ඉස්කුරුප්පු නියනක් මගේ කනට විසිල් ගැහුවා. මහ හඬින් නාද වන හඬක් සමඟින් ඇය ක්‍රියෝස්ටැට් සිරුර මත මිදුණාය. මටම ශාප කරමින් මම විවේකයක් ගැනීමට තීරණය කළෙමි. වානේ මෙවලමක් භාවිතයෙන් ටෙස්ලා 1.5 චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක බෝල්ට් ගලවා ගැනීම හොඳ අදහසක් නොවේ. ක්ෂේත්රය, නොපෙනෙන සතුරෙකු මෙන්, උපකරණය දෑතින් උදුරා ගැනීමටත්, එහි බල රේඛා ඔස්සේ එය දිශානතියට පත් කිරීමටත්, සුපිරි සන්නායකයෙන් සංවෘත කවයක ධාවනය වන ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට හැකි තරම් සමීපව යොමු කිරීමටත් නිරන්තරයෙන් උත්සාහ කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඔබ වසර ගණනාවකට පෙර සිට ආම්ලික සංයෝග පරාජය කිරීමට අවශ්ය නම්, බොහෝ තේරීමක් නොමැත. මම පරිගණකයේ වාඩි වී පුරුද්දක් ලෙස ප්‍රවෘත්ති සංග්‍රහය හරහා අනුචලනය කළෙමි. "රුසියානු විද්යාඥයින් MRI 2 ගුණයකින් වැඩි දියුණු කර ඇත!" - සැක සහිත සිරස්තල කියවන්න.
මීට වසරකට පමණ පෙර, අපි සහ ඔහුගේ කාර්යයේ සාරය තේරුම් ගත්තේය. මෙම ලිපිය කියවීමට පෙර එම තොරතුරු පිළිබඳ ඔබේ මතකය අලුත් කරන ලෙස මම තරයේ නිර්දේශ කරමි.
අද රුසියාවේ ඓතිහාසික හේතු ඇතුළු විවිධ හේතු නිසා අධි-ක්ෂේත්ර චුම්භක අනුනාද රූප ස්කෑනර් වැනි සංකීර්ණ උපකරණ නිෂ්පාදනය කිරීම. කෙසේ වෙතත්, ඔබ ජීවත් වන්නේ විශාල නගරයක නම්, ඔබට මෙම ආකාරයේ සේවාවක් සපයන සායන පහසුවෙන් සොයාගත හැකිය. ඒ අතරම, MRI ස්කෑනර් යන්ත්‍ර සමූහය බොහෝ විට නියෝජනය කරනු ලබන්නේ භාවිතා කරන ලද උපකරණ, වරක් ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයෙන් සහ යුරෝපයෙන් ආනයනය කරන ලද අතර, ඔබට හදිසියේම MRI සමඟ සායනයකට යාමට සිදුවුවහොත්, උපාංගයේ අලංකාර පෙනුමෙන් රැවටෙන්න එපා - එය එහි දෙවන දශකයේ විය හැකිය. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, එවැනි උපකරණ සමහර විට බිඳ වැටෙන අතර, දිගු කලක් තිස්සේ මම කැඩුණු tomographs නැවත සේවයට ලබා දුන් අයගෙන් කෙනෙකි, එවිට රෝගීන්ට රෝග විනිශ්චය දිගටම කරගෙන යා හැකි අතර අයිතිකරුවන්ට ලාභයක් ලැබිය හැකිය.
එක් හොඳ දවසක් වන තුරු, දැවැන්ත චුම්භක ක්ෂේත්ර සහිත භයානක විනෝදාස්වාදයන් අතර විවේකයක් අතරතුර, ප්‍රවෘත්ති සංග්‍රහයේ සිත්ගන්නා සෙල්ලිපියක් මට හමු විය: “රුසියානු විද්‍යාඥයන් ලන්දේසි සගයන් සමඟ metamaterials භාවිතා කරමින්." කිසිදා ප්‍රගුණ කර නොමැති උපකරණ පිළිබඳ රුසියාව පර්යේෂණ සිදු කරන බව මට පැවසීම ඉතා මතභේදාත්මක බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි. මේ වන විටත් සියල්ලන්ටම එපා වී ඇති "නැනෝ තාක්ෂණය" වැනි නොතේරෙන විද්‍යාත්මක ඝෝෂාකාරී වචන වලින් තනුක කර ඇති තවත් ප්‍රදාන වටයක් පමණක් බව මම තීරණය කළෙමි. MRI සහ metamaterials සමඟ දේශීය විද්‍යාඥයින්ගේ කාර්යය පිළිබඳ මාතෘකාව පිළිබඳ තොරතුරු සෙවීම, MRI යන්ත්‍රය සෑම විටම අත ළඟ ඇති බැවින් මට පහසුවෙන් නැවත කළ හැකි සරල අත්හදා බැලීමක් පිළිබඳ විස්තරයක් අඩංගු ලිපියක් වෙත මා යොමු විය.
