বিচ্ছিন্ন করা চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং II: MRI-তে মেটামেটেরিয়ালস

একটা স্ক্রু ড্রাইভার আমার কানের পাশ দিয়ে শিস দিল। একটি জোরে রিং শব্দ সঙ্গে, তিনি cryostat শরীরের উপর হিমায়িত. নিজেকে অভিশাপ দিয়ে, আমি বিরতি নেওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। একটি স্টিল টুল ব্যবহার করে 1.5 টেসলার চৌম্বক ক্ষেত্রে বোল্ট খুলে ফেলা ভালো ধারণা নয়। ক্ষেত্রটি, একটি অদৃশ্য শত্রুর মতো, ক্রমাগত চেষ্টা করছে হাত থেকে যন্ত্রটি ছিনিয়ে নেওয়ার, এটিকে তার শক্তির রেখা বরাবর অভিমুখী করে এবং সুপারকন্ডাক্টর থেকে একটি বদ্ধ বৃত্তে চলমান ইলেকট্রনগুলির যতটা সম্ভব কাছে নির্দেশ করে। যাইহোক, আপনার যদি সত্যিই অনেক বছর আগে থেকে অ্যাসিডযুক্ত যৌগগুলিকে পরাস্ত করতে হয়, তবে খুব বেশি পছন্দ নেই। আমি কম্পিউটারে বসলাম এবং অভ্যাসগতভাবে নিউজ ফিডের মাধ্যমে স্ক্রোল করলাম। "রাশিয়ান বিজ্ঞানীরা এমআরআই 2 গুণ উন্নত করেছেন!" - সন্দেহজনক শিরোনাম পড়ুন।

প্রায় এক বছর আগে, আমরা চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং স্ক্যানারটি বিচ্ছিন্ন করা হয়েছে এবং তার কাজের সারমর্ম বুঝতে পেরেছিলেন। আমি দৃঢ়ভাবে সুপারিশ করছি যে আপনি এই নিবন্ধটি পড়ার আগে সেই উপাদানটির আপনার স্মৃতি রিফ্রেশ করুন।

ঐতিহাসিক সহ বিভিন্ন কারণে আজ রাশিয়ায় অতি বিরল উচ্চ-ক্ষেত্রের চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং স্ক্যানারগুলির মতো জটিল সরঞ্জামের উত্পাদন। যাইহোক, যদি আপনি একটি বড় শহরে থাকেন, আপনি সহজেই এই ধরনের পরিষেবা প্রদানকারী ক্লিনিকগুলি খুঁজে পেতে পারেন। একই সময়ে, এমআরআই স্ক্যানারগুলির বহরটি প্রায়শই ব্যবহৃত সরঞ্জাম দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, যা একবার মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউরোপ থেকে আমদানি করা হয় এবং যদি আপনাকে হঠাৎ এমআরআই সহ কোনও ক্লিনিকে যেতে হয়, তবে ডিভাইসটির সুন্দর চেহারা দেখে বোকা বানবেন না - এটা ভাল তার দ্বিতীয় দশক হতে পারে. ফলস্বরূপ, এই জাতীয় সরঞ্জামগুলি কখনও কখনও ভেঙে যায় এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য আমি সেই ব্যক্তিদের মধ্যে একজন ছিলাম যারা ভাঙ্গা টমোগ্রাফগুলিকে পরিষেবাতে ফিরিয়ে দিয়েছিল, যাতে রোগীরা ডায়াগনস্টিক চালিয়ে যেতে পারে এবং মালিকরা লাভ করতে পারে।

এক সূক্ষ্ম দিন পর্যন্ত, বিশাল চৌম্বক ক্ষেত্র সহ বিপজ্জনক বিনোদনের মধ্যে বিরতির সময়, আমি নিউজ ফিডে একটি আকর্ষণীয় শিলালিপি পেয়েছি: "রাশিয়ান বিজ্ঞানীরা ডাচ সহকর্মীদের সাথে উন্নত এমআরআই প্রযুক্তি মেটাম্যাটেরিয়াল ব্যবহার করে।" বলা বাহুল্য, রাশিয়া যে সরঞ্জামগুলির উপর গবেষণা চালাচ্ছে, যেটির উত্পাদন কখনও আয়ত্ত করা হয়নি, তা আমার কাছে খুব, খুব বিতর্কিত বলে মনে হয়েছিল। আমি সিদ্ধান্ত নিয়েছি যে এটি অনুদানের আরেকটি রাউন্ড ছিল, যা "ন্যানো প্রযুক্তি" এর মতো অবোধ্য বৈজ্ঞানিক গুঞ্জন দিয়ে মিশ্রিত করা হয়েছে যা সবাই ইতিমধ্যেই বিরক্ত ছিল। এমআরআই এবং মেটাম্যাটেরিয়াল নিয়ে গার্হস্থ্য বিজ্ঞানীদের কাজের বিষয়ে তথ্যের অনুসন্ধান আমাকে একটি সাধারণ পরীক্ষার বর্ণনা সম্বলিত একটি নিবন্ধে নিয়ে যায় যা আমি সহজেই পুনরাবৃত্তি করতে পারি, যেহেতু এমআরআই মেশিন সর্বদা হাতে থাকে।

