ТАСС, 20 января. Исследователи создали новый тип антенн для магнитно-резонансных томографов, позволяющих повышать их мощность без угрозы для здоровья пациента. Об этом пишет пресс-служба Университета ИТМО со ссылкой на статью в журнале Nature Communications.
Магнитно-резонансный томограф работает благодаря ядерному магнитному резонансу. Во время работы этого прибора тело человека облучается радиоволнами в присутствии мощного постоянного магнита, из-за чего содержащиеся в нем ядра водорода и других атомов начинают "вибрировать", излучая или поглощая волны определенной частоты.
Это позволяет отслеживать положение атомов и изучать структуру тканей тела, измерять их температуру и другие свойства. Для работы МРТ-сканеров необходимы мощные магниты на базе сверхпроводников, что делает их достаточно дорогими для эксплуатации медицинскими инструментами.
Ученые из Санкт-Петербурга уже несколько лет пытаются улучшить работу подобных устройств самыми разными путями. К примеру, три года назад они создали особые "накидки" из кусочков металлов, усиливающие контрастность изображения и повышающие его качество, а также создали беспроводную катушку, принимающую сигнал и обычно устанавливаемую максимально близко к изучаемым органам пациента.
В своей новой работе специалисты Университета ИТМО и их коллеги из Нидерландов и Германии предложили использовать принципиально новый тип антенн для выработки радиоволн, не имеющих столь жестких ограничений по мощности, как классические передатчики сигнала, применяемые при работе систем МРТ.
Эта антенна представляет собой набор из множества однотипных миниатюрных излучающих элементов, каждый из которых вырабатывает небольшую порцию радиоволн, чье комбинированное действие аналогично по своей силе и свойствам тому, какие пучки радиоизлучения вырабатывала бы большая классическая антенна на базе катушек индуктивности.
По своей конструкции, как отмечают ученые, они в целом напоминают то, как устроены антенны некоторых современных радаров и радиолокаторов. Каждый элемент этих антенн устроен таким образом, что ток движется через них только в одном направлении, а порождаемые ими радиоволны непрерывно "сбегают" из этих блоков. Это радикально отличает эти устройства от классических антенн, представляющих собой резонаторы, вырабатывающие концентрированные пучки волн.
Как показали опыты с прототипом подобной антенны и муляжом человеческого тела, она позволяет значительно снизить нагрев магнитно-резонансного томографа и при этом повысить мощность прибора без последствий для здоровья пациентов. Убедившись в безопасности прототипа, ученые проверили работу своей антенны на добровольце.
Проведенные ими замеры подтвердили, что подобные антенны способны получать очень детальные снимки внутренних органов в тех режимах работы, которые не доступны для классических катушек индуктивности. В ближайшее время ученые попытаются усовершенствовать конструкцию прототипов антенн, что сделает их более компактными и дальнобойными, подытожили Соломаха и его коллеги.