Gar manai ausij nosvilpa skrÅ«vgriezis. Ar skaļu zvana skaÅu viÅa sastinga uz kriostata korpusa. LamÄjoties pie sevis, nolÄmu ieturÄt pauzi. SkrÅ«vju atskrÅ«vÄÅ”ana 1.5 teslas magnÄtiskajÄ laukÄ, izmantojot tÄrauda instrumentu, nav laba ideja. Lauks kÄ neredzams ienaidnieks nemitÄ«gi cenÅ”as izraut instrumentu no rokÄm, orientÄt to pa spÄka lÄ«nijÄm un virzÄ«t pÄc iespÄjas tuvÄk elektroniem, kas no supravadÄ«tÄja skrien slÄgtÄ lokÄ. TomÄr, ja jums patieÅ”Äm ir jÄpÄrvar pirms daudziem gadiem paskÄbinÄtie savienojumi, izvÄles nav daudz. Es apsÄdos pie datora un parasti ritinÄju ziÅu plÅ«smu. "Krievu zinÄtnieki ir uzlabojuÅ”i MRI 2 reizes!" - izlasi aizdomÄ«go virsrakstu.
ApmÄram pirms gada mÄs un saprata sava darba bÅ«tÄ«bu. Pirms Ŕī raksta lasÄ«Å”anas es ļoti iesaku jums atsvaidzinÄt atmiÅu par Å”o materiÄlu.
DažÄdu iemeslu dÄļ, tostarp vÄsturisku, mÅ«sdienu KrievijÄ tÄdu sarežģītu iekÄrtu kÄ augsta lauka magnÄtiskÄs rezonanses skeneru ražoÅ”ana. TomÄr, ja dzÄ«vojat lielÄkÄ pilsÄtÄ, varat viegli atrast klÄ«nikas, kas sniedz Å”Äda veida pakalpojumus. TajÄ paÅ”Ä laikÄ magnÄtiskÄs rezonanses skeneru parku nereti pÄrstÄv lietota tehnika, kas savulaik ievesta no ASV un Eiropas, un, ja pÄkÅ”Åi nÄkas apmeklÄt klÄ«niku ar MRI, neļaujiet sevi apmÄnÄ«t ar aparÄta skaisto izskatu - tas varÄtu bÅ«t otrajÄ desmitgadÄ. LÄ«dz ar to Å”Ädas iekÄrtas dažkÄrt salÅ«st, un es ilgu laiku biju viens no tiem, kas salauztos tomogrÄfus atdeva servisÄ, lai pacientiem turpinÄtu veikt diagnostiku, bet Ä«paÅ”nieki gÅ«tu peļÅu.
LÄ«dz kÄdÄ jaukÄ dienÄ, pÄrtraukumÄ starp bÄ«stamÄm izklaidÄm ar milzÄ«giem magnÄtiskajiem laukiem, ziÅu plÅ«smÄ uzgÄju interesantu uzrakstu: āKrievu zinÄtnieki kopÄ ar holandieÅ”u kolÄÄ£iem. izmantojot metamateriÄlus." Lieki piebilst, ka pats fakts, ka Krievija veic pÄtÄ«jumus par iekÄrtÄm, kuru ražoÅ”ana nekad nav apgÅ«ta, man Ŕķita ļoti, ļoti strÄ«dÄ«gs. Es nolÄmu, ka Ŕī ir tikai kÄrtÄjÄ grantu kÄrta, kas atŔķaidÄ«ta ar nesaprotamiem zinÄtniskiem vÄrdiem, piemÄram, "nanotehnoloÄ£ija", kas visiem jau ir apnikusi. MeklÄjot informÄciju par vietÄjo zinÄtnieku darbu ar MRI un metamateriÄliem, es nonÄku pie raksta, kurÄ bija aprakstÄ«ts vienkÄrÅ”s eksperiments, kuru es varÄtu viegli atkÄrtot, jo MRI iekÄrta vienmÄr ir pie rokas.