থেকে ছবি প্রবন্ধ, তথাকথিত "মেটামেটেরিয়াল" ব্যবহার করে এমআরআই সংকেত বাড়ানোর জন্য নিবেদিত। একটি সাধারণ ক্লিনিকাল 1.5 - তাপীয় যন্ত্রে, রোগীর পরিবর্তে, মেটামেটেরিয়াল লোড করা হয়, জলের বেসিনের আকারে, যার ভিতরে একটি নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের সমান্তরাল তারগুলি অবস্থিত। তারের উপর অধ্যয়নের বস্তুটি রয়েছে - একটি মাছ (অজীব)। ডানদিকের ছবিগুলি হল মাছের এমআরআই ছবি, হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের সংকেতের তীব্রতা নির্দেশ করে একটি রঙিন মানচিত্র উপরে। এটা দেখা যায় যে মাছ যখন তারের উপর শুয়ে থাকে, তখন তাদের ছাড়া সিগন্যাল অনেক ভালো হয়। উভয় ক্ষেত্রেই স্ক্যান করার সময় একই, যা প্রমাণ করে যে স্ক্যানিং দক্ষতা বৃদ্ধি পেয়েছে। নিবন্ধটি সাবধানে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে
সূত্র

টমোগ্রাফের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে তারের দৈর্ঘ্য গণনা করতে, যা আমি ব্যবহার করেছি। আমি 3D মুদ্রিত প্লাস্টিক ফাস্টেনার দিয়ে সজ্জিত একটি কিউভেট এবং তামার তারের অ্যারে থেকে আমার মেটামেটেরিয়াল তৈরি করেছি:

আমার প্রথম মেটামেটেরিয়াল। উৎপাদনের পরপরই এটিকে 1 টেসলা টমোগ্রাফে রাখা হয়। কমলা স্ক্যান করা বস্তু হিসাবে কাজ করে।

যাইহোক, প্রতিশ্রুত সংকেত বর্ধনের পরিবর্তে, আমি একগুচ্ছ নিদর্শন পেয়েছি যা চিত্রটিকে সম্পূর্ণরূপে নষ্ট করে দিয়েছে! আমার ক্ষোভের সীমা ছিল না! বিষয়টি শেষ করার পরে, আমি নিবন্ধের লেখকদের কাছে একটি চিঠি লিখেছিলাম, যার অর্থ "কী ...?" প্রশ্নে হ্রাস করা যেতে পারে।

লেখক মোটামুটি দ্রুত আমার প্রতিক্রিয়া. তারা বেশ প্রভাবিত হয়েছিল যে কেউ তাদের পরীক্ষার প্রতিলিপি করার চেষ্টা করছে। প্রথমে তারা "Fabry-Perot অনুরণন", "অভ্যন্তরীণ মোড" এবং ভলিউমের সমস্ত ধরণের রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষেত্রগুলি ব্যবহার করে মেটাম্যাটেরিয়ালগুলি আসলে কীভাবে কাজ করে তা আমাকে ব্যাখ্যা করার জন্য দীর্ঘ সময় ধরে চেষ্টা করেছিল। তারপরে, স্পষ্টতই বুঝতে পেরে যে তারা কী নিয়ে কথা বলছে তা আমি বুঝতে পারিনি, তারা আমাকে তাদের দেখার জন্য আমন্ত্রণ জানানোর সিদ্ধান্ত নিয়েছে যাতে আমি তাদের উন্নয়নগুলি সরাসরি দেখতে পারি এবং নিশ্চিত করতে পারি যে এটি এখনও কাজ করে। আমি আমার ব্যাকপ্যাকে আমার প্রিয় সোল্ডারিং লোহা ফেলে দিয়েছিলাম এবং সেন্ট পিটার্সবার্গে গিয়েছিলাম, ন্যাশনাল রিসার্চ ইউনিভার্সিটি অফ ইনফরমেশন টেকনোলজিস, মেকানিক্স এবং অপটিক্সে (যেমন এটি পরিণত হয়েছে, সেখানে শুধুমাত্র প্রোগ্রামাররা প্রশিক্ষিত নয়)।


