Metóda na zvýšenie rozlíšenia tomografického obrazu zmenou geometrie dipólu v magnetickej cievke

Anonim
Metóda na zvýšenie rozlíšenia tomografického obrazu zmenou geometrie dipólu v magnetickej cievke 18592_1
Metóda na zvýšenie rozlíšenia tomografického obrazu zmenou geometrie dipólu v magnetickej cievke

Štúdia podporila program prezidentského programu Ruského vedeckého fondu a publikoval v magnetine magnetickej rezonancie v medicíne. "Globálne, náš Discovery umožní vyvinúť postupné poruchy pre výskum MRI a urýchliť ich zavedenie do klinickej praxe," vysvetľuje jeden z autorov článku, postgraduálny študent sv. George Solomacha, - fázované mriežky vám umožňujú pokryť oveľa väčší Skenovať oblasť, a tiež lepšie ovládať samotný proces. Výklad konečného výsledku sa stáva jednoduchším a rýchlejším. "

Topografia magnetickej rezonancie - metóda v modernej medicíne je rovnako dôležitá ako drahá. To vám umožní preskúmať vnútorné orgány osoby v neinvazívnom (bez priamej pitvy) a prakticky nemá ionizujúci účinok v porovnaní s röntgenovou tomografiou. Jedno prístroje však stojí za menej ako 15 miliónov rubľov (nepočíta sa náklady na službu) a zaberá miesto, ktoré zodpovedajú malým skladom.

Zároveň sa kvalita a presnosť obrázkov často nechajú. V úlohách klinických MRI sa používajú tomografie s úrovňou polí polovice a tri tesla. Avšak, pre úlohy súvisiace s výskumom, ak sa vyžaduje, aby sa získali maximálne riešenie, sú používané tomografie s úrovňou na poli sedem alebo viac Tesla.

Princíp prevádzky MRI je založený na interakcii rádiofrekvenčného magnetického poľa s vodíkovým jadrom. Zároveň, keďže jadrá vodíkových atómov v našom tele sú malé magnety, sú orientované pozdĺž línií poľa, ktoré sa otáčajú v jednom smere.

Metóda na zvýšenie rozlíšenia tomografického obrazu zmenou geometrie dipólu v magnetickej cievke 18592_2
Jeden z autorov článku George Solomach / © Tlačová služba University of ITMO

TRUE, táto situácia je energicky nerentabilná a atómy sa vrátia do ich "obvyklého" stavu tak rýchlo, akonáhle môžu zdôrazniť nadmernú energiu. Je podľa jej počtu, že človek môže pochopiť, či existuje mnoho atómov určitej látky v pravom tkanive človeka. Činnosť mozgu sa teda skúma - koncov, tým viac krvi (a teda voda s atómami vodíka) v určitej oblasti, tým vyššia je jeho aktivita. Je tiež možné detegovať nádory v počiatočných štádiách, pretože postihnuté bunky vytvárajú viac tekutiny ako obvykle.

Metóda na zvýšenie rozlíšenia tomografického obrazu zmenou geometrie dipólu v magnetickej cievke 18592_3
Obrázok dobrovoľníka mozgu a rozhlasovej frekvenčnej distribúcie

Magnetické polia získané pomocou vyvinutej fázovanej mriežky / © Avdievich et al. / Magnetická rezonancia v medicíne, 2021

Ak chcete vytvoriť rádiofrekvenčné magnetické pole v tomhlásení s úrovňou poľa, viac ako sedem Tesla použite fázované antény. Majú dôležitú výhodu: umožní vám zmeniť lokalizáciu predmetu výskumu, bez toho, aby ste sa pohybuli v rovnakom čase samotnom mriežke. Dipólové antény sa môžu aplikovať ako prvky mriežky. Môže však existovať spojenie medzi aktívnymi dipólmi, ktoré znižujú účinnosť celej rádiovej frekvenčnej cievky.

Aby sa tomu zabránili, používajú sa to pasívne dipily. Zvyčajne sa nachádzajú paralelne aktívne a rieši problém. Táto metóda by sa však mala používať s opatrnosťou, pretože príliš veľké pasívne dipily interagujú s témou, pričom sa portuje jeho homogenita, ktorá v konečnom dôsledku vedie k zníženiu kvality konečného obrazu, čo znamená, že výsledky celého lekárskeho vyšetrenia.

Vedci z University of ITMO zmenili geometriu dipólov, umiestnením pasívnych dipólov kolmo na aktívny. Aby sa zabezpečilo silné elektrické spojenie medzi dipónami fyzikov, bol pasívny prvok presunutý na koniec mriežky. Pred vytvorením novej anténnej mriežky, výskumníci vykonávali modelovanie, čo umožnilo optimalizovať štruktúru. Jeho účinnosť bola testovaná matematicky a použitím počítačovej simulácie. Okrem toho, fyzici uskutočnili experiment tým, že urobili mozgu dospelých mužov MRI. Kontrola ukázala, že takáto umiestnenie dipólu rieši problém spojený s homogenitou poľa, a vzťah medzi aktívnymi dipónami sa nezobrazí.

Zdroj: Nahá veda

Čítaj viac