පින්තූරය , ඊනියා "metamaterial" භාවිතා කරමින් MRI සංඥාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා කැපවී ඇත. සාමාන්ය සායනික 1.5 - තාප උපකරණයක, රෝගියා වෙනුවට, ජල ද්‍රෝණියක ස්වරූපයෙන් මෙටා ද්රව්ය පටවනු ලැබේ, එහි ඇතුළත යම් දිගකින් යුත් සමාන්තර වයර් පිහිටා ඇත. වයර් මත අධ්‍යයනයේ වස්තුව පිහිටා ඇත - මාළු (අජීවී). දකුණු පස ඇති පින්තූර වන්නේ මත්ස්‍යයාගේ MRI රූප වන අතර, හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටිවල සංඥා තීව්‍රතාවය දැක්වෙන වර්ණ සිතියමක් අධිස්ථාපනය කර ඇත. මාළු කම්බි මත වැතිර සිටින විට, ඔවුන් නොමැතිව වඩා සංඥාව ඉතා හොඳ බව පෙනේ. අවස්ථා දෙකේදීම ස්කෑනිං කාලය සමාන වන අතර එමඟින් ස්කෑනිං කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු වී ඇති බව සනාථ වේ. ලිපිය ද ප්රවේශමෙන් ඇතුළත් කර ඇත
සූත්‍රය
මා භාවිතා කළ ටොමොග්‍රැෆියේ ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතය අනුව වයර්වල දිග ගණනය කිරීමට. මම ත්‍රිමාණ මුද්‍රිත ප්ලාස්ටික් ගාංචු වලින් සමන්විත කුවෙට් එකකින් සහ තඹ කම්බි මාලාවකින් මගේ මෙටා ද්රව්ය සෑදුවෙමි:
මගේ පළමු metamaterial. නිෂ්පාදනයෙන් පසු එය 1 ටෙස්ලා ටොමොග්‍රැෆ් එකකට දමා ඇත. තැඹිලි ස්කෑන් කළ යුතු වස්තුවක් ලෙස ක්රියා කළේය.
කෙසේ වෙතත්, පොරොන්දු වූ සංඥා වැඩිදියුණු කිරීම වෙනුවට, රූපය සම්පූර්ණයෙන්ම නරක් කරන ලද කෞතුක භාණ්ඩ සමූහයක් මට ලැබුණි! මගේ කෝපයට සීමාවක් තිබුණේ නැත! විෂය අවසන් කිරීමෙන් පසු, මම ලිපියේ කතුවරුන්ට ලිපියක් ලිව්වෙමි, එහි තේරුම “මොකක්ද ...?” යන ප්‍රශ්නයට අඩු කළ හැකිය.
කතුවරුන් මට ඉතා ඉක්මනින් ප්රතිචාර දැක්වූහ. යමෙකු ඔවුන්ගේ අත්හදා බැලීම් නැවත කිරීමට උත්සාහ කරන බව ඔවුන් බෙහෙවින් පැහැදුණා. මුලදී ඔවුන් "Fabry-Perot resonances", "intrinsic modes", සහ පරිමාවේ සියලු වර්ගවල රේඩියෝ සංඛ්යාත ක්ෂේත්ර භාවිතා කරමින් metamaterials ඇත්ත වශයෙන්ම ක්රියා කරන ආකාරය මට පැහැදිලි කිරීමට දිගු කාලයක් තිස්සේ උත්සාහ කළහ. ඉන්පසුව, පෙනෙන විදිහට, ඔවුන් කතා කරන්නේ කුමක් දැයි මට කිසිසේත් නොතේරෙන බව වටහා ගත් ඔවුන්, ඔවුන්ගේ වර්ධනයන් සජීවීව බැලීමට සහ එය තවමත් ක්රියාත්මක වන බවට වග බලා ගැනීමට හැකි වන පරිදි ඔවුන් බැලීමට මට ආරාධනා කිරීමට තීරණය කළහ. මම මගේ ප්‍රියතම පෑස්සුම් යකඩ මගේ බෑගයට විසි කර ශාන්ත පීටර්ස්බර්ග් වෙත, තොරතුරු තාක්ෂණ, යාන්ත්‍ර විද්යාව සහ දෘෂ්ටි විද්යාව පිළිබඳ ජාතික පර්යේෂණ විශ්ව විද්‍යාලයට ගියෙමි (එය සිදු වූ පරිදි, ක්‍රමලේඛකයින් පමණක් එහි පුහුණු කර නොමැත).
වෙබ් අඩවියේ මාව උණුසුම් ලෙස පිළිගත් අතර, හදිසියේම, ඔවුන් මට රැකියාවක් ලබා දුන්නේ, වයර් සමඟ මගේ වළ ගැන ඔවුන් පැහැදුණු නිසා සහ ඔවුන්ට නව ඒවා නිර්මාණය කිරීමට පුද්ගලයෙකු අවශ්ය වූ බැවිනි. ඒ වෙනුවට, ඔවුන් මට උනන්දුවක් දක්වන සෑම දෙයක්ම විස්තරාත්මකව පැහැදිලි කිරීමටත්, ගුවන්විදුලි භෞතික විද්යාව සහ MRI පිළිබඳ පුහුණු පාඨමාලාවක් හැදෑරීමටත් පොරොන්දු වූ අතර, එය වාසනාවන්ත අහම්බයකින් හරියටම එම වසරේ ආරම්භ විය. දැනුම සඳහා වූ මගේ පිපාසය ජයග්‍රහණය කළ අතර, පසුව, වසර පුරා, මම අධ්‍යයනය කළා, ව්‍යාපෘති කළා, වැඩ කළා, ක්‍රමයෙන් චුම්භක අනුනාදයේ ඉතිහාසය ගැනත්, මෙම ප්රදේශයේ නවීන විද්‍යාවේ තත්වය ගැනත් වැඩි වැඩියෙන් අලුත් දේවල් ඉගෙන ගත්තා. මෙතන බෙදාගන්න.