সাইটে আমাকে উষ্ণভাবে স্বাগত জানানো হয়েছিল, এবং হঠাৎ, তারা আমাকে একটি চাকরির প্রস্তাব দেয়, কারণ তারা তারের সাথে আমার খাদে মুগ্ধ হয়েছিল এবং তাদের নতুন তৈরি করার জন্য একজন ব্যক্তির প্রয়োজন ছিল। বিনিময়ে, তারা আমার আগ্রহের সমস্ত কিছু বিশদভাবে ব্যাখ্যা করার এবং রেডিওফিজিক্স এবং এমআরআই-তে একটি প্রশিক্ষণ কোর্স নেওয়ার প্রতিশ্রুতি দিয়েছিল, যা একটি সৌভাগ্যের কাকতালীয়ভাবে ঠিক সেই বছরই শুরু হয়েছিল। আমার জ্ঞানের তৃষ্ণা জিতেছে, এবং তারপরে, সারা বছর ধরে, আমি অধ্যয়ন করেছি, প্রকল্প করেছি এবং কাজ করেছি, ধীরে ধীরে চৌম্বকীয় অনুরণনের ইতিহাস এবং সেইসাথে এই অঞ্চলে আধুনিক বিজ্ঞানের অবস্থা সম্পর্কে আরও বেশি নতুন জিনিস শিখছি, যা আমি করব। এখানে শেয়ার করুন।

এমআরআই-এর প্রস্তাবিত উন্নতির পদ্ধতি, এবং উল্লিখিত বৈজ্ঞানিক নিবন্ধগুলিতে অধ্যয়ন করা হয়েছে, তথাকথিত "মেটামেটেরিয়ালস" এর উপর ভিত্তি করে। অন্যান্য অনেক আবিষ্কারের মতো মেটাম্যাটেরিয়ালগুলি তাত্ত্বিক গবেষণার ভিত্তিতে প্রাপ্ত অপ্রত্যাশিত সমাধানগুলির জন্য তাদের উপস্থিতির জন্য ঋণী। সোভিয়েত বিজ্ঞানী, ভিক্টর ভেসেলাগো, 1967 সালে, একটি তাত্ত্বিক মডেলের উপর কাজ করে, একটি নেতিবাচক প্রতিসরণ সূচক সহ পদার্থের অস্তিত্বের পরামর্শ দেন। আপনি ইতিমধ্যেই বুঝতে পেরেছেন, আমরা অপটিক্স সম্পর্কে কথা বলছি, এবং এই সহগটির মান, মোটামুটিভাবে বলতে গেলে, বিভিন্ন মাধ্যমের মধ্যে সীমানা দিয়ে যাওয়ার সময় আলো কতটা তার দিক পরিবর্তন করবে, উদাহরণস্বরূপ বায়ু এবং জল। আপনি সহজেই নিজের জন্য যাচাই করতে পারেন যে এটি সত্যিই ঘটে:

আলোর প্রতিসরণ প্রদর্শনের জন্য একটি লেজার পয়েন্টার এবং একটি অ্যাকোয়ারিয়াম ব্যবহার করে একটি সাধারণ পরীক্ষা।

একটি মজার তথ্য যা এই ধরনের একটি পরীক্ষা থেকে শেখা যায় তা হল যে রশ্মিটি সেই দিক থেকে প্রতিসৃত হতে পারে না যেখান থেকে এটি ইন্টারফেসের উপর পড়েছে, পরীক্ষাকারী যতই চেষ্টা করুক না কেন। এই পরীক্ষাটি সমস্ত প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া পদার্থের সাথে করা হয়েছিল, কিন্তু মরীচিটি একগুঁয়েভাবে শুধুমাত্র একটি দিকে প্রতিসৃত হয়েছিল। গাণিতিকভাবে, এর অর্থ হল প্রতিসরণ সূচক, সেইসাথে এর উপাদান পরিমাণ, অস্তরক এবং চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা, ইতিবাচক, এবং এটি অন্যথায় কখনও দেখা যায়নি। অন্তত যতক্ষণ না ভি. ভেসেলাগো এই সমস্যাটি অধ্যয়ন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে এবং দেখিয়েছে যে তাত্ত্বিকভাবে প্রতিসরাঙ্ক সূচক নেতিবাচক হতে পারে না এমন একটি কারণ নেই।

উইকি থেকে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক সূচক মিডিয়ার মধ্যে পার্থক্য দেখানো ছবি। যেমনটি আমরা দেখি, আলো আমাদের দৈনন্দিন অভিজ্ঞতার তুলনায় সম্পূর্ণ অপ্রাকৃতিক আচরণ করে।

