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Os pesquisadores desenvolvem e testam a bobina nova de MRI para estudos pré-clínicos

Os pesquisadores da universidade de ITMO desenvolveram e testaram uma bobina de MRI que fornece a imagem lactente de alta resolução do corpo inteiro de um rato. Tais bobinas são usadas no teste pré-clínico, assim como na imagem lactente de vários sistemas do corpo. A bobina nova produz imagens com as três bobinas comerciais do que padrão mais de alta resolução do volume MRI das épocas. O cientista usou materiais e a tecnologia de fabricação baratos que pode ser ajustada para vários projectos de investigação. A pesquisa foi publicada em NMR na biomedicina como o artigo de capa.

MRI de todo o organismo é usado nos diagnósticos e para estudos pré-clínicos da avaliação da resposta da droga. Os estudos pré-clínicos são conduzidos tipicamente em animais, por exemplo, em ratos. Apesar do tamanho pequeno, obter uma imagem de alta qualidade do rato inteiro não é tão fácil como parece. O problema é aquele geralmente para obter imagens do corpo inteiro, um tem que combinar as imagens de diversas bobinas de recepção pequenas, ou usar a bobina padrão grande para emitir-se e receber. No primeiro caso, o procedimento da imagem lactente torna-se complicado, quando no segundo, a qualidade da imagem se deteriorar de modo que se torne difícil distinguir detalhes importantes.

Para resolver este problema, os cientistas da universidade de ITMO desenvolveram um novo tipo de uma bobina de MRI. As características de projecto novas da bobina tornam possível obter facilmente a imagem de alta qualidade do rato inteiro. Antes de mais nada, o tamanho da bobina é adaptado especialmente fazendo a varredura de um rato, que ajude a evitar o acréscimo noize. Os cientistas controlaram reduzir o tamanho da bobina usando um metastructure com uma capacidade distribuída. Ao mesmo tempo, a intensidade de campo magnético alterna da bobina nova é muito mais alta do que essa de bobinas padrão. Isto fornece uma sensibilidade mais alta da bobina no campo de visão inteiro e melhora a qualidade da imagem.

“As bobinas padrão são ajustadas a uma freqüência particular usando capacitores não-magnéticos. Introduzem as perdas internas, reduzindo a relação de relação sinal-ruído. Este é um dos parâmetros principais usados para determinar a qualidade da imagem em MRI. Desde que nossa bobina é auto-ressonante, nós não precisamos nenhuns capacitores. Nós podemos ajustar a bobina mudando os parâmetros geométricos. Também, o projecto novo permite que nós aperfeiçoem como os trabalhos da bobina, aumentam sua qualidade da sensibilidade e da imagem. Além disso, o custo das matérias primas é baixo, e a tecnologia de fabricação permite que nós adaptem o método para vários projectos,” diz Anna Khurshkainen, um aluno diplomado na universidade de ITMO, membro do laboratório de Nanophotonics e Metamaterials.

De acordo com os cientistas, o trabalho começou com uma modelagem numérica. Isto ajudado a aperfeiçoar a geometria da bobina futura e a escolher os materiais. Após isso, os pesquisadores fizeram um protótipo bobinar e conduziram experiências. “Nós medimos a relação de relação sinal-ruído em partes diferentes da imagem em distâncias diferentes entre o objeto e a bobina. Os resultados obtidos foram comparados com a simulação matemática e os parâmetros experimentais do volume padrão bobinam. Despejou que há uma distância óptima entre a imagem e a bobina, em que nossa bobina fornece a qualidade da imagem três vezes mais altamente do que padrão,” adiciona Mikhail Zubkov, um pesquisador no laboratório de Nanophotonics e de Metamaterials na universidade de ITMO.

Actualmente, os cientistas planeiam continuar a trabalhar em uma variedade de bobinas para vários estudos pré-clínicos.