AttÄls no , kas paredzÄts MRI signÄla uzlaboÅ”anai, izmantojot tÄ saukto āmetamateriÄluā. TipiskÄ klÄ«niskÄ 1.5 - termiskÄ aparÄtÄ pacienta vietÄ tiek ielÄdÄts metamateriÄls Å«dens baseina veidÄ, kura iekÅ”pusÄ atrodas noteikta garuma paralÄli vadi. Uz vadiem guļ izpÄtes objekts - zivs (nedzÄ«va). LabajÄ pusÄ esoÅ”ie attÄli ir zivju MRI attÄli ar uzklÄtu krÄsu karti, kas norÄda Å«deÅraža kodolu signÄla intensitÄti. Redzams, ka zivim guļot uz vadiem signÄls ir daudz labÄks nekÄ bez tiem. SkenÄÅ”anas laiks abos gadÄ«jumos ir vienÄds, kas pierÄda, ka skenÄÅ”anas efektivitÄte ir palielinÄta. Raksts arÄ« rÅ«pÄ«gi iekļauts
formula
lai aprÄÄ·inÄtu vadu garumu atkarÄ«bÄ no tomogrÄfa darbÄ«bas frekvences, kuru izmantoju. Es izgatavoju savu metamateriÄlu no kivetes un vara stiepļu masÄ«va, kas aprÄ«kota ar 3D drukÄtiem plastmasas stiprinÄjumiem:
Mans pirmais metamateriÄls. TÅ«lÄ«t pÄc ražoÅ”anas tas tika ievietots 1 Tesla tomogrÄfÄ. ApelsÄ«ns darbojÄs kÄ skenÄjamais objekts.
TomÄr solÄ«tÄ signÄla uzlaboÅ”anas vietÄ saÅÄmu kaudzi artefaktu, kas pilnÄ«bÄ sabojÄja attÄlu! Manam saÅ”utumam nebija robežu! PÄc tÄmas pabeigÅ”anas raksta autoriem uzrakstÄ«ju vÄstuli, kuras nozÄ«mi var reducÄt lÄ«dz jautÄjumam āKas ...?ā
Autori man atbildÄja diezgan Ätri. ViÅi bija diezgan pÄrsteigti, ka kÄds mÄÄ£inÄja atkÄrtot viÅu eksperimentus. SÄkumÄ viÅi ilgi mÄÄ£inÄja man izskaidrot, kÄ patiesÄ«bÄ darbojas metamateriÄli, izmantojot terminus āFabri-Perot rezonansesā, āiekÅ”Äjie režīmiā un visÄdus radiofrekvenÄu laukus sÄjumÄ. Tad, acÄ«mredzot, saprotot, ka es nemaz nesaprotu, par ko viÅi runÄ, viÅi nolÄma uzaicinÄt mani ciemos, lai es varÄtu paskatÄ«ties uz viÅu attÄ«stÄ«bu dzÄ«vajÄ un pÄrliecinÄties, ka tas joprojÄm darbojas. Iemetu mugursomÄ savu iecienÄ«to lodÄmuru un devos uz SanktpÄterburgu, NacionÄlo InformÄcijas tehnoloÄ£iju, mehÄnikas un optikas pÄtniecÄ«bas universitÄti (kÄ izrÄdÄ«jÄs, tur negatavo tikai programmÄtÄjus).
Uz vietas mani laipni sagaidÄ«ja, un pÄkÅ”Åi viÅi man piedÄvÄja darbu, jo viÅus iespaidoja mans grÄvis ar vadiem un vajadzÄja cilvÄku, kas izveido jaunus. PretÄ« solÄ«ja sÄ«ki izskaidrot visu, kas mani interesÄ, un iziet radiofizikas un MRI apmÄcÄ«bas kursu, kas laimÄ«gas sakritÄ«bas dÄļ sÄkÄs tieÅ”i tajÄ gadÄ. ZinÄÅ”anu slÄpes uzvarÄja, un tad visa gada garumÄ es mÄcÄ«jos, veidoju projektus un strÄdÄju, pamazÄm uzzinot arvien jaunas lietas par magnÄtiskÄs rezonanses vÄsturi, kÄ arÄ« mÅ«sdienu zinÄtnes stÄvokli Å”ajÄ jomÄ, ko es arÄ« darÄ«Å”u. dalÄ«ties Å”eit.