ভি. ভেসেলাগো একটি নেতিবাচক প্রতিসরণ সূচক সহ পদার্থের অস্তিত্বের প্রমাণ খুঁজে বের করার জন্য দীর্ঘ সময়ের জন্য চেষ্টা করেছিলেন, কিন্তু অনুসন্ধানটি ব্যর্থ হয়েছিল এবং তার কাজটি অযাচিতভাবে ভুলে গিয়েছিল। এটি শুধুমাত্র পরবর্তী শতাব্দীর শুরুতে ছিল যে যৌগিক কাঠামো কৃত্রিমভাবে তৈরি করা হয়েছিল যা বর্ণিত বৈশিষ্ট্যগুলি উপলব্ধি করেছিল, তবে অপটিক্যালে নয়, তবে নিম্ন মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে। যা ছিল একটি টার্নিং পয়েন্ট, যেহেতু এই ধরনের উপকরণের অস্তিত্বের সম্ভাবনাই নতুন সম্ভাবনা উন্মুক্ত করেছিল। যেমন- সৃষ্টি সুপারলেন্স, আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়েও ছোট বস্তুকে ম্যাগনিফাই করতে সক্ষম। বা - পরম ছদ্মবেশ অদৃশ্যতা আবরণ, সব সামরিক কর্মীদের স্বপ্ন. নতুন তথ্য বিবেচনায় নিতে তত্ত্বে বড় ধরনের সংশোধনী আনা হয়েছে। সাফল্যের চাবিকাঠি ছিল অনুরণিত উপাদানগুলির অর্ডারকৃত কাঠামোর ব্যবহার - মেটাটম, যার আকার তারা যে বিকিরণের সাথে যোগাযোগ করে তার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে অনেক ছোট। মেটা-পরমাণুর একটি আদেশকৃত কাঠামো একটি কৃত্রিম যৌগ যাকে মেটামেটেরিয়াল বলা হয়।

আজও মেটামেটেরিয়ালের ব্যবহারিক প্রয়োগ প্রযুক্তিগতভাবে জটিল, যেহেতু অনুরণিত কণার আকার অবশ্যই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে কম তুলনীয় হতে হবে। অপটিক্যাল পরিসরের জন্য (যেখানে তরঙ্গদৈর্ঘ্য ন্যানোমিটার), এই ধরনের প্রযুক্তি অগ্রগতির শীর্ষে রয়েছে। অতএব, এটা আশ্চর্যের কিছু নয় যে মেটাম্যাটেরিয়াল ধারণার প্রথম প্রতিনিধিরা রেডিও পরিসর থেকে অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের জন্য তৈরি করা হয়েছিল (যার দৈর্ঘ্য মিমি থেকে মি পর্যন্ত বেশি পরিচিত)। প্রধান বৈশিষ্ট্য এবং একই সময়ে যে কোনও মেটামেটেরিয়ালের অসুবিধা হল এর উপাদান উপাদানগুলির অনুরণিত প্রকৃতির পরিণতি। মেটামেটেরিয়াল শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে তার অলৌকিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে পারে।
সীমিত ফ্রিকোয়েন্সি।অতএব, উদাহরণস্বরূপ, পরের বার আপনি যখন মেটাম্যাটেরিয়ালের উপর ভিত্তি করে একটি সুপার-সাউন্ড জ্যামারের মতো কিছু দেখতে পান, তখন জিজ্ঞাসা করুন যে এটি আসলে জ্যাম করে কি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ।

মেটাম্যাটেরিয়ালের সাধারণ উদাহরণ যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের সাথে মিথস্ক্রিয়াকে অনুমতি দেয়। কন্ডাক্টর স্ট্রাকচারগুলি ছোট অনুরণনকারী ছাড়া আর কিছুই নয়, কন্ডাক্টরের স্থানিক অবস্থান দ্বারা গঠিত এলসি সার্কিট।

মেটামেটেরিয়াল এবং তাদের প্রথম বাস্তবায়নের ধারণার উত্থানের পর থেকে কিছুটা সময় অতিবাহিত হয়েছে এবং লোকেরা এমআরআই-তে কীভাবে তাদের ব্যবহার করতে হয় তা বের করেছে। মেটাম্যাটেরিয়ালগুলির প্রধান অসুবিধা হল যে সংকীর্ণ অপারেটিং পরিসীমা এমআরআই-এর জন্য কোনও সমস্যা নয়, যেখানে সমস্ত প্রক্রিয়া প্রায় একই পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘটে, যা রেডিও পরিসরে থাকে। এখানে আপনি আপনার নিজের হাতে মেটা-পরমাণু তৈরি করতে পারেন এবং ছবিগুলিতে কী ঘটে তা অবিলম্বে দেখতে পারেন। গবেষকরা মেটাম্যাটেরিয়াল ব্যবহার করে এমআরআই-তে প্রয়োগ করা প্রথম বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল সুপারলেন্স এবং এন্ডোস্কোপ।