MRI හි යෝජිත වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්‍රමය සහ සඳහන් කරන ලද විද්‍යාත්මක ලිපිවල අධ්‍යයනය කර ඇත්තේ ඊනියා "මෙටාද්‍රව්‍ය" මත ය. වෙනත් බොහෝ සොයාගැනීම් මෙන්ම පාරද්‍රව්‍ය ද න්‍යායාත්මක පර්යේෂණවල පදනම මත ලබාගත් අනපේක්ෂිත විසඳුම්වලට ඔවුන්ගේ පෙනුම ණයගැතියි. 1967 දී සෝවියට් විද්යාඥ වික්ටර් වෙසෙලාගෝ, න්යායික ආකෘතියක් මත වැඩ කරමින්, සෘණ වර්තන දර්ශකයක් සහිත ද්රව්ය පවතින බව යෝජනා කළේය. ඔබ දැනටමත් තේරුම් ගෙන ඇති පරිදි, අපි දෘෂ්ය විද්යාව ගැන කතා කරන අතර, මෙම සංගුණකයේ අගය, දළ වශයෙන් කථා කිරීම, විවිධ මාධ්යයන් අතර මායිම හරහා ගමන් කරන විට ආලෝකය එහි දිශාව වෙනස් කරයි, උදාහරණයක් ලෙස වාතය සහ ජලය. මෙය සැබවින්ම සිදු වන බව ඔබට පහසුවෙන්ම තහවුරු කර ගත හැක:
ආලෝකයේ වර්තනය විදහා දැක්වීමට ලේසර් පොයින්ටරයක් සහ මින්මැදුරක් භාවිතා කරන සරල අත්හදා බැලීමක්.
එවැනි අත්හදා බැලීමකින් ඉගෙන ගත හැකි සිත්ගන්නා කරුණක් නම්, අත්හදා බැලීම් කරන්නා කොතරම් උත්සාහ කළත්, කදම්බය අතුරු මුහුණතට වැටුණු දිශාවටම වර්තනය කළ නොහැකි බවයි. මෙම අත්හදා බැලීම ස්වාභාවිකව ඇති සියලුම ද්රව්ය සමඟ සිදු කරන ලද නමුත් කදම්භය මුරණ්ඩු ලෙස වර්තනය වූයේ එක් දිශාවකට පමණි. ගණිතමය වශයෙන්, මෙයින් අදහස් කරන්නේ වර්තන දර්ශකය මෙන්ම එහි සංඝටක ප්‍රමාණ, පාර විද්යුත් සහ චුම්බක පාරගම්යතාව ධනාත්මක වන අතර එය වෙනත් ආකාරයකින් නිරීක්ෂණය කර නොමැති බවයි. අවම වශයෙන් V. Veselago මෙම ගැටළුව අධ්‍යයනය කිරීමට තීරණය කර ඇති අතර න්‍යායාත්මකව වර්තන දර්ශකය සෘණ විය නොහැකි වීමට තනි හේතුවක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරන තුරු.
ධනාත්මක සහ සෘණ දර්ශක මාධ්‍ය අතර වෙනස පෙන්වන Wiki වෙතින් පින්තූරය. අපට පෙනෙන පරිදි, අපගේ එදිනෙදා අත්දැකීම්වලට සාපේක්ෂව ආලෝකය සම්පූර්ණයෙන්ම අස්වාභාවික ලෙස හැසිරේ.
V. Veselago සෘණ වර්තන දර්ශකයක් සහිත ද්රව්යවල පැවැත්ම පිළිබඳ සාක්ෂි සොයා ගැනීමට දිගු කලක් උත්සාහ කළ නමුත්, සෙවීම අසාර්ථක වූ අතර, ඔහුගේ කාර්යය අනවශ්ය ලෙස අමතක විය. විස්තර කරන ලද ගුණාංග සාක්ෂාත් කර ගන්නා සංයුක්ත ව්යුහයන් කෘතිමව නිර්මාණය කරන ලද්දේ ඊළඟ ශතවර්ෂයේ ආරම්භයේදී පමණි, නමුත් දෘශ්‍යයේ නොව අඩු ක්ෂුද්‍ර තරංග සංඛ්යාත පරාසයේ. එවැනි ද්රව්යවල පැවැත්මේ හැකියාව නව අපේක්ෂාවන් විවර කළ බැවින් එය හැරවුම් ලක්ෂ්‍යයක් විය. උදාහරණයක් ලෙස - නිර්මාණය , ආලෝකයේ තරංග ආයාමයටත් වඩා කුඩා වස්තූන් විශාලනය කිරීමට හැකියාව ඇත. නැතහොත් - නිරපේක්ෂ සැඟවුණු නොපෙනෙන ආවරණ, සියලුම හමුදා නිලධාරීන්ගේ සිහිනය. නව දත්ත සැලකිල්ලට ගැනීම සඳහා න්යායට ප්රධාන සංශෝධන සිදු කරන ලදී. සාර්ථකත්වය සඳහා යතුර වූයේ අනුනාද මූලද්රව්යවල ඇණවුම් ව්යුහයන් භාවිතා කිරීමයි - මෙටාටෝම්, ඒවායේ ප්රමාණය ඒවා අන්තර්ක්‍රියා කරන විකිරණ තරංග ආයාමයට වඩා බෙහෙවින් කුඩා ය. මෙටා-පරමාණුවල ඇණවුම් ව්යුහයක් යනු මෙටමැටීරියල් ලෙස හඳුන්වන කෘතිම සංයුක්තයකි.
