Den spännande slitsade mikrostriplinjen strålar ut i en lådformad människokroppsfantom för kropps-MRI RF-excitation. Färgdiagrammet visar den normaliserade magnituden av den simulerade Hx-fördelningen, medan svarta konturer representerar vågfronter i det ledande mediet. Beräknad ytströmtäthetsfördelning på det slitsade jordplanet visas med svarta pilar. Nature Communications (2021). DOI:10.1038/s41467-020-20708-w
Skannrar som används i forskning använder inte bara en antenn som sänder ut och tar emot signalen, men flera av dem, som kan orsaka allvarliga brännskador på inre vävnader och organ. Således, forskare tvingas driva skannrar med lägre spänning, vilket påverkar kvaliteten på deras studier negativt. Nu, ITMO fysiker, tillsammans med sina kollegor från M-Cube-konsortiet, har skapat de första läckande vågantennerna någonsin för MRI-skannrar. Enheten kan utföra kroppsorgandiagnostik utan risker för patienthälsan samtidigt som den höjer kvaliteten på bilder som tagits i forskningsskannrar.
Specialantennerna bygger på principen om bredbandsstrålning. Prototypen tillverkades med standardteknik för kretskort, vilket minskade kostnaden och arbetsintensiteten för dess produktion. MRT-teknik bygger på att bestråla patienter med elektromagnetiska vågor av en viss frekvens. Inuti skannern, resonanser uppstår i människokroppen som resulterar i den förvärvade bilden. Det största problemet är att upprätthålla en bild av hög kvalitet utan att skada patientens kropp.
"Vår idé är att vi har många små antenner kopplade i serie med en våg som utbreder sig genom dem. Varje element avger en del av effekten, så att de tillsammans bildar den totala strålningen. Tack vare metoden för läckande vågor (som inte är resonant), det är möjligt att minska uppvärmningen och göra skanningen säker för patienter, " förklarar Georgiy Solomakha, en doktorsexamen student vid ITMO:s fakultet för fysik och teknik och huvudförfattare till uppsatsen.
Liknande antenner används i radioriktningssökning och radar, och ITMO-forskare har specialanpassat dem för att användas i MRI-tekniken.
Enligt Georgiy Solomakha, Lösningen kan öppna nya forskningsapplikationer av MRI-teknik. Eftersom den nya antenntekniken avsevärt minskar uppvärmningen, det kommer att vara möjligt att höja effekten som används av skannern utan några risker. Detta, i tur och ordning, kommer att förbättra kvaliteten på de resulterande bilderna, vilket innebär att det blir möjligt att närmare studera inre organs funktion eller följa utvecklingen av sjukdomar.
