Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI

Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Vertitor mihi aurem sibilavit praeteritum. Magno tinnitu adligat in corpore cryostat. Mihi maledictum, continuum ducere decrevi. Seras unscrewing in campo magnetico 1.5 Tesla instrumentum ferreum utens utilem non est. Ager, tanquam hostis invisibilis, instrumentum e manibus rapere jugiter conatur, eum per lineas virium disponere ac quam proxime ad electrons in circulo a superconductore clauso currentes dirigere. Attamen, si vere opus est compositiones acidificatas ex multis abhinc annis superare, non est multa electio. Sedi ad computatorium et per nuntium cibarium plerumque scrolled. "docti Russici MRI per 2 times emendaverunt!" β€” suspectum legitur headline.

Circiter anno ante disassembled resonantia magnetica imaginatio scanner et intellexit sui operis essentiam. Magnopere tibi commendo ut memoriam tuam illius materiae priusquam hoc articulum legas reficias.

Propter varias causas, etiam historicas, hodie in Russia Vix productio tam complexi instrumenti quam summus campus resonantia magneticae imaginationis scannariorum. Attamen, si in urbe maiore vivis, facile nullas reperire potes quae hoc genus servitii praebeant. Eodem tempore, classis MRI scannarii saepe instrumento adhibito, olim ex USA et Europa importato, repraesentata est, et si subito inhaero cum MRI visendum est, ne specie pulchri machinae decipiaris. ut bene sit in secunda decade. Quam ob rem talis apparatus interdum frangitur et diu eram unus ex iis qui tomographiam fractis in servitutem redierunt, ut aegroti diagnostica subire possent, et domini lucrum facere possent.

Usque ad unum diem splendidum, per intermissum inter periculosas epulas cum enormibus campis magneticis, incidi per interesting inscriptionem in nuntiorum feed: "docti Russici una cum collegis Batavicis. melius MRI technology per metateriales ". Necesse est dicere, hoc ipsum quod investigatio de instrumento Russiae agit, cuius productio numquam dominata est, mihi valde controversiae videbatur. Statuimus hoc modo aliam donationum rotunditatem esse, buzzis scientificis incomprehensibilibus dilutum, sicut "nanotechnologia" quam omnes iam saturi erant. Percontatio informationis de argumento operis phisicorum domesticorum cum MRI et metametriis me duxit ad articulum continentem experimenti simplicis quem facile repetere potui, cum machina MRI semper praesto esset.
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Picture from vasa, dicatum MRI amplificandi signo utendi sic dicto "metamaterial". In orci typico 1.5 - Apparatus Thermal, loco patientis, metamateriali oneratur, in modum pelvis aquae, cuius intus fila parallela certae longitudinis locantur. In filis est obiectum studiorum - piscis (non-vivus). Picturae in dextro sunt imagines MRI piscium, cum tabula colorata superimposita indicans signum intensionis nuclei hydrogenii. Ex his constare potest, cum pisces in filis iacent, signum multo melius quam sine illis. ENARRATIO tempus idem est in utroque casu, quod ostendit cernendi efficientiam meliorem. Articulus etiam diligenter includitur
formulaeDisassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI

longitudinem filorum computare secundum frequentiam tomographi operantis, quo usus sum. Ego feci metamatariam meam ex cuvetta et ordinata filis aeneis instructa 3D impressis fixoribus plasticis;
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Meus primus metamaterial. Statim post productionem in 1 Tesla tomographum redactum est. Aurantium egit obiectum lustrandum.
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Attamen, loco promissi signi amplificationis, fasciculum artificiatorum accepi, quae imago omnino corrupta est! Indignatio mea non est notus modus! Finito argumento scripsi litteras ad Auctores Articuli, cuius significatio reduci potest ad quaestionem Quid...?

Auctores mihi satis cito responderunt. Valde impressi sunt aliquem eorum experimenta replicare conanti. Primo diu conati sunt mihi exponere quomodo metateriales actu operantur, adhibitis vocibus "Fabry-Perot resonantiae", "modis intrinsecis", et omnes generis frequentiae radiophonicae camporum in volumine. Tunc, ut videntur animadvertentes me omnino non intellegere quid loquerentur, me ad eos visitandum invitare decreverunt ut eorum explicationes inspicere possem vivere et efficere ut adhuc operaretur. Meam ventus ferrum solidans in saccum meum proieci et St. Petersburg perrexit, ad University National Research Information Technologies, Mechanica et Optica (ut evenit, non solum programmatores ibi exercitati sunt).
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI

In situs benigne exceptus sum, et subito mihi officium offerebant, fossa filis impressa et homini ad novas creandas indigebant. Vicissim, omnia quae mihi curae sunt singillatim exponere pollicentur atque in radiophysicis et MRI curriculum instituendum esse, quod faustum casu eo anno exacte incepit. Scientiae meae sitim partam, deinde toto anno studui, incepta et operata sum, paulatim magis magisque nova addiscere de historia resonantiae magneticae, necnon de statu scientiae modernae in hac provincia, quam ego. hinc communica.