අනුනාදක අංශුවල ප්රමාණය විද්යුත් චුම්භක විකිරණ තරංග ආයාමයට වඩා අඩු අගයකට සැසඳිය යුතු බැවින් අද පවා පාරද්‍රව්‍ය ප්‍රායෝගිකව ක්රියාත්මක කිරීම තාක්‍ෂණිකව සංකීර්ණ වේ. දෘශ්‍ය පරාසය සඳහා (තරංග ආයාමය නැනෝමීටර වේ), එවැනි තාක්ෂණයන් ප්‍රගතියේ ඉදිරියෙන්ම සිටී. එබැවින්, metamaterials සංකල්පයේ පළමු නියෝජිතයන් ගුවන්විදුලි පරාසයේ සිට සාපේක්ෂව දිගු විද්යුත් චුම්භක තරංග සඳහා නිර්මාණය කර ඇති බව පුදුමයක් නොවේ (මි.මී. සිට m දක්වා වඩා හුරුපුරුදු දිගක් ඇත). ප්රධාන ලක්ෂණය සහ ඒ සමගම ඕනෑම metamaterial හි අවාසිය එහි සංඝටක මූලද්රව්යවල අනුනාද ස්වභාවයේ ප්රතිවිපාකයකි. Metamaterial හට එහි ආශ්චර්යමත් ගුණාංග ප්‍රදර්ශනය කළ හැක්කේ ඇතැම් සංඛ්‍යාතවලදී පමණි.
සීමිත සංඛ්යාත.එමනිසා, උදාහරණයක් ලෙස, මීළඟ වතාවේ ඔබ metamaterials මත පදනම් වූ සුපිරි ශබ්ද ජෑමරයක් වැනි දෙයක් දකින විට, එය ඇත්ත වශයෙන්ම හිර වන්නේ කුමන සංඛ්යාත පරාසයදැයි විමසන්න.
විද්යුත් චුම්භක තරංග සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමට ඉඩ සලසන පාරද්‍රව්‍ය පිළිබඳ සාමාන්ය උදාහරණ. සන්නායක ව්යුහයන් කුඩා අනුනාදක වලට වඩා වැඩි දෙයක් නොවේ, කොන්දොස්තරවරුන්ගේ අවකාශීය පිහිටීම මගින් සාදන ලද LC පරිපථ.
Metamaterials සංකල්පය සහ ඒවායේ පළමු ක්රියාත්මක කිරීම් මතුවීමෙන් සුළු කාලයක් ගතවී ඇති අතර, MRI හි ඒවා භාවිතා කරන්නේ කෙසේදැයි මිනිසුන් සොයා ගත්හ. metamaterials හි ප්රධාන අවාසිය නම්, MRI සඳහා පටු මෙහෙයුම් පරාසය ගැටළුවක් නොවන අතර, එහිදී සියලුම ක්‍රියාවලීන් පාහේ එකම න්‍යෂ්ටික චුම්භක අනුනාද සංඛ්‍යාතයකින් සිදුවන අතර එය ගුවන්විදුලි පරාසය තුළ පවතී. මෙහිදී ඔබට ඔබේම දෑතින් මෙටා-පරමාණු නිර්මාණය කළ හැකි අතර පින්තූරවල සිදුවන්නේ කුමක්දැයි වහාම බලන්න. MRI හි metamaterials භාවිතයෙන් පර්යේෂකයන් විසින් ක්‍රියාවට නංවන ලද පළමු අංගයන්ගෙන් එකක් වූයේ superlenses සහ endoscopes ය.
