, omdat de getroffen cellen meer vloeistof creëren dan het gebruikelijke.

Methode om de resolutie van tomografische beelden te vergroten door de dipoolgeometrie in de magnetische spoel te veranderen 18592_3
Afbeelding van de vrijwillige hersenen en radiofrequentiedistributie

Magnetische gebieden verkregen met behulp van de ontwikkelde phased roost / © Avdievich et al. / Magnetische resonantie in geneeskunde, 2021

Om een ​​magnetisch veld met radiofrequentie in tomografen met een veldniveau te maken, gebruik dan meer dan zeven Tesla-arrays. Ze hebben een belangrijk voordeel: sta toe dat u de lokalisatie van het onderwerp onderzoekt, zonder tegelijkertijd het rooster zelf te bewegen. Dipool-antennes kunnen worden toegepast als elementen van het rooster. Er kan echter een verband zijn tussen actieve dipolen, die de efficiëntie van de gehele radiofrequentieboel vermindert.

Om dit te voorkomen, worden passieve dipolen gebruikt. Meestal bevinden ze zich in parallel actief, en het lost het probleem op. Maar deze methode moet met de nodige voorzichtigheid worden gebruikt, aangezien een te grote passieve dipolen met het veld communiceren, de homogeniteit die uiteindelijk leidt tot een afname van de kwaliteit van het laatste beeld, wat betekent dat de resultaten van het gehele medisch onderzoek.

Wetenschappers van de Universiteit van ITMO hebben de geometrie van Dipolen gewijzigd, waardoor passieve dipolen loodrecht op actief waren. Ook, om een ​​sterke elektrische verbinding tussen de dipolen van natuurkundigen te garanderen, werd een passief element verplaatst naar het einde van het rooster. Voordat u doorgaat met het maken van een nieuw antenne-rooster, voerden de onderzoekers modellering uit, waardoor het mogelijk maakte om de structuur te optimaliseren. De efficiëntie werd wiskundig getest en met behulp van computersimulatie. Bovendien voerden natuurkundigen een experiment uit door het maken van een volwassen herenhersenen MRI. De cheque toonde aan dat een dergelijke dipoollocatie het probleem oplost dat is geassocieerd met de homogeniteit van het veld, en de relatie tussen actieve dipolen verschijnt niet.

Bron: Naked Science

Lees verder