Modus emendationis MRI propositae, et in memoratis articulis scientificis studuit, in sic dictis "metamterialibus" nititur. Metamateria, sicut multa alia inventa, speciem praebent solutionibus inopinatis ob investigationem theoricam consecutis. Sciens Soviet, Viktor Veselago, anno 1967, in theoretico exemplari laborans, materiae existentiam cum indice refractivo negativo suggessit. Sicut iam intellegis, de opticis loquimur, et valor ipsius coefficientis, dure loquendo, significat quantum lumen mutabit directionem suam cum transeundo per terminum inter diversa media, puta aerem et aquam. Quod ita fit, facile per te cognoscere potes;
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Simplex experimentum utens laseris monstratorem et aquarium ad refractionem lucis demonstrandam.

Interest etiam, quod ex tali experimento cognosci potest, quod trabes in eandem partem refringi non potest unde incidit in medium, quantumvis difficile temptat experimentator. Hoc experimentum omnibus substantiis naturaliter occurrentibus factum est, sed trabs in unam tantum partem pertinaciter refringitur. Mathematice, hoc significat indicem refractivam, necnon quantitates eius constitutivas, dielectricam et magneticam permeabilitatem, positivam esse, nec aliter observatum est. Saltem donec V. Veselago hanc quaestionem investigare decreverit et theoretice nullam esse causam ostendit cur index refractivus negativus esse non possit.
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Picture e Wiki monstrans discrimen inter positivi et negativi instrumentorum communicationis socialis. Ut videmus, lux innaturaliter se habet ad cotidianam experientiam nostram comparatum.

V. Veselago diu probationes materiae exsistentiae cum indice refractivo negativo invenire conatus est, sed inquisitio incassum fuit et eius opus immerito oblitum fuit. Solum ineunte sequenti saeculo structuras compositas artificiose creatae sunt quae proprietates descriptas intellexerunt, sed non in optica, sed in inferioribus proin frequentia vagantibus. Quae erat metae, cum ipsa possibilitas exsistentiae talium materiarum novas exspectationes patefecit. Exempli gratia superlensut res magnificas etiam minores quam lucis adsumat. Vel - absolutum camouflage invisibilitatis velamina, somnium omnium militum. Maiores emendationes factae sunt ad theoriam rationem novarum notitiarum habendam. Clavis ad successum erat usus structurarum ordinatarum elementorum resonantium - metaatomium, quarum magnitudo multo minor est quam aequalitas radiorum cum quibus inter se occurrunt. Ordinata structura metatorum atomorum est compositum artificiale quod vocatur mema- teriale.

Exsequens metamaterialium hodieque technologice complexus est, quia magnitudo partium resonantium minus quam adaequationis radiorum electromagneticorum comparari debet. Nam range optica (ubi necem est nanometri), tales technologiae in fronte progressi sunt. Quare mirum non est primos conceptus metamateriales repraesentativos creatos esse propter undas electromagneticos longiores e radiophonicis (quae longitudinem ab mm ad m familiariorem habent). Praecipuum notae et simul incommodum cuiuslibet metametriae consequitur sonorae naturae elementorum suorum. Metamateriales proprietates miraculosas tantum in aliquibus frequentiis exhibere possunt.
Saepius frequentiis.Ergo, exempli gratia, sequenti tempore vides aliquid quasi jammerus super-sonum in metaterialibus fundatum, interroga quid frequentius in actu haeret.

Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Exempla typica metamaterialium quae commercium cum undis electromagneticis admittunt. Structurae conductoriae nihil aliud sunt quam resonatoriae parvae, LC circuitus a positione conductorum locali formatae.

Modicum tempus est ab euentu notionis metamaterialium et earum primarum exsecutionum, et homines informati sunt quomodo illis utendi in MRI. Praecipuum incommodum metamaterialium est quod angustus range operandi non est quaestio pro MRI, ubi omnes processus accidunt frequentia resonantiae magneticae in eadem fere nuclei, quae in radiophonico iacet. Hic meta-atomis propriis manibus creare potes et statim videre quid in picturis eveniat. Una e primis notis quae investigatores in MRI efficiunt utens metamateriales, superlenses et endoscopes erant.

Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
In latere sinistro sub littera a) superlens ostenditur, tribus dimensionibus ordinata resonantium in tabulis circuli impressis constans. Unusquisque resonator est anulus metallicus apertus cum capaci- tate solidata, LC ambitum in MRI frequentiam versans formans. Infra exemplum est ponere hanc structuram metametriam inter crura patientis processus tomographiae sustinentis et proinde imagines consequentes. Si consilium meum priorem articulum in MRI antea non despexisti, tunc iam scis quod ad imaginem alicuius corporis aegri obtinendam, necesse est debilem colligere, cito deficiens signa nuclei utens arcte locatum. antenna β€” anguis.

Metameterialis super lens sinit te crescere telorum actionis vexillum coil. Exempli causa, insitum utroque crure aegro ilico pro uno tantum. Malum nuntium est quod positio superlens eligenda est quodammodo ad optimum effectum, et ipsum superlens valde carum fabricare. Si adhuc non intellegis cur haec lens super-praefixa dicitur, magnitudinem eius a photo aestimas, et tunc intelleges eum circiter quinque metrorum esse necem!

Littera b) endoscopii consilium ostendit. Essentialiter, MRI endoscopus est ordo filorum parallelorum qui agit ut waveguide. Sinit te regionem a qua coilum signum a nucleis et ipsum spiram longius intervallum accipit, ut antenna recepta omnino extra cryostam tomographiam, longe ab constanti magnetica, collocari possit. agrum. Imagines inferiores tab b) imagines exhibentur peculiari vase liquido-relato - phantasma. Discrimen inter eos est quod imagines "endoscopes" intitulatae cum gyro procul a phantasmate honesto distant, ubi sine endoscopio significationibus e nuclei sine endoscopio signa nuclei deprehendere omnino non possunt.

Si loquimur de uno ex amplissimis locis applicationis metamaterialium in MRI, et proxima ad exsecutionem eius (quam tandem incidimus) est creatio orbiculorum wireless. Valet declarare nos de Bluetooth vel alias notas wireless technologias hic transferre non loquimur. Hoc in casu "wireless" praesentiam significat inductivum vel capacitivum duarum structurarum sonorum, quae antennae transceptivae ac metametriae. In conceptu sic spectat:

Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Sinistra demonstratur quomodo processus MRI plerumque evenit: aegrotus intus in cryostat iacet in campo campi magnetici stabilis uniformis. Antenna magna "avisca" dicta in cuniculo tomographo annectitur. Antennae huius configurationis permittit te vectorem radiophonici frequentiae campi magnetici gyrari cum praecessione frequentiae hydrogenii nuclei (hoc enim machinis clinicis plerumque est ab 40 ad 120 MHz secundum magnitudinem campi magni statici ab 1T ad 3T; respective) facit ut industria trahant et responsio ad industriam emittere. Responsum signum e nucleis valde debile est et tempore conductores magnae antennae attingit, necessario deficiet. Quam ob rem MRI arcte gyros locales ad signa recipienda utitur. Pictura in centro, exempli gratia, genuinum situm typicam ostendit intuens. Utens metametriis, potest resonatorem efficere qui inductive cum aviculae copulabitur. Prope desideratam corporis aegri locum satis est, signumque inde non peius recipietur quam cum gyro local! Si conceptus feliciter perficiatur, aegroti iam in filis implicitus non habebunt, et ratio diagnostica MRI commodior fiet.

Hoc prorsus genus est quod ab initio creare conatus sum, aqua fila implendo et aurantiaca lustrare conatus sum. Fila in aqua e pictura prima in hoc articulo immersa nihil aliud sunt quam meta-atomes, quarum singulae dimidiae undae dipole repraesentat β€” una e celeberrimis antennae consiliis, cuivis amateur radiophonicis nota.
In aqua immerguntur non ut ignem in MRI non capiant (quamvis ad hoc etiam)), sed ut ob constantem aquam dielectricam, longitudo resonantis ad quantitatem quadrato prorsus aequalem reducat. radix dielectricae aquae constans.
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Hoc chip in receptoribus radiophonicis diu adhibitum est, filum flexuosum in nummo ferrite - sic dicto. antennae ferrite. Solus ferritus altam permeabilitatem magneticam habet, et non dielectricam, quae tamen eodem modo operatur ac permittit dimensiones resonantes antennae minui. Infeliciter, ferrite in MRI non potes, quia... magneticus est. Aqua vilis et accessibilis alternatio.