අකුරට යටින් වම් පැත්තේ a) මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු වල ත්‍රිමාන අනුනාදක අරාවකින් සමන්විත සුපර්ලෙන්ස් එකක් පෙන්වයි. සෑම අනුනාදකයක්ම පෑස්සුම් ධාරිත්‍රකයක් සහිත විවෘත ලෝහ වළල්ලක් වන අතර, MRI සංඛ්‍යාතයට සුසර කරන ලද LC පරිපථයක් සාදයි. පහත දැක්වෙන්නේ ටොමොග්රැෆි ක්‍රියාවලියකට භාජනය වන රෝගියෙකුගේ කකුල් අතර මෙම පාර ද්රව්ය ව්යුහය තැබීමේ උදාහරණයක් සහ ඒ අනුව ලැබෙන රූප. එම්ආර්අයි පිළිබඳ මගේ පෙර ලිපිය කියවීමේ උපදෙස් ඔබ මීට පෙර පිළිකුල් නොකළේ නම්, රෝගියාගේ ශරීරයේ ඕනෑම කොටසක රූපයක් ලබා ගැනීම සඳහා, දුර්වල, වේගයෙන් දිරාපත් වන න්‍යෂ්ටික සං signal ා එකතු කිරීම අවශ්ය බව ඔබ දැනටමත් දන්නවා. ඇන්ටෙනාව - දඟරයක්.
metamaterial super lens මඟින් සම්මත දඟරයක ක්‍රියාකාරී පරාසය වැඩි කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි. නිදසුනක් වශයෙන්, රෝගියාගේ කකුල් දෙකම එකවර දර්ශනය කිරීම වෙනුවට එක වරක් දර්ශනය කරන්න. නරක ආරංචිය නම්, හොඳම බලපෑම සඳහා සුපර්ලෙන්ස් වල පිහිටීම නිශ්චිත ආකාරයකින් තෝරා ගත යුතු අතර, සුපර්ලෙන්ස් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා තරමක් මිල අධික වේ. මෙම කාචය සුපිරි උපසර්ගයක් ලෙස හඳුන්වන්නේ මන්දැයි ඔබට තවමත් නොතේරෙන්නේ නම්, ඡායාරූපයෙන් එහි විශාලත්වය තක්සේරු කරන්න, ඉන්පසු එය මීටර් පහක පමණ තරංග ආයාමයකින් ක්රියා කරන බව වටහා ගන්න!
ලිපිය b) එන්ඩොස්කොපයේ සැලසුම පෙන්වයි. අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම, MRI එන්ඩොස්කොපියක් යනු තරංග මාර්ගෝපදේශයක් ලෙස ක්රියා කරන සමාන්තර වයර් සමූහයකි. දඟරයට න්‍යෂ්ටීන්ගෙන් සහ දඟරයෙන් සංඥාව ලැබෙන කලාපය සැලකිය යුතු දුරකින් අවකාශීයව වෙන් කිරීමට එය ඔබට ඉඩ සලසයි - ලැබෙන ඇන්ටෙනාව නියත චුම්බකයෙන් දුරස්ථව ටොමොග්‍රැෆියේ ක්‍රියෝස්ටැටයෙන් පිටත සම්පූර්ණයෙන්ම ස්ථානගත කළ හැකි මට්ටම දක්වා. ක්ෂේත්රය. ටැබයේ පහළ පින්තූර b) විශේෂ දියර පිරවූ යාත්රාවක් සඳහා ලබාගත් රූප පෙන්වයි - ෆැන්ටම්. ඒවා අතර ඇති වෙනස නම්, "එන්ඩොස්කොප්" ලෙස ලේබල් කර ඇති රූප ලබා ගත්තේ ෆැන්ටම් සිට හොඳ දුරකින් දඟරය ඇති විට වන අතර, එන්ඩොස්කොප් නොමැතිව න්‍යෂ්ටි වලින් ලැබෙන සංඥා හඳුනා ගැනීමට සම්පූර්ණයෙන්ම නොහැකි වනු ඇත.
MRI හි metamaterials යෙදීමේ වඩාත්ම පොරොන්දු වූ ක්ෂේත්‍රයක් ගැන අපි කතා කරන්නේ නම් සහ එහි ප්‍රායෝගික ක්රියාත්මක කිරීමට ආසන්නතම (අවසානයේ මම එයට සම්බන්ධ වූ) රැහැන් රහිත දඟර නිර්මාණය කිරීමයි. අපි මෙහි Bluetooth හෝ වෙනත් රැහැන් රහිත දත්ත හුවමාරු තාක්ෂණය ගැන කතා නොකරන බව පැහැදිලි කිරීම වටී. මෙම නඩුවේ “රැහැන් රහිත” යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ අනුනාද ව්‍යුහ දෙකක ප්‍රේරක හෝ ධාරිත්‍රක සම්බන්ධ කිරීම - සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටෙනාවක් මෙන්ම පාර ද්‍රව්‍යයකි. සංකල්පයේ දී එය මේ ආකාරයෙන් පෙනේ:
එම්ආර්අයි ක්‍රියාවලිය සාමාන්‍යයෙන් සිදුවන ආකාරය වම් පසින් පෙන්වා ඇත: රෝගියා ඒකාකාර ස්ථිතික චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක ප්‍රදේශයක ක්‍රියෝස්ටැට් එකක් තුළ වැතිර සිටී. "කුරුළු කූඩුව" යනුවෙන් හැඳින්වෙන විශාල ඇන්ටෙනාවක් ටොමොග්රැෆි උමග තුළ සවි කර ඇත. මෙම වින්‍යාසයේ ඇන්ටෙනාවක් මඟින් ඔබට හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටිවල ප්‍රෙසෙෂන් සංඛ්‍යාතය සමඟ රේඩියෝ සංඛ්යාත චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දෛශිකය කරකැවීමට ඉඩ සලසයි (සායනික යන්ත්‍ර සඳහා මෙය සාමාන්‍යයෙන් 40 සිට 120 MHz දක්වා ස්ථිතික චුම්බක ක්ෂේත්රයේ විශාලත්වය 1T සිට 3T දක්වා වේ. පිළිවෙලින්), ඒවා ශක්තිය අවශෝෂණය කර පසුව ප්රතිචාර වශයෙන් ශක්තිය විමෝචනය කරයි. කෝර් වලින් ලැබෙන ප්රතිචාර සංඥාව ඉතා දුර්වල වන අතර එය විශාල ඇන්ටනාවක සන්නායක වෙත ළඟා වන විට එය අනිවාර්යයෙන්ම මැකී යනු ඇත. මෙම හේතුව නිසා, MRI සංඥා ලබා ගැනීම සඳහා සමීපව ඇති දේශීය දඟර භාවිතා කරයි. මධ්යයේ ඇති පින්තූරය, උදාහරණයක් ලෙස, සාමාන්ය දණහිස් ස්කෑනිං තත්වයක් පෙන්නුම් කරයි. පාර ද්රව්ය භාවිතයෙන්, කුරුළු කූඩුවකට ප්‍රේරක ලෙස සම්බන්ධ කරන අනුනාදකයක් සෑදිය හැකිය. රෝගියාගේ ශරීරයේ අපේක්ෂිත ප්රදේශය අසල එවැනි දෙයක් තැබීම ප්‍රමාණවත් වන අතර එතැන් සිට සං signal ාව දේශීය දඟරයකට වඩා නරක නොවනු ඇත! සංකල්පය සාර්ථකව ක්රියාත්මක කළහොත්, රෝගීන්ට තවදුරටත් වයර්වල පැටලීමට සිදු නොවනු ඇත, MRI රෝග විනිශ්චය ක්රියා පටිපාටිය වඩාත් සුවපහසු වනු ඇත.
වයර්වලට වතුර පුරවා තැඹිලි ගෙඩියක් ස්කෑන් කිරීමට උත්සාහ කිරීමෙන් මම ආරම්භයේදී නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කළේ හරියටම මෙයයි. මෙම ලිපියේ පළමු පින්තූරයේ සිටම ජලයේ ගිල්වා ඇති වයර් මෙටා පරමාණු වලට වඩා වැඩි දෙයක් නොවේ, ඒ සෑම එකක්ම අර්ධ තරංග ඩයිපෝලයක් නියෝජනය කරයි - සෑම ගුවන්විදුලි ආධුනිකයෙකුටම හුරුපුරුදු වඩාත් ප්‍රසිද්ධ ඇන්ටෙනා මෝස්තර වලින් එකකි.
ඒවා ජලයේ ගිල්වනු ලබන්නේ MRI හි ගිනි නොගන්නා ලෙස නොව (මෙම කාර්යය සඳහා වුවද) නමුත් ජලයේ අධික පාර විද්යුත් නියතය හේතුවෙන් ඒවායේ අනුනාද දිග හරියටම වර්ග ප්‍රමාණයකින් අඩු කිරීම සඳහා ය. ජලයේ පාර විද්යුත් නියතයේ මුල.
මෙම චිපය දිගු කලක් තිස්සේ රේඩියෝ ග්‍රාහකවල භාවිතා කර ඇත, ෆෙරයිට් කැබැල්ලක් මත එතීෙම් වයර් - ඊනියා. ෆෙරයිට් ඇන්ටෙනාව. ෆෙරයිට් වලට පමණක් ඉහළ චුම්බක පාරගම්‍යතාවයක් ඇත, පාර විද්යුත් එකක් නොවේ, කෙසේ වෙතත්, එය එකම ආකාරයකින් ක්රියා කරන අතර ඒ අනුව ඇන්ටෙනාවෙහි අනුනාද මානයන් අඩු කිරීමට ඉඩ සලසයි. අවාසනාවකට, ඔබට MRI එකකට ෆෙරයිට් දැමිය නොහැක, මන්ද ... එය චුම්භක වේ. ජලය ලාභ සහ ප්‍රවේශ විය හැකි විකල්පයකි.
මේ සියල්ල ගණනය කිරීම සඳහා, අනුනාද මූලද්‍රව්‍ය, පාරිසරික පරාමිතීන් සහ විකිරණ ප්‍රභවයන් අතර සම්බන්ධය සැලකිල්ලට ගෙන සංකීර්ණ ගණිතමය ආකෘති ගොඩනගා ගත යුතු බව පැහැදිලිය. පාසල් දරුවෙකුට පවා පහසුවෙන් තේරුම් ගත හැකි ආකෘති නිර්මාණය (වඩාත් කැපී පෙනෙන උදාහරණ - CST, HFSS). මෘදුකාංගය ඔබට අනුනාදක, ඇන්ටනා, විදුලි පරිපථවල ත්‍රිමාණ ආකෘති නිර්මාණය කිරීමට, ඒවාට පුද්ගලයින් එකතු කිරීමට ඉඩ සලසයි - ඔව්, ඇත්ත වශයෙන්ම, ඕනෑම දෙයක්, එකම ප්‍රශ්නය ඔබේ පරිකල්පනය සහ පවතින පරිගණක බලයයි. ඉදිකරන ලද ආකෘති ජාල වලට බෙදා ඇත, එහි නෝඩ් වල සුප්‍රසිද්ධ මැක්ස්වෙල් සමීකරණ විසඳනු ලැබේ.