MinÄtajos zinÄtniskajos rakstos pÄtÄ«tÄ piedÄvÄtÄ MRI uzlaboÅ”anas metode ir balstÄ«ta uz tÄ sauktajiem āmetamateriÄliemā. MetamateriÄli, tÄpat kÄ daudzi citi atklÄjumi, ir parÄdÄ savu izskatu negaidÄ«tiem risinÄjumiem, kas iegÅ«ti, pamatojoties uz teorÄtisko pÄtÄ«jumu. Padomju zinÄtnieks Viktors Veselago 1967. gadÄ, strÄdÄjot pie teorÄtiskÄ modeļa, ierosinÄja, ka pastÄv materiÄli ar negatÄ«vu refrakcijas koeficientu. KÄ jÅ«s jau saprotat, mÄs runÄjam par optiku, un Ŕī koeficienta vÄrtÄ«ba, rupji runÄjot, nozÄ«mÄ, cik daudz gaismas mainÄ«s virzienu, ŔķÄrsojot robežu starp dažÄdiem nesÄjiem, piemÄram, gaisu un Å«deni. JÅ«s varat viegli pÄrliecinÄties, vai tas tieÅ”Äm notiek:
VienkÄrÅ”s eksperiments, izmantojot lÄzera rÄdÄ«tÄju un akvÄriju, lai demonstrÄtu gaismas lauÅ”anu.
Interesants fakts, ko var uzzinÄt no Å”Äda eksperimenta, ir tas, ka staru kÅ«li nevar lauzt tajÄ paÅ”Ä virzienÄ, no kurienes tas nokrita uz saskarnes, neatkarÄ«gi no tÄ, kÄ eksperimentÄtÄjs cenÅ”as. Å is eksperiments tika veikts ar visÄm dabÄ sastopamajÄm vielÄm, bet stars tika spÄ«tÄ«gi lauzts tikai vienÄ virzienÄ. MatemÄtiski tas nozÄ«mÄ, ka refrakcijas koeficients, kÄ arÄ« to veidojoÅ”ie daudzumi, dielektriskÄ un magnÄtiskÄ caurlaidÄ«ba, ir pozitÄ«vi, un tas nekad nav novÄrots citÄdi. Vismaz lÄ«dz brÄ«dim, kad V. Veselago nolÄma izpÄtÄ«t Å”o jautÄjumu un parÄdÄ«ja, ka teorÄtiski nav viena iemesla, kÄpÄc refrakcijas indekss nevarÄtu bÅ«t negatÄ«vs.
AttÄls no Wiki, kurÄ parÄdÄ«ta atŔķirÄ«ba starp pozitÄ«vÄ un negatÄ«vÄ indeksa mediju. KÄ redzam, gaisma uzvedas pilnÄ«gi nedabiski, salÄ«dzinot ar mÅ«su ikdienas pieredzi.