Patet haec omnia computare, te oportet exempla mathematicorum complexorum aedificare, quae relationem inter resonantium elementorum, ambitum ambitum et fontes effluxentes considerant. modeling, quod etiam in scholis facile intellegi potest (exempla praeclarissima β€” CST, HFSS). Software permittit tibi ut 3D exempla resonatoriarum, antennarum, circuitus electricas creas, illis homines addas - immo aliquid, sola quaestio est cogitatio tua et potestas computandi praesto. Exemplaria constructa in grides dividuntur, ad quorum nodos notae Maxwell aequationes solvuntur.
Hic, exempli gratia, est simulatio frequentiae radiophonicae campi magnetici in medio antennae aviculae praedictae;

Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Statim satis liquet quomodo ager circumagatur. Situs a sinistris ostenditur cum arca aquae intra antennae et dextra est, cum eadem capsa est in resonatori filis longitudinis resonantis. Vides quomodo campus magneticus insigniter a filis augeatur. Postquam CST dominatus et consilium meum optimizing ibi, metamaterialem iterum feci, quae reapse effecit ut signum in signo clinico 1.5T MRI tomographo augeret. Arca adhuc erat (licet pulchrior, e plexiglass facta), aqua repleta et filis ornata. Hoc tempore, structura optimized est secundum condiciones resonantium, scilicet: delectu longitudinis filorum, positionis et aquae moles. Hic est quod factum est cum lycopersiciSusceptibility:
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Primum photographicum lycopersicii magna antennae fiebat. Eventus mox strepitus cum adumbrationibus vix conspicuis fuit. Fructus secundo resonantiae structuram recenter posui. Tabulas coloratas non feci, nec tale quid, cum effectus evidens sit. Unde ab experientia mea, etsi multum temporis expendi, conceptum opera probavi.

Liquidum est quid cogitas - oranges, tomatoes - omne malum, ubi sunt humana iudicia?
Vere erant tenuit:
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Manus voluntarii subiens MRI in eadem arca iacet. Ipsa aqua in arca, quia hydrogenium continet, etiam clare apparet. Augetur signum in area resonantis carpi iacentem, cum ceterae partes corporis male conspicuae sunt. Patet eundem effectum, fortasse etiam melius, fieri posse utens regulae clinicae orbibus. Sed hoc ipsum, quod talia facere potes simpliciter, aqua et filis iungendo, ea in via recta componendo, mirabile est. Etiam mirabilius, cognitio circa hoc acquiri potest per studium phaenomenorum quasi non finitorum, sicut lucis refractio.

Nam qui nondum fessi suntIn momento, consilium capsulae aquae iam emendatae sunt. Nunc solum tabulae ambitus planae impressae est quae te permittit ut campum magneticum externae magnae antennae prope te ponat. Operatio autem eius maior est quam superiori consilio;
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Vittae coloratae vim magneticam campi super structuram indicant, cum ab externo fonte electromagnetici fluctus excitantur. Plana structura linea transmissionis typica est notissima in radio machinali, sed etiam considerari potest ut metaterialis pro MRI. Hoc "fireless globum" iam cum gyris normae contendere potest secundum uniformitatem agri generati in quadam profunditate in re lustrata;
Disassembling Magnetic Resonance Imaging II: Metamaterials in MRI
Animatio mappam colori coloris iacuit ostendit intra pyxidem aquae in MRI. Color vehementiam significationum e hydrogenio nuclei indicat. In angulo sinistro superiore, segmentum coilum vexillum retro intuens receptaculum adhibetur. Inferior left angulus est cum arca resonantis in modum tabulae circuli impressi posita est. Fundum dextrum - signum recipitur a magna antennae in tomographo cuniculi constructo. Signum aequabilitas comparavi in ​​area rectangulo delineata. In aliqua altitudine, metamaterial meliorem efficit quam spiram secundum insignem uniformitatem. Ad proposita clinica hoc non potest esse maximi momenti, sed cum ad officinas scientificas MRI ubi mures perlustrantur, adiuvari potest ad augendum signum et decrementum in potentia requisita excitandi pulsus radiophonici.

Circa "melius 2 temporibus" in principio articuli - sane hic alius fructus est amore ephemerides scientiarum peribatorum, attamen etiam falsum est dicere hanc investigationem inanem esse, quae studio innititur. hoc thema in coetibus scientificis circum orbem terrarum. Mire, opus etiam hic in Russia exercetur, quamquam in experientia mea mere personali fundata est, haec potius rara exceptio. Multae adhuc quaestiones insolutae cum usu metametriarum in MRI coniunguntur. Praeter agros magneticos localis ad bonam picturam obtinendam, noli oblivisci de campis electricis qui ad texti calefactionem ducunt, necnon effusio energiae radiofrequentiae per fibras aegrorum examen subeuntium. Ad haec, in usu clinico, specialis temperantia debet esse, quae multo magis implicata fit, cum resonatores agri locales utentes. Nunc enim, metateriales pro MRI intra ambitum investigationis scientificae manent, sed consecuti eventus iam sunt valde iucundi et fortasse in posterum, per eos, MRI ratio in melius mutabitur, citius ac tutior fiet.

Source: www.habr.com