මෙන්න, උදාහරණයක් ලෙස, කලින් සඳහන් කළ කුරුල්ලා ඇන්ටනාව තුළ ඇති රේඩියෝ සංඛ්යාත චුම්බක ක්ෂේත්රයේ අනුකරණයකි:
ක්ෂේත්රය භ්‍රමණය වන ආකාරය වහාම පැහැදිලි වේ. වම් පැත්තේ තත්වය පෙන්නුම් කරන්නේ ඇන්ටෙනාව තුළ ජල පෙට්ටියක් ඇති විට සහ දකුණු පසින් - එම පෙට්ටියම අනුනාදිත දිග කම්බි වලින් සාදන ලද අනුනාදකයක් මත ඇති විටය. වයර් මගින් චුම්බක ක්ෂේත්රය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරන ආකාරය ඔබට දැක ගත හැකිය. CST ප්‍රගුණ කිරීමෙන් සහ එහි මගේ සැලසුම ප්රශස්ත කිරීමෙන් පසුව, මම නැවත වරක් metamaterial එකක් සෑදුවෙමි, එමඟින් සම්මත සායනික 1.5T MRI ටොමොග්‍රැෆ් එකක සංඥාව විස්තාරණය කිරීමට හැකි විය. එය තවමත් පෙට්ටියක් විය (වඩා ලස්සන වුවද, ප්ලෙක්සිග්ලාස් වලින් සාදන ලද), ජලය සහ වයර් අරාවකින් පුරවා ඇත. මෙම අවස්ථාවේදී, ව්යුහය අනුනාදිත තත්ත්වයන් අනුව ප්රශස්ත කර ඇත, එනම්: වයර්වල දිග, ඒවායේ පිහිටීම සහ ජල ප්රමාණය තෝරාගැනීම. තක්කාලි සමඟ සිදු වූ දේ මෙන්න:
තක්කාලිවල පළමු ස්කෑන් පරීක්ෂණය විශාල ඇන්ටෙනාවකින් සිදු කරන ලදී. එහි ප්‍රතිඵලය වූයේ යන්තම් පෙනෙන දළ සටහන් සහිත ශබ්දය පමණි. දෙවෙනි වතාවට මම නැවුම්ව පුලුස්සන ලද අනුනාද ව්යුහයක් මත පළතුරු තැබුවෙමි. එහි බලපෑම පැහැදිලිව පෙනෙන නිසා මම වර්ණ සිතියම් හෝ එවැනි කිසිවක් ගොඩනඟා නැත. මේ අනුව, මගේම අත්දැකීමෙන්, මම බොහෝ කාලයක් ගත කළත්, සංකල්පය ක්රියාත්මක වන බව මම ඔප්පු කළෙමි.
ඔබ සිතන්නේ කුමක්ද යන්න පැහැදිලිය - දොඩම්, තක්කාලි - ඒ සියල්ල වැරදියි, මිනිස් අත්හදා බැලීම් කොහෙද?
ඔවුන් ඇත්තටම විය :
MRI පරීක්ෂණයකට භාජනය වන ස්වේච්ඡා සේවකයෙකුගේ අත එකම පෙට්ටිය මත පිහිටා ඇත. පෙට්ටියේ ඇති සැබෑ ජලය, එහි හයිඩ්‍රජන් අඩංගු බැවින්, පැහැදිලිව දැකගත හැකිය. ශරීරයේ අනෙකුත් සියලුම කොටස් දුර්වල ලෙස පෙනෙන අතර, අනුනාදකය මත වැතිර සිටින මැණික් කටුවෙහි සංඥාව විස්තාරණය වේ. සම්මත සායනික දඟර භාවිතයෙන් එම බලපෑමම සහ සමහර විට වඩා හොඳ විය හැකි බව පැහැදිලිය. නමුත් ජලය සහ වයර් නිවැරදිව ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් ඔබට එවැනි දේ කළ හැකි බව පුදුම සහගතය. ඊටත් වඩා විශ්මය ජනක ලෙස, ආලෝකයේ වර්තනය වැනි සම්බන්ධයක් නැති බව පෙනෙන සංසිද්ධීන් අධ්‍යයනය කිරීමෙන් මේ පිළිබඳ දැනුම ලබාගත හැකිය.