অক্ষরের নীচে বাম দিকে ক) একটি সুপারলেন্স দেখানো হয়েছে, মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলিতে অনুরণনকারীদের একটি ত্রিমাত্রিক অ্যারে নিয়ে গঠিত। প্রতিটি রেজোনেটর হল একটি সোল্ডারড ক্যাপাসিটর সহ একটি খোলা ধাতব রিং, যা এমআরআই ফ্রিকোয়েন্সি অনুসারে একটি এলসি সার্কিট তৈরি করে। নীচে একটি টমোগ্রাফি পদ্ধতির অধীনে রোগীর পায়ের মধ্যে এই মেটামেটেরিয়াল কাঠামো স্থাপনের একটি উদাহরণ এবং সেই অনুযায়ী, ফলাফল চিত্রগুলি। আপনি যদি এমআরআই সম্পর্কে আমার পূর্ববর্তী নিবন্ধটি পড়ার পরামর্শটি আগে অবজ্ঞা না করে থাকেন তবে আপনি ইতিমধ্যেই জানেন যে রোগীর শরীরের যে কোনও অংশের একটি চিত্র পাওয়ার জন্য, কাছাকাছি অবস্থিত একটি ব্যবহার করে দুর্বল, দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত পারমাণবিক সংকেত সংগ্রহ করা প্রয়োজন। অ্যান্টেনা - একটি কুণ্ডলী।

মেটামেটেরিয়াল সুপার লেন্স আপনাকে একটি স্ট্যান্ডার্ড কয়েলের কর্মের পরিসর বাড়াতে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, শুধুমাত্র একটির পরিবর্তে রোগীর উভয় পা একবারে কল্পনা করুন। খারাপ খবর হল যে সুপারলেন্সের অবস্থান একটি নির্দিষ্ট উপায়ে সেরা প্রভাবের জন্য বেছে নিতে হবে এবং সুপারলেন্স নিজেই তৈরি করা বেশ ব্যয়বহুল। আপনি যদি এখনও বুঝতে না পারেন কেন এই লেন্সটিকে সুপার-প্রিফিক্স বলা হয়, তাহলে ফটো থেকে এর আকার অনুমান করুন এবং তারপরে বুঝতে পারেন যে এটি প্রায় পাঁচ মিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে কাজ করে!

চিঠি খ) এন্ডোস্কোপের নকশা দেখায়। মূলত, একটি এমআরআই এন্ডোস্কোপ হল সমান্তরাল তারের একটি অ্যারে যা একটি ওয়েভগাইড হিসাবে কাজ করে। এটি আপনাকে স্থানিকভাবে সেই অঞ্চলটিকে আলাদা করতে দেয় যেখান থেকে কয়েলটি নিউক্লিয়াস থেকে সিগন্যাল গ্রহণ করে এবং কুণ্ডলীটি নিজেই যথেষ্ট দূরত্বে - এই বিন্দুতে যে গ্রহনকারী অ্যান্টেনা সম্পূর্ণভাবে টমোগ্রাফের ক্রায়োস্ট্যাটের বাইরে অবস্থিত হতে পারে, ধ্রুবক চৌম্বক থেকে অনেক দূরে। ক্ষেত্র ট্যাবের নীচের ছবিগুলি খ) একটি বিশেষ তরল-ভরা জাহাজের জন্য প্রাপ্ত ছবিগুলি দেখায় - একটি ফ্যান্টম৷ তাদের মধ্যে পার্থক্য হল যে "এন্ডোস্কোপ" লেবেলযুক্ত চিত্রগুলি প্রাপ্ত হয়েছিল যখন কয়েলটি ফ্যান্টম থেকে একটি শালীন দূরত্বে ছিল, যেখানে এন্ডোস্কোপ ছাড়া নিউক্লিয়াস থেকে সংকেতগুলি সনাক্ত করা সম্পূর্ণ অসম্ভব।

যদি আমরা এমআরআই-তে মেটাম্যাটেরিয়াল প্রয়োগের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি সম্পর্কে কথা বলি এবং এর ব্যবহারিক বাস্তবায়নের সবচেয়ে কাছাকাছি (যা আমি শেষ পর্যন্ত জড়িত হয়েছিলাম) তা হল বেতার কয়েল তৈরি করা। এটা পরিষ্কার করা উচিত যে আমরা এখানে ব্লুটুথ বা অন্যান্য বেতার ডেটা স্থানান্তর প্রযুক্তি সম্পর্কে কথা বলছি না। এই ক্ষেত্রে "ওয়্যারলেস" বলতে বোঝায় দুটি অনুরণিত কাঠামোর প্রবর্তক বা ক্যাপাসিটিভ কাপলিংয়ের উপস্থিতি - একটি ট্রান্সসিভার অ্যান্টেনা, পাশাপাশি একটি মেটামেটেরিয়াল। ধারণার মধ্যে এটি এই মত দেখায়:

বাম দিকে দেখানো হয়েছে কিভাবে একটি এমআরআই পদ্ধতি সাধারণত সঞ্চালিত হয়: রোগী একটি অভিন্ন স্থির চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি এলাকায় একটি ক্রায়োস্ট্যাটের ভিতরে থাকে। টোমোগ্রাফ টানেলে "পাখির খাঁচা" নামে একটি বড় অ্যান্টেনা বসানো হয়েছে। এই কনফিগারেশনের একটি অ্যান্টেনা আপনাকে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি চৌম্বক ক্ষেত্রের ভেক্টরকে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের অগ্রগতির ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে ঘোরাতে দেয় (ক্লিনিকাল মেশিনগুলির জন্য এটি সাধারণত 40 থেকে 120 মেগাহার্টজ হয় 1T থেকে 3T পর্যন্ত স্ট্যাটিক চৌম্বক ক্ষেত্রের মাত্রার উপর নির্ভর করে, যথাক্রমে), যার ফলে তারা শক্তি শোষণ করে এবং তারপর প্রতিক্রিয়া হিসাবে শক্তি নির্গত করে। কোর থেকে প্রতিক্রিয়া সংকেত খুবই দুর্বল এবং যখন এটি একটি বড় অ্যান্টেনার কন্ডাক্টরগুলিতে পৌঁছায়, এটি অনিবার্যভাবে বিবর্ণ হয়ে যাবে। এই কারণে, এমআরআই সংকেত গ্রহণের জন্য ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবধানযুক্ত স্থানীয় কয়েল ব্যবহার করে। কেন্দ্রের ছবিটি, উদাহরণস্বরূপ, একটি সাধারণ হাঁটু স্ক্যানিং পরিস্থিতি দেখায়। মেটাম্যাটেরিয়াল ব্যবহার করে, এমন একটি অনুরণন যন্ত্র তৈরি করা সম্ভব যা প্রবর্তকভাবে পাখির খাঁচায় যুক্ত হবে। রোগীর শরীরের পছন্দসই এলাকার কাছে এই জাতীয় জিনিস স্থাপন করা যথেষ্ট এবং সেখান থেকে সংকেত স্থানীয় কুণ্ডলীর চেয়ে খারাপ আর পাওয়া যাবে না! ধারণাটি সফলভাবে বাস্তবায়িত হলে, রোগীদের আর তারে জটলা করতে হবে না এবং এমআরআই ডায়াগনস্টিক পদ্ধতি আরও আরামদায়ক হয়ে উঠবে।

এটি ঠিক সেই ধরনের জিনিস যা আমি শুরুতে তৈরি করার চেষ্টা করেছি, জল দিয়ে তারগুলি পূরণ করে এবং একটি কমলা স্ক্যান করার চেষ্টা করে। এই নিবন্ধের প্রথম ছবি থেকে জলে নিমজ্জিত তারগুলি মেটা-পরমাণু ছাড়া আর কিছুই নয়, যার প্রতিটি অর্ধ-তরঙ্গ ডাইপোল প্রতিনিধিত্ব করে - সবচেয়ে বিখ্যাত অ্যান্টেনা ডিজাইনগুলির মধ্যে একটি, প্রতিটি রেডিও অপেশাদারের কাছে পরিচিত।
তারা পানিতে নিমজ্জিত হয় যাতে তারা এমআরআই-তে আগুন না ধরে (যদিও এই উদ্দেশ্যেও)), তবে জলের উচ্চ অস্তরক ধ্রুবকের কারণে, তাদের অনুরণিত দৈর্ঘ্য বর্গক্ষেত্রের সমান পরিমাণে কমাতে হবে। জলের অস্তরক ধ্রুবকের মূল।

এই চিপটি দীর্ঘকাল ধরে রেডিও রিসিভারগুলিতে ব্যবহৃত হয়েছে, ফেরাইটের একটি টুকরোতে ঘুরানো তারের - তথাকথিত। ফেরাইট অ্যান্টেনা। শুধুমাত্র ferrite একটি উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা আছে, এবং একটি ডাইলেকট্রিক নয়, যা, যাইহোক, একই ভাবে কাজ করে এবং সেই অনুযায়ী অ্যান্টেনার অনুরণিত মাত্রা হ্রাস করার অনুমতি দেয়। দুর্ভাগ্যবশত, আপনি একটি MRI তে ফেরাইট লাগাতে পারবেন না, কারণ... এটা চৌম্বক জল একটি সস্তা এবং অ্যাক্সেসযোগ্য বিকল্প।

