Новости

22 марта, 2021 17:53

Снимки МРТ сделали четче за счет более совершенной геометрии диполей

Источник: ТАСС
Физики предложили увеличивать разрешение снимков магнитно-резонансной томографии (МРТ), изменяя геометрию диполей в магнитной катушке. Благодаря этому подобные изображения можно делать четче, не меняя характеристик самого аппарата, пишет пресс-служба Российского научного фонда. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Magnetic Resonance in Medicine (работа поддержана грантом РНФ - прим.ред.сайта rscf.ru).

Изображение головного мозга волонтера и распределение радиочастотного магнитного поля, полученные с помощью разработанной фазированной решетки. Источник: Avdievich et al. / Magnetic Resonance in Medicine, 2021
Один из авторов статьи Георгий Соломаха. Источник: пресс-служба Университета ИТМО
3 / 4
Изображение головного мозга волонтера и распределение радиочастотного магнитного поля, полученные с помощью разработанной фазированной решетки. Источник: Avdievich et al. / Magnetic Resonance in Medicine, 2021
Один из авторов статьи Георгий Соломаха. Источник: пресс-служба Университета ИТМО

С помощью МРТ внутренние органы человека можно исследовать без хирургического вмешательства. В отличие от рентгеновской томографии ионизирующее излучение от магнитно-резонансной практически безвредно для человека.

Важный ее недостаток в том, что аппарат МРТ стоит не меньше 15 млн рублей, при этом качество и точность изображений не всегда велики. Обычно в больницах используют томографы с напряженностью магнитного поля в полтора и три тесла. Для научных исследований, при которых разрешение должно быть максимальным, используют более дорогие томографы в семь и более тесла.

Принцип работы МРТ основан на взаимодействии радиочастотного магнитного поля с ядрами водорода. Чтобы создать такое поле с напряженностью больше семи тесла, используют так называемые фазированные антенные решетки, в качестве элементов которой могут использоваться дипольные антенны. Однако между активными диполями может появляться связь, которая снижает эффективность всей радиочастотной катушки. Чтобы это предотвратить, дополнительно используют пассивные диполи.

Однако слишком большие пассивные диполи взаимодействуют с полем, портя его однородность. В итоге качество итоговой картинки снижается. Ученые из Университета ИТМО изменили геометрию диполей, расположив пассивные перпендикулярно по отношению к активным. Также для обеспечения сильной электрической связи между диполями физики переместили пассивный элемент в конец решетки.

Эффективность устройства физики протестировали математически и с помощью компьютерной симуляции. Кроме того, исследователи провели эксперимент, сделав МРТ головного мозга взрослого мужчины. Проверка показала, что подобное расположение диполей решает проблему, связанную с однородностью поля, и связи между активными диполями не появляется. 

"Глобально наше открытие позволит разработать фазированные решетки для исследовательского МРТ и ускорить их внедрение в клиническую практику, Фазированные решетки позволяют охватывать гораздо большую область сканирования, а также лучше контролировать сам процесс. Интерпретация итогового результата становится проще и быстрее", – прокомментировал один из авторов статьи, аспирант Университета ИТМО Георгий Соломаха.

24 сентября, 2021
В «Сколтехе» изобрели оптический переключатель, который ускорит вычисления в тысячу раз
Международная группа ученых, которую возглавляют исследователи из «Сколтеха» и IBM, разработала опти...
24 сентября, 2021
Ученые ИТ СО РАН создали экологичную горелку для сжигания отработанных масел
Сотрудники Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН разработали и испытали новую паровую ...