Phương pháp để tăng độ phân giải của hình ảnh chụp cắt lớp bằng cách thay đổi hình học lưỡng cực trong cuộn từ

Anonim
Phương pháp để tăng độ phân giải của hình ảnh chụp cắt lớp bằng cách thay đổi hình học lưỡng cực trong cuộn từ 18592_1
Phương pháp để tăng độ phân giải của hình ảnh chụp cắt lớp bằng cách thay đổi hình học lưỡng cực trong cuộn từ

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Chương trình Tổng thống của Quỹ Khoa học Nga và được công bố trong Magnetine cộng hưởng từ tính trong y học. "Trên toàn cầu, khám phá của chúng tôi sẽ cho phép phát triển các mạng lưới nghiên cứu MRI và thúc đẩy sự giới thiệu của họ vào thực hành lâm sàng", giải thích một trong những tác giả của bài viết, sinh viên tốt nghiệp St. George Solomach, - Lưới được cung cấp cho phép bạn bao quát nhiều hơn nhiều Vùng quét, và cũng kiểm soát tốt hơn quá trình. Việc giải thích kết quả cuối cùng trở nên dễ dàng và nhanh hơn. "

Địa hình cộng hưởng từ - Phương pháp trong y học hiện đại cũng quan trọng như đắt tiền. Nó cho phép bạn khám phá các cơ quan nội tạng của một người không xâm lấn (không khám nghiệm tự động trực tiếp) và thực tế không có tác dụng ion hóa so với chụp cắt lớp tia X. Tuy nhiên, một bộ máy có giá trị không ít hơn 15 triệu rúp (không tính chi phí dịch vụ) và chiếm một nơi tương xứng với một khu vực lưu trữ nhỏ.

Đồng thời, chất lượng và độ chính xác của hình ảnh thường để lại nhiều để mong muốn. Trong các nhiệm vụ của MRI lâm sàng, Timographs với một mức độ một nửa và ba Tesla được sử dụng. Tuy nhiên, đối với các nhiệm vụ liên quan đến nghiên cứu, nơi cần phải có độ phân giải tối đa, các phần tạo tomograph có cấp độ trường bảy hoặc nhiều TESLA được sử dụng.

Nguyên tắc hoạt động của MRI dựa trên sự tương tác của từ trường tần số vô tuyến với nuclei hydro. Đồng thời, vì hạt nhân của các nguyên tử hydro trong cơ thể chúng ta là nam châm nhỏ, chúng được định hướng dọc theo các đường trường quay theo một hướng.

Phương pháp để tăng độ phân giải của hình ảnh chụp cắt lớp bằng cách thay đổi hình học lưỡng cực trong cuộn từ 18592_2
Một trong những tác giả của bài viết George Solomach / © Dịch vụ báo chí của Đại học Itmo

Đúng, tình huống này có năng lượng không có lợi, và các nguyên tử được đưa trở lại trạng thái "thông thường" của họ rất nhanh, ngay khi chúng có thể làm nổi bật năng lượng dư thừa. Đó là theo số của nó mà người ta có thể hiểu liệu có nhiều nguyên tử của một chất nhất định trong mô phải của con người. Do đó, hoạt động của não được điều tra - sau tất cả, càng nhiều máu (và do đó nước với các nguyên tử hydro) trong một khu vực nhất định, hoạt động của nó càng cao. Cũng có thể phát hiện khối u trong giai đoạn đầu, vì các tế bào bị ảnh hưởng tạo ra nhiều chất lỏng hơn thông thường.

Phương pháp để tăng độ phân giải của hình ảnh chụp cắt lớp bằng cách thay đổi hình học lưỡng cực trong cuộn từ 18592_3
Hình ảnh của bộ não tình nguyện và phân phối tần số vô tuyến

Từ trường thu được bằng cách sử dụng mạng được phát triển theo pha / © Avdievich et al. / Cộng hưởng từ trong y học, 2021

Để tạo một từ trường tần số vô tuyến trong Timgraphs với cấp độ trường, hơn bảy Tesla sử dụng các mảng ăng-ten được pha. Họ có một lợi thế quan trọng: cho phép bạn thay đổi bản địa hóa của đối tượng nghiên cứu, mà không di chuyển cùng một lúc các mạng tinh thể. Ăng ten lưỡng cực có thể được áp dụng như các yếu tố của mạng. Tuy nhiên, có thể có một kết nối giữa các lưỡng cực đang hoạt động, làm giảm hiệu quả của toàn bộ cuộn dây vô tuyến.

Để ngăn chặn điều này, lưỡng cực thụ động được sử dụng. Thông thường chúng được đặt ở Parallel Active và nó giải quyết được vấn đề. Nhưng phương pháp này nên được sử dụng một cách thận trọng, vì các lưỡng cực thụ động quá lớn tương tác với lĩnh vực này, chuyển nhượng đồng nhất của nó, cuối cùng dẫn đến việc giảm chất lượng của bức tranh cuối cùng, có nghĩa là kết quả của toàn bộ kiểm tra y tế.

Các nhà khoa học từ Đại học Itmo đã thay đổi hình học của lưỡng cực, đặt lưỡng cực thụ động vuông góc để hoạt động. Ngoài ra, để đảm bảo một kết nối điện mạnh mẽ giữa các dioan của các nhà vật lý, một yếu tố thụ động đã được chuyển đến cuối lưới tản nhiệt. Trước khi tiến hành tạo một mạng ăng-ten mới, các nhà nghiên cứu đã thực hiện mô hình hóa, điều này có thể tối ưu hóa cấu trúc. Hiệu quả của nó đã được thử nghiệm về mặt toán học và sử dụng mô phỏng máy tính. Ngoài ra, các nhà vật lý đã tiến hành một thí nghiệm bằng cách tạo ra MRI não của người lớn. Séc cho thấy một vị trí lưỡng cực như vậy sẽ giải quyết vấn đề liên quan đến tính đồng nhất của trường và mối quan hệ giữa các lưỡng cực đang hoạt động không xuất hiện.

Nguồn: Khoa học khỏa thân

Đọc thêm