এটা স্পষ্ট যে এই সমস্ত জিনিসগুলি গণনা করার জন্য, আপনাকে জটিল গাণিতিক মডেলগুলি তৈরি করতে হবে যা অনুরণিত উপাদান, পরিবেশগত পরামিতি এবং বিকিরণ উত্সগুলির মধ্যে সম্পর্ক বিবেচনা করে... অথবা আপনি অগ্রগতির ফল এবং সংখ্যাসূচক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সফ্টওয়্যারগুলির সুবিধা নিতে পারেন মডেলিং, যা এমনকি একটি স্কুলছাত্র সহজেই বুঝতে পারে (সবচেয়ে আকর্ষণীয় উদাহরণ - CST, HFSS)। সফ্টওয়্যারটি আপনাকে রেজোনেটর, অ্যান্টেনা, বৈদ্যুতিক সার্কিটের 3D মডেল তৈরি করতে, তাদের সাথে লোকেদের যুক্ত করতে দেয় - হ্যাঁ, আসলে, যে কোনও কিছু, একমাত্র প্রশ্ন হল আপনার কল্পনা এবং উপলব্ধ কম্পিউটিং শক্তি। নির্মিত মডেলগুলিকে গ্রিডে বিভক্ত করা হয়েছে, যার নোডগুলিতে সুপরিচিত ম্যাক্সওয়েল সমীকরণগুলি সমাধান করা হয়েছে।
এখানে, উদাহরণস্বরূপ, পূর্বে উল্লিখিত পাখির খাঁচা অ্যান্টেনার ভিতরে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি সিমুলেশন:

ক্ষেত্রটি কীভাবে ঘোরে তা অবিলম্বে পরিষ্কার হয়ে যায়। বাম দিকের পরিস্থিতি দেখানো হয় যখন অ্যান্টেনার ভিতরে জলের একটি বাক্স থাকে এবং ডানদিকে - যখন একই বাক্সটি অনুরণিত দৈর্ঘ্যের তারের তৈরি একটি অনুরণনে থাকে। আপনি দেখতে পারেন কিভাবে চৌম্বক ক্ষেত্র উল্লেখযোগ্যভাবে তারের দ্বারা উন্নত করা হয়. CST আয়ত্ত করার পরে এবং সেখানে আমার ডিজাইন অপ্টিমাইজ করার পরে, আমি আবার একটি মেটামেটেরিয়াল তৈরি করেছি, যা আসলে একটি স্ট্যান্ডার্ড ক্লিনিকাল 1.5T এমআরআই টমোগ্রাফে সিগন্যালকে প্রসারিত করা সম্ভব করেছে। এটি এখনও একটি বাক্স ছিল (যদিও আরও সুন্দর, প্লেক্সিগ্লাস দিয়ে তৈরি), জল এবং তারের অ্যারে দিয়ে ভরা। এই সময়, কাঠামোটি অনুরণিত অবস্থার পরিপ্রেক্ষিতে অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল, যথা: তারের দৈর্ঘ্য নির্বাচন, তাদের অবস্থান এবং জলের পরিমাণ। টমেটোর সাথে যা ঘটেছিল তা এখানে:

টমেটোর প্রথম স্ক্যানটি একটি বড় অ্যান্টেনা দিয়ে সঞ্চালিত হয়েছিল। ফলাফল সবে দৃশ্যমান রূপরেখা সঙ্গে শুধু গোলমাল ছিল. দ্বিতীয়বার আমি একটি তাজা বেকড অনুরণন কাঠামোর উপর ফল স্থাপন করেছি। আমি রঙিন মানচিত্র বা এর মতো কিছু তৈরি করিনি, যেহেতু প্রভাবটি স্পষ্ট। এইভাবে, আমার নিজের অভিজ্ঞতা থেকে, যদিও আমি অনেক সময় ব্যয় করেছি, আমি প্রমাণ করেছি যে ধারণাটি কাজ করে।

আপনি যা ভাবছেন তা পরিষ্কার - কমলা, টমেটো - সবই ভুল, মানুষের পরীক্ষা কোথায়?
তারা সত্যিই ছিল অনুষ্ঠিত:

এমআরআই করানো একজন স্বেচ্ছাসেবকের হাত একই বাক্সে রয়েছে। বাক্সের প্রকৃত জল, যেহেতু এতে হাইড্রোজেন রয়েছে, তাও স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান। রেজোনেটরের উপর পড়ে থাকা কব্জির অংশে সংকেতটি প্রশস্ত করা হয়, যখন শরীরের অন্যান্য অংশগুলি খারাপভাবে দৃশ্যমান হয়। এটা স্পষ্ট যে একই প্রভাব, এবং সম্ভবত আরও ভাল, স্ট্যান্ডার্ড ক্লিনিকাল কয়েল ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে। কিন্তু আপনি যে এই ধরনের জিনিসগুলিকে স্থানিকভাবে জল এবং তারগুলিকে একত্রিত করে, সঠিক উপায়ে একত্রিত করার মাধ্যমে করতে পারেন তা আশ্চর্যজনক। আরও আশ্চর্যজনকভাবে, আলোর প্রতিসরণের মতো আপাতদৃষ্টিতে সম্পর্কহীন ঘটনাগুলির অধ্যয়নের মাধ্যমে এই সম্পর্কে জ্ঞান অর্জন করা যেতে পারে।