තාම මහන්සි නැති අයටමේ මොහොතේ, ජල පෙට්ටියේ සැලසුම දැනටමත් වැඩිදියුණු කර ඇත. දැන් එය ඔබ අසල ඇති බාහිර විශාල ඇන්ටෙනාවක චුම්බක ක්ෂේත්රය ස්ථානගත කිරීමට ඉඩ සලසන පැතලි මුද්‍රිත පරිපථ පුවරුවක් පමණි. එපමණක් නොව, එහි වැඩ කරන ප්රදේශය පෙර සැලසුමට වඩා විශාලය:
වර්ණ ගැන්වූ රිබන් මගින් විද්යුත් චුම්භක තරංගවල බාහිර ප්‍රභවයකින් උද්වේගකර වන විට ව්යුහය මත ඇති චුම්බක ක්ෂේත්ර ශක්තිය පෙන්නුම් කරයි. පැතලි ව්යුහය රේඩියෝ ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ දන්නා සාමාන්ය සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයකි, නමුත් MRI සඳහා පාර ද්‍රව්‍යයක් ලෙස ද සැලකිය හැකිය. මෙම "රැහැන් රහිත දඟර" දැනටමත් ස්කෑන් කරන ලද වස්තුවේ යම් ගැඹුරකදී ජනනය කරන ලද ක්ෂේත්රයේ ඒකාකාරිත්වය අනුව සම්මත දඟර සමඟ තරඟ කළ හැකිය:
සජීවිකරණය MRI එකක ජල පෙට්ටියක් තුළ ඇති සංඥාවේ ස්ථර-යෙන්-ස්ථර වර්ණ සිතියමක් පෙන්වයි. වර්ණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටි වලින් ලැබෙන සංඥා වල තීව්‍රතාවයයි. ඉහළ වම් කෙළවරේ, සම්මත පසුපස ස්කෑනිං දඟරයේ කොටසක් ග්‍රාහකයක් ලෙස භාවිතා කරයි. පහළ වම් කෙළවරේ පෙට්ටිය මුද්‍රිත පරිපථ පුවරුවක ස්වරූපයෙන් අනුනාදකයක් මත තබා ඇති විටය. පහළ දකුණ - සංඥාව ලැබෙන්නේ ටොමොග්‍රැෆ් උමග තුළට ගොඩනගා ඇති විශාල ඇන්ටනාවකිනි. මම සෘජුකෝණාස්රය මගින් දක්වා ඇති ප්රදේශයේ සංඥා ඒකාකාරිත්වය සංසන්දනය කළෙමි. යම් උන්නතාංශයක දී, සංඥා ඒකාකාරිත්වය අනුව metamaterial දඟරයට වඩා හොඳින් ක්රියා කරයි. සායනික අරමුණු සඳහා, මෙය ඉතා වැදගත් ජයග්‍රහණයක් නොවිය හැකි නමුත්, මීයන් පරිලෝකනය කරන විද්‍යාත්මක MRI ස්ථාපනයන් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, එය සංඥාවේ වැඩි වීමක් සහ උද්වේගකර රේඩියෝ ස්පන්දනවල අවශ්ය බලයේ අඩුවීමක් ලබා ගැනීමට උපකාරී වේ.
ලිපියේ ආරම්භයේ “2 ගුණයකින් වැඩි දියුණු කිරීම” ගැන - ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙය විද්යාඥයින් සඳහා මාධ්‍යවේදීන්ගේ අසීමිත ආදරයේ තවත් ඵලයකි, කෙසේ වෙතත්, මෙය හිස් පර්යේෂණයක් යැයි පැවසීම ද වැරදිය, එය උනන්දුවෙන් සහාය වේ. ලොව පුරා විද්‍යාත්මක කණ්ඩායම්වල මෙම මාතෘකාව. පුදුමයට කරුණක් නම්, මගේ තනිකරම පුද්ගලික අත්දැකීම් මත පදනම්ව, මෙය තරමක් දුර්ලභ ව්‍යතිරේකයක් වුවද, රුසියාවේ ද මෙහි වැඩ සිදුවෙමින් පවතී. MRI හි metamaterials භාවිතය හා සම්බන්ධ නොවිසඳුණු ගැටලු රාශියක් තවමත් පවතී. හොඳ චිත්රයක් ලබා ගැනීම සඳහා චුම්බක ක්ෂේත්ර ස්ථානගත කිරීමට අමතරව, පටක රත් කිරීමට තුඩු දෙන විද්යුත් ක්ෂේත්ර මෙන්ම, පරීක්ෂණයට ලක්වන රෝගීන්ගේ පටක මගින් විකිරණ සංඛ්යාත ක්ෂේත්ර ශක්තිය අවශෝෂණය කිරීම අමතක නොකරන්න. මේ දේවල් සඳහා, සායනික භාවිතයේදී, ක්ෂේත්ර දේශීයකරණ අනුනාදක භාවිතා කරන විට වඩාත් සංකීර්ණ වන විශේෂ පාලනයක් තිබිය යුතුය. දැනට, MRI සඳහා වන metamaterials විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ විෂය පථය තුළ පවතී, නමුත් ලබාගත් ප්‍රති results ල දැනටමත් ඉතා සිත්ගන්නාසුළු වන අතර සමහර විට අනාගතයේදී, ඔවුන්ට ස්තූතිවන්ත වන්නට, MRI ක්රියා පටිපාටිය වඩා හොඳ සඳහා වෙනස් වනු ඇත, වේගවත් හා ආරක්ෂිත වේ.
මූලාශ්රය: www.habr.com