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I ricercatori mettono a punto e sperimentano la nuova spirale di MRI a studi preclinici

I ricercatori dall'università di ITMO hanno messo a punto e sperimentato una spirale di MRI che fornisce la rappresentazione ad alta definizione del corpo intero di un mouse. Tali spirali sono utilizzate in prova preclinica come pure nella rappresentazione di vari sistemi dell'organismo. La nuova spirale produce le immagini con tre spirali commerciali standard più di alta risoluzione del volume MRI di volte. Lo scienziato ha usato i materiali e la tecnologia di fabbricazione economici che può essere regolato per vari progetti di ricerca. La ricerca è stata pubblicata in RMN in biomedicina come la notizia da copertina.

l'Intero-organismo MRI è usato nei sistemi diagnostici e per gli studi preclinici sulla valutazione di risposta della droga. Gli studi preclinici sono intrapresi tipicamente sugli animali, per esempio, sui mouse. Malgrado il di piccola dimensione, ottenere un'immagine di alta qualità di intero mouse non è facile come sembra. Il problema è solitamente quello per ottenere le immagini del corpo intero, uno deve combinare le immagini da parecchie piccole spirali di ricezione, o utilizzare la grande spirale standard per sia l'emissione che ricevere. Nel primo caso, la procedura della rappresentazione è complicata, mentre in quella seconda, la qualità di immagine si deteriora in modo che diventi difficile da distinguere i dettagli importanti.

Per risolvere questo problema, gli scienziati dall'università di ITMO hanno sviluppato un nuovo tipo di spirale di MRI. Le nuove caratteristiche del progetto della spirale permettono di ottenere facilmente l'immagine di alta qualità di intero mouse. In primo luogo, la dimensione della spirale si adatta specialmente per la scansione del mouse, che le guide per evitare il supplemento noize. Gli scienziati sono riuscito a diminuire la dimensione della spirale usando un metastructure con una capacità distribuita. Allo stesso tempo, l'intensità alternante del campo magnetico di nuova spirale è molto superiore a quella delle spirali standard. Ciò fornisce un'più alta sensibilità della spirale nell'intero campo visivo e migliora la qualità di immagine.

“Le spirali standard sono sintonizzate ad una frequenza particolare facendo uso dei condensatori non magnetici. Introducono le perdite interne, diminuenti il rapporto segnale-rumore. Ciò è uno dei parametri principali usati per determinare la qualità di immagine in MRI. Poiché la nostra spirale è auto-sonora, non abbiamo bisogno di alcuni condensatori. Possiamo sintonizzare la spirale cambiando i parametri geometrici. Inoltre, la nuova progettazione permette che noi ottimizziamo come gli impianti della spirale, aumentano la sua qualità di immagine e della sensibilità. Inoltre, il costo delle materie prime è basso e la tecnologia di fabbricazione permette che noi adattiamo il metodo per vari progetti,„ dice Anna Khurshkainen, un dottorando all'università di ITMO, membro del laboratorio di Nanophotonics e Metamaterials.

Secondo gli scienziati, il lavoro ha cominciato con una modellistica numerica. Ciò contribuita per ottimizzare la geometria della spirale futura e per scegliere i materiali. Dopo quello, i ricercatori hanno fatto un prototipo arrotolarsi ed hanno eseguito gli esperimenti. “Abbiamo misurato il rapporto segnale-rumore nelle parti differenti dell'immagine alle distanze differenti fra l'oggetto e la spirale. I risultati ottenuti sono stati paragonati a simulazione matematica ed ai parametri sperimentali delle spirali standard del volume. È risultato che c'è una distanza ottimale fra l'immagine e la spirale, a cui la nostra spirale fornisce la qualità di immagine tre volte più superiore a quella standard,„ aggiunge Mikhail Zubkov, un ricercatore al laboratorio di Nanophotonics e di Metamaterials all'università di ITMO.

Corrente, gli scienziati pianificazione continuare a lavorare a varie spirali per vari studi preclinici.