V. Veselago ilgi mÄÄ£inÄja atrast pierÄdÄ«jumus par materiÄlu esamÄ«bu ar negatÄ«vu lauÅ”anas koeficientu, taÄu meklÄÅ”ana bija nesekmÄ«ga, un viÅa darbs tika nepelnÄ«ti aizmirsts. Tikai nÄkamÄ gadsimta sÄkumÄ tika mÄkslÄ«gi radÄ«tas kompozÄ«tmateriÄlu struktÅ«ras, kas realizÄja aprakstÄ«tÄs Ä«paŔības, bet ne optiskajÄ, bet gan zemÄkajÄ mikroviļÅu frekvenÄu diapazonÄ. Tas bija pagrieziena punkts, jo pati Å”Ädu materiÄlu pastÄvÄÅ”anas iespÄja pavÄra jaunas perspektÄ«vas. PiemÄram - radÄ«Å”ana , kas spÄj palielinÄt objektus, kas ir mazÄki par gaismas viļÅa garumu. Vai arÄ« - absolÅ«ti maskÄÅ”anÄs neredzamÄ«bas pÄrklÄji, visu militÄrpersonu sapnis. TeorijÄ tika veikti bÅ«tiski grozÄ«jumi, lai Åemtu vÄrÄ jaunos datus. PanÄkumu atslÄga bija rezonÄjoÅ”o elementu sakÄrtotu struktÅ«ru izmantoÅ”ana - metaatomi, kuru izmÄrs ir daudz mazÄks par starojuma viļÅa garumu, ar kuru tie mijiedarbojas. SakÄrtota metaatomu struktÅ«ra ir mÄkslÄ«gs kompozÄ«ts, ko sauc par metamateriÄlu.
MetamateriÄlu praktiskÄ realizÄcija arÄ« mÅ«sdienÄs ir tehnoloÄ£iski sarežģīta, jo rezonÄjoÅ”o daļiÅu izmÄram jÄbÅ«t salÄ«dzinÄmam ar mazÄku par elektromagnÄtiskÄ starojuma viļÅa garumu. OptiskajÄ diapazonÄ (kur viļÅa garums ir nanometri) Å”Ädas tehnoloÄ£ijas ir progresa priekÅ”galÄ. TÄpÄc nav pÄrsteidzoÅ”i, ka pirmie metamateriÄlu koncepcijas pÄrstÄvji tika radÄ«ti salÄ«dzinoÅ”i garÄkiem elektromagnÄtiskajiem viļÅiem no radio diapazona (kuriem ir pazÄ«stamÄks garums no mm lÄ«dz m). Jebkura metamateriÄla galvenÄ iezÄ«me un tajÄ paÅ”Ä laikÄ trÅ«kums ir to veidojoÅ”o elementu rezonanses rakstura sekas. MetamateriÄls var izrÄdÄ«t savas brÄ«numainÄs Ä«paŔības tikai noteiktÄs frekvencÄs.
Ierobežotas frekvences.TÄpÄc, piemÄram, nÄkamreiz, kad redzat kaut ko lÄ«dzÄ«gu superskaÅas traucÄtÄjam, kura pamatÄ ir metamateriÄli, jautÄjiet, kurÄ frekvenÄu diapazonÄ tas faktiski traucÄ.
Tipiski metamateriÄlu piemÄri, kas ļauj mijiedarboties ar elektromagnÄtiskajiem viļÅiem. VadÄ«tÄju struktÅ«ras ir nekas cits kÄ mazi rezonatori, LC Ä·Ädes, ko veido vadÄ«tÄju telpiskais novietojums.
Ir pagÄjis neliels laiks kopÅ” metamateriÄlu koncepcijas parÄdÄ«Å”anÄs un to pirmÄs ievieÅ”anas, un cilvÄki izdomÄja, kÄ tos izmantot MRI. Galvenais metamateriÄlu trÅ«kums ir tas, ka Å”aurais darbÄ«bas diapazons nav problÄma MRI, kur visi procesi notiek gandrÄ«z vienÄ kodolmagnÄtiskÄs rezonanses frekvencÄ, kas atrodas radio diapazonÄ. Å eit jÅ«s varat izveidot meta-atomus ar savÄm rokÄm un uzreiz redzÄt, kas notiek attÄlos. Viena no pirmajÄm iezÄ«mÄm, ko pÄtnieki ieviesa MRI, izmantojot metamateriÄlus, bija superlÄcas un endoskopi.
KreisajÄ pusÄ zem burta a) ir parÄdÄ«ts superobjektÄ«vs, kas sastÄv no trÄ«sdimensiju rezonatoru masÄ«va uz iespiedshÄmas plates. Katrs rezonators ir atvÄrts metÄla gredzens ar pielodÄtu kondensatoru, kas veido LC Ä·Ädi, kas noregulÄta uz MRI frekvenci. TÄlÄk ir sniegts piemÄrs Ŕīs metamateriÄla struktÅ«ras novietoÅ”anai starp pacienta kÄjÄm, kam tiek veikta tomogrÄfijas procedÅ«ra, un attiecÄ«gi iegÅ«tie attÄli. Ja iepriekÅ” neesi noraidÄ«jis ieteikumu izlasÄ«t manu iepriekÅ”Äjo rakstu par MRI, tad jau zini, ka, lai iegÅ«tu jebkuras pacienta Ä·ermeÅa daļas attÄlu, ir nepiecieÅ”ams savÄkt vÄjus, strauji dilstoÅ”us kodola signÄlus, izmantojot cieÅ”i novietotu antena - spole.
MetamateriÄla superlÄca ļauj palielinÄt standarta spoles darbÄ«bas diapazonu. PiemÄram, vizualizÄjiet abas pacienta kÄjas, nevis tikai vienu. SliktÄ ziÅa ir tÄ, ka superlÄcas pozÄ«cija ir jÄizvÄlas noteiktÄ veidÄ, lai panÄktu labÄko efektu, turklÄt paÅ”as superlÄcas izgatavoÅ”ana ir diezgan dÄrga. Ja joprojÄm nesaprotat, kÄpÄc Å”o objektÄ«vu sauc par superprefiksu, novÄrtÄjiet tÄ izmÄru no fotoattÄla un pÄc tam saprotiet, ka tas darbojas ar aptuveni piecu metru viļÅa garumu!
Burts b) parÄda endoskopa dizainu. BÅ«tÄ«bÄ MRI endoskops ir paralÄlu vadu kopums, kas darbojas kÄ viļÅvads. Tas ļauj ievÄrojamÄ attÄlumÄ telpiski atdalÄ«t reÄ£ionu, no kura spole saÅem signÄlu no kodoliem un paÅ”u spoli - lÄ«dz tÄdam lÄ«menim, ka uztveroÅ”Ä antena var atrasties pilnÄ«gi Ärpus tomogrÄfa kriostata, tÄlu no konstanta magnÄtiskÄ. lauks. Cilnes b) apakÅ”Äjos attÄlos redzami attÄli, kas iegÅ«ti Ä«paÅ”am ar Ŕķidrumu pildÄ«tam traukam - fantomam. AtŔķirÄ«ba starp tiem ir tÄda, ka attÄli ar apzÄ«mÄjumu "endoskops" tika iegÅ«ti, kad spole atradÄs pienÄcÄ«gÄ attÄlumÄ no fantoma, kur bez endoskopa signÄlus no kodoliem bÅ«tu pilnÄ«gi neiespÄjami noteikt.
Ja mÄs runÄjam par vienu no daudzsoloÅ”ÄkajÄm metamateriÄlu pielietoÅ”anas jomÄm MRI, un vistuvÄk tÄs praktiskajai Ä«stenoÅ”anai (kurÄ es galu galÄ iesaistÄ«jos) ir bezvadu spoļu izveide. Ir vÄrts precizÄt, ka Å”eit nav runa par Bluetooth vai citu bezvadu datu pÄrraides tehnoloÄ£iju. āBezvaduā Å”ajÄ gadÄ«jumÄ nozÄ«mÄ divu rezonanÅ”u struktÅ«ru - raiduztvÄrÄja antenas, kÄ arÄ« metamateriÄla - induktÄ«vÄs vai kapacitatÄ«vÄs savienojuma klÄtbÅ«tni. KoncepcijÄ tas izskatÄs Å”Ädi:
KreisajÄ pusÄ ir parÄdÄ«ts, kÄ parasti notiek MRI procedÅ«ra: pacients guļ kriostatÄ vienmÄrÄ«ga statiskÄ magnÄtiskÄ lauka zonÄ. TomogrÄfa tunelÄ« ir uzstÄdÄ«ta liela antena, ko sauc par āputnu bÅ«riā. Å Ädas konfigurÄcijas antena ļauj pagriezt radiofrekvences magnÄtiskÄ lauka vektoru ar Å«deÅraža kodolu precesijas frekvenci (klÄ«niskajÄm iekÄrtÄm tas parasti ir no 40 lÄ«dz 120 MHz atkarÄ«bÄ no statiskÄ magnÄtiskÄ lauka lieluma no 1T lÄ«dz 3T, attiecÄ«gi), liekot tiem absorbÄt enerÄ£iju un pÄc tam izstarot enerÄ£iju, reaÄ£Äjot uz . Atbildes signÄls no serdeÅiem ir ļoti vÄjÅ”, un, sasniedzot lielas antenas vadÄ«tÄjus, tas neizbÄgami izbalÄs. Å Ä« iemesla dÄļ MRI signÄlu uztverÅ”anai izmanto cieÅ”i izvietotas lokÄlÄs spoles. PiemÄram, attÄls centrÄ parÄda tipisku ceļa skenÄÅ”anas situÄciju. Izmantojot metamateriÄlus, ir iespÄjams izgatavot rezonatoru, kas tiks induktÄ«vi savienots ar putnu bÅ«ri. Pietiek novietot Å”Ädu lietu pie vÄlamÄs pacienta Ä·ermeÅa zonas, un signÄls no turienes tiks uztverts ne sliktÄk kÄ ar vietÄjo spoli! Ja koncepcija tiks veiksmÄ«gi Ä«stenota, pacientiem vairs nebÅ«s jÄpinÄs vados, un MRI diagnostikas procedÅ«ra kļūs ÄrtÄka.
TieÅ”i Å”Ädu es mÄÄ£inÄju izveidot sÄkumÄ, piepildot vadus ar Å«deni un mÄÄ£inot noskenÄt apelsÄ«nu. Vadi, kas iegremdÄti Å«denÄ« no paÅ”a pirmÄ Å”Ä« raksta attÄla, ir nekas vairÄk kÄ metaatomi, no kuriem katrs attÄlo pusviļÅu dipolu - vienu no slavenÄkajiem antenu dizainiem, ko pazÄ«st katrs radioamatieris.
Tie tiek iegremdÄti Å«denÄ« nevis tÄpÄc, lai tie neaizdegtos MRI (lai gan arÄ« Å”im nolÅ«kam), bet gan tÄpÄc, lai Å«dens augstÄs dielektriskÄs konstantes dÄļ samazinÄtu to rezonanses garumu tieÅ”i par kvadrÄtu. Å«dens dielektriskÄs konstantes sakne.
Å o mikroshÄmu jau sen izmanto radio uztvÄrÄjos, uztinot vadu uz ferÄ«ta gabala ā tÄ saukto. ferÄ«ta antena. Tikai ferÄ«tam ir augsta magnÄtiskÄ caurlaidÄ«ba, nevis dielektriskÄ, kas tomÄr darbojas tÄpat un ļauj attiecÄ«gi samazinÄt antenas rezonanses izmÄrus. DiemžÄl jÅ«s nevarat ievietot ferÄ«tu MRI, jo... tas ir magnÄtisks. ÅŖdens ir lÄta un pieejama alternatÄ«va.
Ir skaidrs, ka, lai aprÄÄ·inÄtu visas Ŕīs lietas, jums ir jÄveido sarežģīti matemÄtiski modeļi, kas Åem vÄrÄ attiecÄ«bas starp rezonanses elementiem, vides parametriem un starojuma avotiem... vai arÄ« varat izmantot progresa augļus un programmatÅ«ru skaitliskajai elektromagnÄtiskai modelÄÅ”ana, ko pat skolÄns var viegli saprast (spilgtÄkie piemÄri - CST, HFSS). ProgrammatÅ«ra ļauj izveidot rezonatoru, antenu, elektrisko Ä·Äžu 3D modeļus, pievienot tiem cilvÄkus ā jÄ, patiesÄ«bÄ jebko, jautÄjums ir tikai jÅ«su iztÄle un pieejamÄ skaitļoÅ”anas jauda. KonstruÄtie modeļi ir sadalÄ«ti režģos, kuru mezglos tiek atrisinÄti labi zinÄmie Maksvela vienÄdojumi.