যারা এখনো ক্লান্ত হননি তাদের জন্যএই মুহূর্তে, জলের বাক্সের নকশা ইতিমধ্যে উন্নত করা হয়েছে। এখন এটি একটি ফ্ল্যাট মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড যা আপনাকে আপনার কাছাকাছি একটি বাহ্যিক বড় অ্যান্টেনার চৌম্বক ক্ষেত্র স্থানীয়করণ করতে দেয়। তদুপরি, এর কাজের ক্ষেত্রটি আগের নকশার চেয়ে বড়:

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের বাহ্যিক উত্স দ্বারা উত্তেজিত হলে রঙিন ফিতাগুলি কাঠামোর উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি নির্দেশ করে। সমতল কাঠামোটি একটি সাধারণ ট্রান্সমিশন লাইন যা রেডিও ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে পরিচিত, তবে এটি এমআরআই-এর জন্য একটি মেটামেটেরিয়াল হিসাবেও বিবেচিত হতে পারে। এই "ওয়্যারলেস কয়েল" ইতিমধ্যে স্ক্যান করা বস্তুর একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় উত্পন্ন ক্ষেত্রের অভিন্নতার পরিপ্রেক্ষিতে স্ট্যান্ডার্ড কয়েলের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে:

অ্যানিমেশনটি এমআরআই-তে জলের বাক্সের ভিতরে সিগন্যালের একটি স্তর-দ্বার-স্তর রঙের মানচিত্র দেখায়। রঙ হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস থেকে সংকেতের তীব্রতা নির্দেশ করে। উপরের বাম কোণে, একটি স্ট্যান্ডার্ড ব্যাক স্ক্যানিং কয়েলের একটি অংশ একটি রিসিভার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। নীচের বাম কোণে যখন বাক্সটি একটি প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের আকারে একটি অনুরণনে স্থাপন করা হয়। নীচে ডানদিকে - টমোগ্রাফ টানেলে নির্মিত একটি বড় অ্যান্টেনা দ্বারা সংকেতটি গৃহীত হয়। আমি আয়তক্ষেত্র দ্বারা বর্ণিত এলাকায় সংকেত অভিন্নতা তুলনা. কিছু উচ্চতায়, মেটামেটেরিয়াল সিগন্যালের অভিন্নতার দিক থেকে কয়েলের চেয়ে ভালো কাজ করে। ক্লিনিকাল উদ্দেশ্যে, এটি একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ অর্জন নাও হতে পারে, কিন্তু যখন বৈজ্ঞানিক এমআরআই ইনস্টলেশনের কথা আসে যেখানে ইঁদুর স্ক্যান করা হয়, তখন এটি সংকেত বৃদ্ধি এবং উত্তেজনাপূর্ণ রেডিও পালসের প্রয়োজনীয় শক্তি হ্রাস পেতে সহায়তা করতে পারে।

নিবন্ধের শুরুতে "2 গুণ উন্নত" সম্পর্কে - অবশ্যই, এটি বিজ্ঞানীদের প্রতি সাংবাদিকদের অপ্রত্যাশিত ভালবাসার আরেকটি ফল, তবে, এটি বলাও ভুল যে এটি খালি গবেষণা, যা আগ্রহ দ্বারা সমর্থিত বিশ্বজুড়ে বৈজ্ঞানিক দলগুলিতে এই বিষয়টি। আশ্চর্যজনকভাবে, এখানে রাশিয়াতেও কাজ করা হচ্ছে, যদিও আমার সম্পূর্ণ ব্যক্তিগত অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে, এটি একটি বিরল ব্যতিক্রম। এমআরআই-তে মেটামেটেরিয়াল ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত অনেক অমীমাংসিত সমস্যা এখনও রয়েছে। একটি ভাল ছবি পাওয়ার জন্য চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে স্থানীয়করণের পাশাপাশি, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি সম্পর্কে ভুলবেন না যা টিস্যু গরম করে, সেইসাথে পরীক্ষা করা রোগীদের টিস্যু দ্বারা রেডিওফ্রিকোয়েন্সি ক্ষেত্রের শক্তি শোষণ করে। এই জিনিসগুলির জন্য, ক্লিনিকাল ব্যবহারে, একটি বিশেষ নিয়ন্ত্রণ থাকতে হবে, যা ক্ষেত্র-স্থানীয় অনুরণনকারী ব্যবহার করার সময় আরও জটিল হয়ে ওঠে। আপাতত, এমআরআই-এর মেটাম্যাটেরিয়ালগুলি বৈজ্ঞানিক গবেষণার সুযোগের মধ্যেই থাকে, তবে প্রাপ্ত ফলাফলগুলি ইতিমধ্যেই খুব আকর্ষণীয় এবং সম্ভবত ভবিষ্যতে, তাদের জন্য ধন্যবাদ, এমআরআই পদ্ধতি আরও দ্রুত এবং নিরাপদ হয়ে উঠবে।

উত্স: www.habr.com