Forskare från ITMO University utvecklade och testade en MR-spole som ger högupplöst avbildning av hela musens kropp. Sådana spolar används vid prekliniska tester, liksom vid avbildning av olika kroppssystem. Den nya spolen producerar bilder med tre gånger högre upplösning än standard kommersiella volym MRI -spolar. Forskare använde billiga material och tillverkningsteknik som kan justeras för olika forskningsprojekt. Forskningen publicerades i NMR i biomedicin som omslagshistoria.

Helkropps-MR används vid diagnostik och för prekliniska studier av bedömning av läkemedelssvar. Prekliniska studier utförs vanligtvis på djur:till exempel på möss. Trots den lilla storleken, att få en högkvalitativ bild av hela musen är inte så lätt som det verkar. Problemet är att för att få bilder av hela kroppen krävs det oftast att man kombinerar bilderna från flera små mottagarspolar, eller använda en stor standardspole för både sändning och mottagning. I det första fallet, bildproceduren blir komplicerad, medan i den andra, bildkvaliteten försämras så att det blir svårt att skilja viktiga detaljer.

För att lösa det här problemet, forskare från ITMO University har utvecklat en ny typ av en MR -spole. Nya spole design funktioner gör det möjligt att få högkvalitativa bilder av hela musen enkelt. För det första, spolens storlek är speciellt anpassad för att skanna en mus, vilket hjälper till att undvika extra buller. Forskare lyckades minska spolens storlek genom att använda en metastruktur med fördelad kapacitet. På samma gång, den omväxlande magnetfältintensiteten hos den nya spolen är mycket högre än standardspolarnas. Detta ger en högre känslighet hos spolen i hela synfältet och förbättrar bildkvaliteten.

"Standardspolar är inställda på en viss frekvens med hjälp av icke-magnetiska kondensatorer. De introducerar interna förluster, minska signal-brusförhållandet. Detta är en av de viktigaste parametrarna som används för att bestämma bildkvaliteten i MRT. Eftersom vår spole är självresonant, vi behöver inga kondensatorer. Vi kan ställa in spolen genom att ändra de geometriska parametrarna. Också, ny design gör att vi kan optimera hur spolen fungerar, öka dess känslighet och bildkvalitet. Förutom, kostnaden för råvaror är låg, och tillverkningstekniken gör att vi kan anpassa metoden för olika projekt, säger Anna Khurshkainen, en doktorand vid ITMO University, medlem i Laboratory of Nanophotonics and Metamaterials.

Enligt forskarna, arbetet började med en numerisk modellering. Detta bidrog till att optimera den framtida spolens geometri och välja material. Efter det, forskarna gjorde en prototypspole och genomförde experiment. "Vi mätte signal-brusförhållandet i olika delar av bilden på olika avstånd mellan objektet och spolen. De erhållna resultaten jämfördes med matematisk simulering och experimentella parametrar för standardvolymspolar. Det visade sig att det finns en optimal avståndet mellan bilden och spolen, där vår spole ger bildkvaliteten tre gånger högre än standard, "tillägger Mikhail Zubkov, en forskare vid Laboratory of Nanophotonics and Metamaterials vid ITMO University.

För närvarande, forskare planerar att fortsätta arbeta med en mängd olika spolar för olika prekliniska studier.