Å eit, piemÄram, ir radiofrekvences magnÄtiskÄ lauka simulÄcija iepriekÅ” minÄtÄs putnu bÅ«ra antenas iekÅ”pusÄ:
Uzreiz kļūst pilnÄ«gi skaidrs, kÄ lauks griežas. SituÄcija kreisajÄ pusÄ ir parÄdÄ«ta, kad antenas iekÅ”pusÄ ir Å«dens kaste, bet labajÄ pusÄ - kad tÄ pati kaste atrodas uz rezonatora, kas izgatavots no rezonanses garuma vadiem. JÅ«s varat redzÄt, kÄ vadi ievÄrojami uzlabo magnÄtisko lauku. PÄc CST apguves un sava dizaina optimizÄÅ”anas es vÄlreiz izveidoju metamateriÄlu, kas faktiski ļÄva pastiprinÄt signÄlu standarta klÄ«niskajÄ 1.5T MRI tomogrÄfÄ. TÄ joprojÄm bija kaste (lai gan skaistÄka, izgatavota no organiskÄ stikla), piepildÄ«ta ar Å«deni un virkni vadu. Å oreiz struktÅ«ra tika optimizÄta rezonanses apstÄkļu ziÅÄ, proti: vadu garuma izvÄle, to novietojums un Å«dens daudzums. LÅ«k, kas notika ar tomÄtu:
PirmÄ tomÄta skenÄÅ”ana tika veikta ar lielu antenu. RezultÄts bija tikai troksnis ar tikko pamanÄmÄm kontÅ«rÄm. Otro reizi augļus novietoju uz tikko ceptas rezonanses struktÅ«ras. Es netaisÄ«ju krÄsainas kartes vai ko tamlÄ«dzÄ«gu, jo efekts ir acÄ«mredzams. TÄdÄjÄdi no savas pieredzes, lai gan pavadÄ«ju daudz laika, es pierÄdÄ«ju, ka koncepcija darbojas.
Ir skaidrs, ko jÅ«s domÄjat - apelsÄ«ni, tomÄti - tas viss ir nepareizi, kur ir cilvÄku pÄrbaudÄ«jumi?
Tie tieÅ”Äm bija :
Uz tÄs paÅ”as kastes atrodas brÄ«vprÄtÄ«gÄ roka, kurai tiek veikta MRI. ArÄ« faktiskais Å«dens kastÄ, jo tajÄ ir Å«deÅradis, ir skaidri redzams. SignÄls tiek pastiprinÄts plaukstas zonÄ, kas atrodas uz rezonatora, savukÄrt visas pÄrÄjÄs Ä·ermeÅa daļas ir slikti redzamas. Ir skaidrs, ka tÄdu paÅ”u efektu un varbÅ«t pat labÄku var panÄkt, izmantojot standarta klÄ«niskÄs spoles. Bet pats fakts, ka Å”Ädas lietas var izdarÄ«t, vienkÄrÅ”i telpiski apvienojot Å«deni un vadus, tos pareizi apvienojot, ir pÄrsteidzoÅ”s. VÄl pÄrsteidzoÅ”Äk ir tas, ka zinÄÅ”anas par to var iegÅ«t, pÄtot Ŕķietami nesaistÄ«tas parÄdÄ«bas, piemÄram, gaismas lauÅ”anu.
Tiem, kas vÄl nav noguruÅ”iÅ obrÄ«d Å«dens kastes dizains jau ir uzlabots. Tagad tÄ ir tikai plakana iespiedshÄmas plate, kas ļauj lokalizÄt ÄrÄjas lielas antenas magnÄtisko lauku netÄlu no jums. TurklÄt tÄ darba zona ir lielÄka nekÄ iepriekÅ”ÄjÄ dizainÄ:
KrÄsainÄs lentes norÄda magnÄtiskÄ lauka stiprumu virs struktÅ«ras, kad to ierosina ÄrÄjs elektromagnÄtisko viļÅu avots. PlakanÄ struktÅ«ra ir tipiska radiotehnikÄ zinÄma pÄrraides lÄ«nija, taÄu to var uzskatÄ«t arÄ« par MRI metamateriÄlu. Å Ä« ābezvadu spoleā jau var konkurÄt ar standarta spolÄm Ä£enerÄtÄ lauka viendabÄ«guma ziÅÄ noteiktÄ dziļumÄ skenÄtajÄ objektÄ:
AnimÄcija parÄda signÄla krÄsu karti slÄni pa slÄÅiem Å«dens kastÄ MRI. KrÄsa norÄda signÄlu intensitÄti no Å«deÅraža kodoliem. AugÅ”ÄjÄ kreisajÄ stÅ«rÄ« kÄ uztvÄrÄjs tiek izmantots standarta aizmugurÄjÄs skenÄÅ”anas spoles segments. ApakÅ”Äjais kreisais stÅ«ris ir tad, kad kaste ir novietota uz rezonatora iespiedshÄmas plates formÄ. ApakÅ”Ä pa labi - signÄlu uztver liela antena, kas iebÅ«vÄta tomogrÄfa tunelÄ«. Es salÄ«dzinÄju signÄla vienmÄrÄ«gumu apgabalÄ, ko iezÄ«mÄ taisnstÅ«ris. ZinÄmÄ augstumÄ metamateriÄls signÄla vienmÄrÄ«bas ziÅÄ darbojas labÄk nekÄ spole. KlÄ«niskajos nolÅ«kos tas var nebÅ«t ļoti svarÄ«gs sasniegums, taÄu, runÄjot par zinÄtniskÄm MRI iekÄrtÄm, kurÄs tiek skenÄtas žurkas, tas var palÄ«dzÄt panÄkt signÄla palielinÄÅ”anos un aizraujoÅ”o radio impulsu nepiecieÅ”amÄs jaudas samazinÄÅ”anos.
Par āuzlabots par 2 reizÄmā raksta sÄkumÄ - protams, tas ir kÄrtÄjais žurnÄlistu nelaimÄ«gÄs mÄ«lestÄ«bas pret zinÄtniekiem auglis, tomÄr ir arÄ« aplami teikt, ka tas ir tukÅ”s pÄtÄ«jums, ko atbalsta interese par Å”o tÄmu zinÄtniskajÄs grupÄs visÄ pasaulÄ. PÄrsteidzoÅ”i, ka darbs tiek veikts arÄ« tepat KrievijÄ, lai gan, balstoties uz manu tÄ«ri personÄ«go pieredzi, tas ir diezgan rets izÅÄmums. JoprojÄm ir daudz neatrisinÄtu problÄmu, kas saistÄ«tas ar metamateriÄlu izmantoÅ”anu MRI. Papildus magnÄtisko lauku lokalizÄcijai, lai iegÅ«tu labu attÄlu, neaizmirstiet par elektriskajiem laukiem, kas izraisa audu uzsilÅ”anu, kÄ arÄ« radiofrekvences lauka enerÄ£ijas absorbciju izmeklÄjamo pacientu audos. Å Ä«m lietÄm klÄ«niskajÄ lietoÅ”anÄ ir jÄbÅ«t speciÄlai vadÄ«bai, kas kļūst daudz sarežģītÄka, izmantojot lauka lokalizÄcijas rezonatorus. PagaidÄm magnÄtiskÄs rezonanses metamateriÄli paliek zinÄtnisko pÄtÄ«jumu ietvaros, taÄu iegÅ«tie rezultÄti jau Å”obrÄ«d ir ļoti interesanti un, iespÄjams, nÄkotnÄ, pateicoties tiem, MRI procedÅ«ra mainÄ«sies uz labo pusi, kļūstot ÄtrÄka un droÅ”Äka.
Avots: www.habr.com