Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
РИА Наука

Российские физики испытали МРТ-сканер будущего на человеке

© Schmidt et al. / Scientific Reports 2017Устройство метаматериала и оборудованный им МРТ-сканер
Устройство метаматериала и оборудованный им МРТ-сканер

МОСКВА, 24 мая — РИА Новости. Физики из России и Нидерландов заявляют об успешном испытании на добровольцах нового типа МРТ-сканера, в работе которого используется специальный метаматериал на базе меди, делающий изображение более четким, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Чтобы различить полезный сигнал на фоне случайного шума, врачи повторяют сканирование много раз. Но с метаповерхностью необходимость в этом отпадает. Если сейчас обследование, условно говоря, занимает двадцать минут, то в будущем врачам хватит десяти. Если сегодня клиника обслуживает десять пациентов в день, то с данной разработкой примет двадцать", — рассказывает Алексей Слобожанюк, физик из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.

Как объясняют ученые, магнитно-резонансный томограф основан на эффекте так называемого ядерно-магнитного резонанса. Во время сеанса томографии мозг или другие органы человека облучаются радиоволнами в присутствии мощного постоянного магнита, в результате чего ядра водорода и других атомов в тканях тела начинают "вибрировать", излучая или поглощая волны определенной частоты.

Лаборатория. Архивное фото
Российские ученые разработали новый материал для боевых машин-"невидимок"

Наблюдая за этими волнами, ученые могут вычислить положение таких атомов, температуру тканей и другие свойства исследуемого органа, в том числе и то, как микроволновое излучение влияет на работу клеток. Для работы МРТ-сканеров используются мощные магниты на базе сверхпроводников, что ограничивает сферу применения этого оборудования и делает его эксплуатацию достаточно дорогой.

Год назад Слобожанюк и его коллеги из Университета ИТМО и Лейденского университета (Нидерланды) смогли ускорить работу МРТ-сканера, создав особый метаматериал из кусочков меди, который делает картинку более контрастной. Это позволяет медикам создавать четкое изображение за меньшее число сканирований, увеличивать разрешение снимков и получать их за гораздо меньшее время.

Ученые имитировали искажение света гравитацией с помощью метаматериалаЛучи света, проходящие вблизи массивных объектов в космосе, например планет, звезд или галактик, изгибаются под действием силы притяжения. Поэтому изображение источника света, находящегося за таким объектом, для наблюдателя может выглядеть искаженным. Этот эффект называют гравитационным линзированием.

Гибкие пластинки из этого материала, как рассказывают ученые, нужно поместить рядом со сверхпроводящими магнитами МРТ-сканера в той точке, где будет находиться тело пациента во время обследования. Это снизит уровень помех и уменьшит размеры индивидуальных трехмерных пикселей на изображении, которое получает томограф.

Работу этих метаматериалов и сканеров ученые проверили на добровольце, согласившемся пройти несколько процедур сканирования мозга с применением и без применения материала. Эти опыты завершились успешно: ученым удалось получить четкие снимки мозга участника опытов и трехмерное изображение его лица, используя данные с томографа.

Экспериментальная установка в лаборатории ученыхМагнитная кротовая нора в сборе, схема работы
Физики впервые смогли создать магнитную "кротовую нору"Ученые из Каталонии заявили о создании первой в истории человечества магнитной "кротовой норы", соединяющей на магнитном уровне два удаленных друг от друга региона пространства.

Российские и зарубежные физики собираются продолжать исследования как в Лейдене, так и в Санкт-Петербурге. Они надеются превратить лабораторию прикладной радиофизики в Университете ИТМО в центр передовых разработок в этой сфере, закупить современное оборудование и привлечь молодых специалистов, чтобы создавать прототипы устройств и внедрять их в клиническую практику. Для этого сотрудники лаборатории прикладной радиофизики и Эндрю Вебб из Лейденского университета уже отправили заявку на грант РНФ.

Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала