ஒரு ஸ்க்ரூடிரைவர் என் காதில் விசில் அடித்தது. உரத்த ஒலியுடன், அவள் கிரையோஸ்டாட் உடலில் உறைந்தாள். என்னை நானே திட்டிக் கொண்டு ஓய்வு எடுக்க முடிவு செய்தேன். எஃகு கருவியைப் பயன்படுத்தி 1.5 டெஸ்லா காந்தப்புலத்தில் போல்ட்களை அவிழ்ப்பது நல்ல யோசனையல்ல. புலம், கண்ணுக்குத் தெரியாத எதிரியைப் போல, கருவியை கைகளில் இருந்து பிடுங்கவும், அதன் விசையின் கோடுகளில் திசைதிருப்பவும், சூப்பர் கண்டக்டரில் இருந்து மூடிய வட்டத்தில் இயங்கும் எலக்ட்ரான்களுக்கு முடிந்தவரை நெருக்கமாக இயக்கவும் முயற்சிக்கிறது. இருப்பினும், பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அமிலமயமாக்கப்பட்ட கலவைகளை நீங்கள் உண்மையில் தோற்கடிக்க வேண்டும் என்றால், அதிக தேர்வு இல்லை. நான் கணினியில் அமர்ந்து செய்தி ஊட்டத்தை வழக்கமாக ஸ்க்ரோல் செய்தேன். "ரஷ்ய விஞ்ஞானிகள் எம்ஆர்ஐயை 2 மடங்கு மேம்படுத்தியுள்ளனர்!" - சந்தேகத்திற்கிடமான தலைப்பைப் படியுங்கள்.
சுமார் ஒரு வருடத்திற்கு முன்பு, நாங்கள் மற்றும் அவரது வேலையின் சாரத்தை புரிந்து கொண்டார். இந்தக் கட்டுரையைப் படிப்பதற்கு முன், அந்த விஷயத்தைப் பற்றிய உங்கள் நினைவைப் புதுப்பிக்குமாறு நான் கடுமையாக பரிந்துரைக்கிறேன்.
இன்று ரஷ்யாவில் வரலாற்று காரணங்கள் உட்பட பல்வேறு காரணங்களுக்காக உயர் புல காந்த அதிர்வு இமேஜிங் ஸ்கேனர்கள் போன்ற சிக்கலான உபகரணங்களின் உற்பத்தி. இருப்பினும், நீங்கள் ஒரு பெரிய நகரத்தில் வசிக்கிறீர்கள் என்றால், இந்த வகையான சேவையை வழங்கும் கிளினிக்குகளை நீங்கள் எளிதாகக் காணலாம். அதே நேரத்தில், MRI ஸ்கேனர்களின் கடற்படை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்பட்ட உபகரணங்களால் குறிப்பிடப்படுகிறது, ஒருமுறை அமெரிக்கா மற்றும் ஐரோப்பாவிலிருந்து இறக்குமதி செய்யப்பட்டது, மேலும் நீங்கள் திடீரென்று MRI உடன் ஒரு கிளினிக்கைப் பார்க்க வேண்டியிருந்தால், சாதனத்தின் அழகிய தோற்றத்தைக் கண்டு ஏமாறாதீர்கள் - அது இரண்டாவது தசாப்தத்தில் இருக்கலாம். இதன் விளைவாக, அத்தகைய உபகரணங்கள் சில நேரங்களில் உடைந்து விடும், மேலும் நீண்ட காலமாக நான் உடைந்த டோமோகிராஃப்களை சேவைக்கு திருப்பி அனுப்பியவர்களில் ஒருவராக இருந்தேன், இதனால் நோயாளிகள் தொடர்ந்து நோயறிதல்களுக்கு உட்படுத்தலாம், மேலும் உரிமையாளர்கள் லாபம் ஈட்ட முடியும்.
ஒரு நல்ல நாள் வரை, மகத்தான காந்தப்புலங்களைக் கொண்ட ஆபத்தான பொழுதுபோக்குகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில், செய்தி ஊட்டத்தில் ஒரு சுவாரஸ்யமான கல்வெட்டைக் கண்டேன்: “ரஷ்ய விஞ்ஞானிகள் டச்சு சகாக்களுடன் சேர்ந்து மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்தி." ரஷ்யா உபகரணங்களைப் பற்றிய ஆராய்ச்சியை நடத்துகிறது, அதன் உற்பத்தி ஒருபோதும் தேர்ச்சி பெறாதது என்பது எனக்கு மிகவும் சர்ச்சைக்குரியதாகத் தோன்றியது என்று சொல்லத் தேவையில்லை. இது மற்றொரு சுற்று மானியம் என்று நான் முடிவு செய்தேன், "நானோ டெக்னாலஜி" போன்ற புரிந்துகொள்ள முடியாத அறிவியல் வார்த்தைகளால் நீர்த்தப்பட்டது. எம்ஆர்ஐ மற்றும் மெட்டா மெட்டீரியல்களைக் கொண்ட உள்நாட்டு விஞ்ஞானிகளின் பணி பற்றிய தகவல்களைத் தேடுவது, எம்ஆர்ஐ இயந்திரம் எப்போதும் கையில் இருப்பதால், நான் எளிதாக மீண்டும் செய்யக்கூடிய ஒரு எளிய பரிசோதனையின் விளக்கத்தைக் கொண்ட ஒரு கட்டுரைக்கு என்னை அழைத்துச் சென்றது.
இருந்து படம் , "மெட்டா மெட்டீரியல்" என்று அழைக்கப்படுவதைப் பயன்படுத்தி எம்ஆர்ஐ சிக்னலை மேம்படுத்த அர்ப்பணிக்கப்பட்டது. ஒரு பொதுவான மருத்துவ 1.5 - வெப்பக் கருவியில், நோயாளிக்கு பதிலாக, மெட்டா மெட்டீரியல் ஏற்றப்படுகிறது, ஒரு பேசின் நீர் வடிவில், அதன் உள்ளே ஒரு குறிப்பிட்ட நீளத்தின் இணையான கம்பிகள் அமைந்துள்ளன. கம்பிகளில் ஆய்வு பொருள் உள்ளது - ஒரு மீன் (உயிரற்றது). வலதுபுறத்தில் உள்ள படங்கள் மீனின் MRI படங்கள், ஹைட்ரஜன் அணுக்கருக்களின் சமிக்ஞை தீவிரத்தை குறிக்கும் வண்ண வரைபடம் மிகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மீன் கம்பிகளில் கிடக்கும் போது, அவை இல்லாமல் இருப்பதை விட சமிக்ஞை மிகவும் சிறப்பாக இருப்பதைக் காணலாம். ஸ்கேனிங் நேரம் இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் ஒரே மாதிரியாக உள்ளது, இது ஸ்கேனிங் திறன் அதிகரித்துள்ளது என்பதை நிரூபிக்கிறது. கட்டுரையும் கவனமாக சேர்க்கப்பட்டுள்ளது
சூத்திரம்
நான் பயன்படுத்திய டோமோகிராப்பின் இயக்க அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து கம்பிகளின் நீளத்தைக் கணக்கிட. 3D அச்சிடப்பட்ட பிளாஸ்டிக் ஃபாஸ்டென்சர்கள் பொருத்தப்பட்ட ஒரு குவெட் மற்றும் செப்பு கம்பிகளின் வரிசையிலிருந்து எனது மெட்டா மெட்டீரியலை உருவாக்கினேன்:
எனது முதல் மெட்டா மெட்டீரியல். உற்பத்தி செய்யப்பட்ட உடனேயே அது 1 டெஸ்லா டோமோகிராஃபில் வைக்கப்பட்டது. ஆரஞ்சு ஸ்கேன் செய்ய வேண்டிய பொருளாக செயல்பட்டது.
இருப்பினும், வாக்குறுதியளிக்கப்பட்ட சிக்னல் மேம்பாட்டிற்குப் பதிலாக, படத்தை முழுவதுமாக கெடுத்துவிட்ட பல கலைப்பொருட்கள் எனக்கு கிடைத்தன! என் கோபத்திற்கு எல்லையே இல்லை! பாடத்தை முடித்த பிறகு, கட்டுரையின் ஆசிரியர்களுக்கு நான் ஒரு கடிதம் எழுதினேன், அதன் பொருளை “என்ன ...?” என்ற கேள்விக்கு குறைக்கலாம்.
ஆசிரியர்கள் எனக்கு மிகவும் விரைவாக பதிலளித்தனர். யாரோ தங்கள் சோதனைகளை மீண்டும் செய்ய முயற்சிக்கிறார்கள் என்று அவர்கள் மிகவும் ஈர்க்கப்பட்டனர். முதலில், "ஃபேப்ரி-பெரோட் அதிர்வுகள்", "உள்ளார்ந்த முறைகள்" மற்றும் தொகுதியில் உள்ள அனைத்து வகையான ரேடியோ அலைவரிசை புலங்களைப் பயன்படுத்தி, மெட்டா மெட்டீரியல்கள் உண்மையில் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை எனக்கு விளக்க நீண்ட நேரம் முயன்றனர். பின்னர், அவர்கள் எதைப் பற்றி பேசுகிறார்கள் என்பது எனக்குப் புரியவில்லை என்பதை உணர்ந்து, அவர்களைப் பார்க்க என்னை அழைக்க முடிவு செய்தனர், இதன் மூலம் அவர்களின் முன்னேற்றங்களை நான் நேரடியாகப் பார்த்து, அது இன்னும் செயல்படுகிறதா என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளலாம். நான் எனக்கு பிடித்த சாலிடரிங் இரும்பை எனது பையில் எறிந்துவிட்டு, செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கிற்கு, தகவல் தொழில்நுட்பங்கள், இயக்கவியல் மற்றும் ஒளியியல் தேசிய ஆராய்ச்சி பல்கலைக்கழகத்திற்குச் சென்றேன் (அது மாறியது போல், புரோகிராமர்கள் மட்டும் அங்கு பயிற்சி பெறவில்லை).
தளத்தில் நான் அன்புடன் வரவேற்கப்பட்டேன், திடீரென்று, அவர்கள் எனக்கு ஒரு வேலையை வழங்கினர், ஏனெனில் அவர்கள் கம்பிகளால் என் பள்ளத்தால் ஈர்க்கப்பட்டனர் மற்றும் புதியவற்றை உருவாக்க அவர்களுக்கு ஒரு நபர் தேவைப்பட்டார். பதிலுக்கு, அவர்கள் எனக்கு ஆர்வமுள்ள அனைத்தையும் விரிவாக விளக்குவதாகவும், கதிரியக்க இயற்பியல் மற்றும் எம்ஆர்ஐயில் ஒரு பயிற்சி வகுப்பை எடுப்பதாகவும் உறுதியளித்தனர், இது ஒரு அதிர்ஷ்ட தற்செயலாக, சரியாக அந்த ஆண்டு தொடங்கியது. அறிவிற்கான எனது தாகம் வென்றது, பின்னர், ஆண்டு முழுவதும், நான் படித்தேன், திட்டங்களைச் செய்தேன், வேலை செய்தேன், படிப்படியாக காந்த அதிர்வுகளின் வரலாறு மற்றும் இந்த பகுதியில் நவீன அறிவியலின் நிலை பற்றி மேலும் மேலும் புதிய விஷயங்களைக் கற்றுக்கொண்டேன். இங்கே பகிர்ந்து கொள்ளுங்கள்.
MRI இன் முன்மொழியப்பட்ட முன்னேற்றத்தின் முறை, மற்றும் குறிப்பிடப்பட்ட அறிவியல் கட்டுரைகளில் ஆய்வு செய்யப்பட்டது, "மெட்டா மெட்டீரியல்கள்" என்று அழைக்கப்படுவதை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மெட்டா மெட்டீரியல்கள், பல கண்டுபிடிப்புகளைப் போலவே, கோட்பாட்டு ஆராய்ச்சியின் அடிப்படையில் பெறப்பட்ட எதிர்பாராத தீர்வுகளுக்கு அவற்றின் தோற்றத்திற்கு கடன்பட்டுள்ளன. சோவியத் விஞ்ஞானி, விக்டர் வெசெலாகோ, 1967 இல், ஒரு கோட்பாட்டு மாதிரியில் பணிபுரிந்து, எதிர்மறை ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட பொருட்களின் இருப்பை பரிந்துரைத்தார். நீங்கள் ஏற்கனவே புரிந்து கொண்டபடி, நாங்கள் ஒளியியலைப் பற்றி பேசுகிறோம், இந்த குணகத்தின் மதிப்பு, தோராயமாகச் சொன்னால், வெவ்வேறு ஊடகங்களுக்கு இடையிலான எல்லையை கடக்கும்போது அதன் திசையை எவ்வளவு மாற்றும், எடுத்துக்காட்டாக காற்று மற்றும் நீர். இது உண்மையில் நடக்கிறது என்பதை நீங்களே எளிதாகச் சரிபார்க்கலாம்:
ஒளியின் ஒளிவிலகலை நிரூபிக்க லேசர் பாயிண்டர் மற்றும் மீன்வளத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு எளிய சோதனை.
அத்தகைய பரிசோதனையிலிருந்து அறியக்கூடிய ஒரு சுவாரஸ்யமான உண்மை என்னவென்றால், சோதனையாளர் எவ்வளவு கடினமாக முயற்சித்தாலும், கற்றை இடைமுகத்தின் மீது விழுந்த அதே திசையில் ஒளிவிலக முடியாது. இந்த சோதனை இயற்கையாக நிகழும் அனைத்து பொருட்களிலும் மேற்கொள்ளப்பட்டது, ஆனால் கற்றை பிடிவாதமாக ஒரே ஒரு திசையில் ஒளிவிலகல் செய்யப்பட்டது. கணித ரீதியாக, இதன் பொருள் ஒளிவிலகல் குறியீடு மற்றும் அதன் தொகுதி அளவுகள், மின்கடத்தா மற்றும் காந்த ஊடுருவல் ஆகியவை நேர்மறையானவை, மேலும் இது ஒருபோதும் கவனிக்கப்படவில்லை. குறைந்த பட்சம் V. Veselago இந்த சிக்கலை ஆய்வு செய்ய முடிவு செய்து, கோட்பாட்டளவில் ஒளிவிலகல் குறியீடானது எதிர்மறையாக இருக்க முடியாது என்பதற்கு ஒரு காரணமும் இல்லை என்பதைக் காட்டுகிறது.
நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை குறியீட்டு ஊடகங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டைக் காட்டும் விக்கியின் படம். நாம் பார்க்கிறபடி, நமது அன்றாட அனுபவத்துடன் ஒப்பிடும்போது ஒளி முற்றிலும் இயற்கைக்கு மாறானது.
எதிர்மறை ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட பொருட்கள் இருப்பதற்கான ஆதாரங்களைக் கண்டுபிடிக்க வி. வெசெலாகோ நீண்ட காலமாக முயன்றார், ஆனால் தேடல் தோல்வியுற்றது, மேலும் அவரது பணி தகுதியற்ற முறையில் மறக்கப்பட்டது. அடுத்த நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில்தான், விவரிக்கப்பட்ட பண்புகளை உணர்ந்து, ஆனால் ஒளியியல் அல்ல, குறைந்த நுண்ணலை அதிர்வெண் வரம்பில் கலப்பு கட்டமைப்புகள் செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்டன. இது ஒரு திருப்புமுனையாக இருந்தது, ஏனெனில் இதுபோன்ற பொருட்கள் இருப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் புதிய வாய்ப்புகளைத் திறந்தன. உதாரணமாக - உருவாக்கம் , ஒளியின் அலைநீளத்தை விட சிறிய பொருட்களை பெரிதாக்கும் திறன் கொண்டது. அல்லது - முழுமையான உருமறைப்பு கண்ணுக்கு தெரியாத உறைகள், அனைத்து இராணுவ வீரர்களின் கனவு. புதிய தரவுகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்காக கோட்பாட்டில் முக்கிய திருத்தங்கள் செய்யப்பட்டன. வெற்றிக்கான திறவுகோல் அதிர்வு கூறுகளின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதாகும் - மெட்டாடோம்கள், அவற்றின் அளவு அவை தொடர்பு கொள்ளும் கதிர்வீச்சின் அலைநீளத்தை விட மிகச் சிறியது. மெட்டா-அணுக்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு மெட்டா மெட்டீரியல் எனப்படும் ஒரு செயற்கை கலவை ஆகும்.
அதிர்வுத் துகள்களின் அளவு மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அலைநீளத்தை விடக் குறைவாக ஒப்பிடப்பட வேண்டும் என்பதால், இன்றும் மெட்டா மெட்டீரியல்களின் நடைமுறைச் செயலாக்கம் தொழில்நுட்ப ரீதியாக சிக்கலானது. ஆப்டிகல் வரம்பிற்கு (அலைநீளம் நானோமீட்டராக இருக்கும் இடத்தில்), இத்தகைய தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேற்றத்தில் முன்னணியில் உள்ளன. எனவே, மெட்டா மெட்டீரியல்ஸ் கருத்தின் முதல் பிரதிநிதிகள் ரேடியோ வரம்பில் இருந்து ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட மின்காந்த அலைகளுக்காக உருவாக்கப்பட்டதில் ஆச்சரியமில்லை (அவை மிமீ முதல் மீ வரை மிகவும் பரிச்சயமான நீளம் கொண்டவை). முக்கிய அம்சம் மற்றும் அதே நேரத்தில் எந்த மெட்டா மெட்டீரியலின் தீமையும் அதன் கூறுகளின் அதிர்வுத் தன்மையின் விளைவாகும். மெட்டா மெட்டீரியல் சில அதிர்வெண்களில் மட்டுமே அதன் அதிசய பண்புகளை வெளிப்படுத்த முடியும்.
வரையறுக்கப்பட்ட அதிர்வெண்கள்.எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, அடுத்த முறை மெட்டா மெட்டீரியல்களின் அடிப்படையில் சூப்பர்-சவுண்ட் ஜாமர் போன்ற ஒன்றைப் பார்க்கும்போது, அது உண்மையில் எந்த அதிர்வெண் வரம்பில் நெரிசல் ஏற்படுகிறது என்று கேளுங்கள்.
மின்காந்த அலைகளுடன் தொடர்பு கொள்ள அனுமதிக்கும் மெட்டா மெட்டீரியல்களின் பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள். கடத்தி கட்டமைப்புகள் சிறிய ரெசனேட்டர்களைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை, கடத்திகளின் இடஞ்சார்ந்த நிலையால் உருவாக்கப்பட்ட LC சுற்றுகள்.
மெட்டா மெட்டீரியல்களின் கருத்து மற்றும் அவற்றின் முதல் செயலாக்கங்கள் தோன்றியதிலிருந்து சிறிது நேரம் கடந்துவிட்டது, மேலும் எம்ஆர்ஐயில் அவற்றை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை மக்கள் கண்டுபிடித்தனர். மெட்டா மெட்டீரியல்களின் முக்கிய தீமை என்னவென்றால், குறுகிய இயக்க வரம்பு MRI க்கு ஒரு பிரச்சனையல்ல, அங்கு அனைத்து செயல்முறைகளும் கிட்டத்தட்ட ஒரே அணு காந்த அதிர்வு அதிர்வெண்ணில் நிகழ்கின்றன, இது ரேடியோ வரம்பில் உள்ளது. இங்கே நீங்கள் உங்கள் சொந்த கைகளால் மெட்டா-அணுக்களை உருவாக்கலாம் மற்றும் படங்களில் என்ன நடக்கிறது என்பதை உடனடியாகப் பார்க்கலாம். மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்தி MRI இல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் செயல்படுத்திய முதல் அம்சங்களில் ஒன்று சூப்பர்லென்ஸ்கள் மற்றும் எண்டோஸ்கோப்புகள் ஆகும்.
எழுத்தின் கீழ் இடது பக்கத்தில் a) ஒரு சூப்பர்லென்ஸ் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டுகளில் ரெசனேட்டர்களின் முப்பரிமாண வரிசையைக் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு ரெசனேட்டரும் ஒரு சாலிடர் மின்தேக்கியுடன் ஒரு திறந்த உலோக வளையமாகும், இது எம்ஆர்ஐ அதிர்வெண்ணில் டியூன் செய்யப்பட்ட எல்சி சர்க்யூட்டை உருவாக்குகிறது. டோமோகிராபி செயல்முறைக்கு உட்பட்ட நோயாளியின் கால்களுக்கு இடையில் இந்த மெட்டா மெட்டீரியல் கட்டமைப்பை வைப்பதற்கான ஒரு எடுத்துக்காட்டு கீழே உள்ளது, அதன்படி, அதன் விளைவாக உருவான படங்கள். எம்ஆர்ஐ பற்றிய எனது முந்தைய கட்டுரையைப் படிப்பதற்கான ஆலோசனையை நீங்கள் ஏற்கவில்லை என்றால், நோயாளியின் உடலின் எந்தப் பகுதியின் படத்தையும் பெறுவதற்கு, பலவீனமான, வேகமாக அழுகும் அணுசக்தி சமிக்ஞைகளை நெருக்கமாகப் பயன்படுத்தி சேகரிக்க வேண்டியது அவசியம் என்பதை நீங்கள் ஏற்கனவே அறிவீர்கள். ஆண்டெனா - ஒரு சுருள்.
மெட்டா மெட்டீரியல் சூப்பர் லென்ஸ் ஒரு நிலையான சுருளின் செயல்பாட்டின் வரம்பை அதிகரிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, நோயாளியின் இரு கால்களையும் ஒரே நேரத்தில் காட்சிப்படுத்துங்கள். மோசமான செய்தி என்னவென்றால், சூப்பர்லென்ஸின் நிலையை சிறந்த விளைவுக்காக ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் தேர்வு செய்ய வேண்டும், மேலும் சூப்பர்லென்ஸே தயாரிக்க மிகவும் விலை உயர்ந்தது. இந்த லென்ஸ் ஏன் சூப்பர் முன்னொட்டு என்று அழைக்கப்படுகிறது என்பது உங்களுக்கு இன்னும் புரியவில்லை என்றால், புகைப்படத்திலிருந்து அதன் அளவை மதிப்பிடுங்கள், பின்னர் அது சுமார் ஐந்து மீட்டர் அலைநீளத்துடன் வேலை செய்கிறது என்பதை உணருங்கள்!
கடிதம் b) எண்டோஸ்கோப்பின் வடிவமைப்பைக் காட்டுகிறது. அடிப்படையில், எம்ஆர்ஐ எண்டோஸ்கோப் என்பது அலை வழிகாட்டியாகச் செயல்படும் இணை கம்பிகளின் வரிசையாகும். சுருள் கருக்களிலிருந்து சிக்னலைப் பெறும் பகுதியையும், சுருளிலிருந்தும் கணிசமான தூரத்தில் இருந்து இடத்தைப் பிரிக்க இது உங்களை அனுமதிக்கிறது - பெறும் ஆண்டெனாவை நிலையான காந்தத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் டோமோகிராஃப்டின் கிரையோஸ்டாட்டுக்கு வெளியே முழுமையாக அமைந்திருக்கும். களம். தாவலின் கீழ் படங்கள் b) ஒரு சிறப்பு திரவ நிரப்பப்பட்ட பாத்திரத்திற்காக பெறப்பட்ட படங்களைக் காட்டுகின்றன - ஒரு பாண்டம். அவற்றுக்கிடையேயான வித்தியாசம் என்னவென்றால், "எண்டோஸ்கோப்" என்று பெயரிடப்பட்ட படங்கள் சுருள் பாண்டமிலிருந்து ஒரு நல்ல தொலைவில் இருக்கும்போது பெறப்பட்டன, அங்கு எண்டோஸ்கோப் இல்லாமல் கருவிலிருந்து வரும் சிக்னல்களைக் கண்டறிவது முற்றிலும் சாத்தியமற்றது.
எம்ஆர்ஐயில் மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பகுதிகளில் ஒன்றைப் பற்றி நாம் பேசினால், அதன் நடைமுறைச் செயலாக்கத்திற்கு மிக நெருக்கமானது (இறுதியில் நான் இதில் ஈடுபட்டேன்) வயர்லெஸ் சுருள்களை உருவாக்குவது. நாங்கள் இங்கே புளூடூத் அல்லது பிற வயர்லெஸ் தரவு பரிமாற்ற தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றி பேசவில்லை என்பதை தெளிவுபடுத்துவது மதிப்பு. இந்த வழக்கில் “வயர்லெஸ்” என்பது இரண்டு ஒத்ததிர்வு கட்டமைப்புகளின் தூண்டல் அல்லது கொள்ளளவு இணைப்பு இருப்பதைக் குறிக்கிறது - ஒரு டிரான்ஸ்ஸீவர் ஆண்டெனா, அத்துடன் ஒரு மெட்டா மெட்டீரியல். கருத்தில் இது போல் தெரிகிறது:
ஒரு எம்ஆர்ஐ செயல்முறை பொதுவாக எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பதை இடதுபுறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது: நோயாளி ஒரு சீரான நிலையான காந்தப்புலத்தின் ஒரு பகுதியில் கிரையோஸ்டாட்டின் உள்ளே இருக்கிறார். டோமோகிராஃப் சுரங்கப்பாதையில் "பறவைக் கூண்டு" என்று அழைக்கப்படும் பெரிய ஆண்டெனா பொருத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த உள்ளமைவின் ஆண்டெனா, ரேடியோ அதிர்வெண் காந்தப்புலத்தின் திசையனை ஹைட்ரஜன் கருக்களின் முன்னோடி அதிர்வெண்ணுடன் சுழற்ற உங்களை அனுமதிக்கிறது (மருத்துவ இயந்திரங்களுக்கு இது வழக்கமாக 40 முதல் 120 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரை 1T முதல் 3T வரை நிலையான காந்தப்புலத்தின் அளவைப் பொறுத்து இருக்கும், முறையே), அவை ஆற்றலை உறிஞ்சி பின்னர் ஆற்றலை வெளிப்படுத்தும். கோர்களின் பதில் சமிக்ஞை மிகவும் பலவீனமாக உள்ளது மற்றும் அது ஒரு பெரிய ஆண்டெனாவின் கடத்திகளை அடையும் நேரத்தில், அது தவிர்க்க முடியாமல் மங்கிவிடும். இந்த காரணத்திற்காக, சிக்னல்களைப் பெற MRI நெருக்கமாக இடைவெளி உள்ள உள்ளூர் சுருள்களைப் பயன்படுத்துகிறது. உதாரணமாக, மையத்தில் உள்ள படம், ஒரு பொதுவான முழங்கால் ஸ்கேனிங் சூழ்நிலையைக் காட்டுகிறது. மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்தி, ஒரு ரெசனேட்டரை உருவாக்க முடியும், அது ஒரு பறவைக் கூண்டுடன் தூண்டக்கூடிய வகையில் இணைக்கப்படும். நோயாளியின் உடலின் விரும்பிய பகுதிக்கு அருகில் இதுபோன்ற ஒன்றை வைத்தால் போதும், அங்கிருந்து வரும் சிக்னல் உள்ளூர் சுருளை விட மோசமாகப் பெறப்படாது! கருத்து வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்பட்டால், நோயாளிகள் இனி கம்பிகளில் சிக்க வேண்டியதில்லை, மேலும் எம்ஆர்ஐ கண்டறியும் செயல்முறை மிகவும் வசதியாக இருக்கும்.
கம்பிகளில் தண்ணீரை நிரப்பி, ஒரு ஆரஞ்சு பழத்தை ஸ்கேன் செய்ய முயற்சிப்பதன் மூலம், ஆரம்பத்தில் நான் உருவாக்க முயற்சித்த விஷயம் இதுதான். இந்த கட்டுரையின் முதல் படத்திலிருந்து தண்ணீரில் மூழ்கியிருக்கும் கம்பிகள் மெட்டா-அணுக்களைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை, அவை ஒவ்வொன்றும் அரை-அலை இருமுனையைக் குறிக்கின்றன - மிகவும் பிரபலமான ஆண்டெனா வடிவமைப்புகளில் ஒன்று, ஒவ்வொரு வானொலி அமெச்சூருக்கும் தெரிந்திருக்கும்.
அவை MRIயில் தீப்பிடிக்காதபடி நீரில் மூழ்கவில்லை (இதற்காகவும்) நீரின் மின்கடத்தா மாறிலியின் வேர்.
இந்த சிப் நீண்ட காலமாக ரேடியோ ரிசீவர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஃபெரைட் துண்டு மீது கம்பி முறுக்கு - என்று அழைக்கப்படும். ஃபெரைட் ஆண்டெனா. ஃபெரைட் மட்டுமே அதிக காந்த ஊடுருவலைக் கொண்டுள்ளது, மின்கடத்தா அல்ல, இருப்பினும், அதே வழியில் செயல்படும் மற்றும் ஆண்டெனாவின் அதிர்வு பரிமாணங்களை அதற்கேற்ப குறைக்க அனுமதிக்கிறது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, நீங்கள் ஃபெரைட்டை எம்ஆர்ஐயில் வைக்க முடியாது, ஏனென்றால்... அது காந்தமானது. நீர் ஒரு மலிவான மற்றும் அணுகக்கூடிய மாற்று ஆகும்.
இவை அனைத்தையும் கணக்கிட, அதிர்வு கூறுகள், சுற்றுச்சூழல் அளவுருக்கள் மற்றும் கதிர்வீச்சு மூலங்களுக்கு இடையிலான உறவை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளும் சிக்கலான கணித மாதிரிகளை நீங்கள் உருவாக்க வேண்டும் என்பது தெளிவாகிறது. அல்லது எண்ணியல் மின்காந்தத்திற்கான முன்னேற்றம் மற்றும் மென்பொருளின் பலன்களைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம். மாடலிங், ஒரு பள்ளி குழந்தை கூட எளிதாக புரிந்து கொள்ள முடியும் (மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகள் - CST, HFSS). ரெசனேட்டர்கள், ஆண்டெனாக்கள், மின்சுற்றுகள் ஆகியவற்றின் 3D மாதிரிகளை உருவாக்கவும், அவற்றில் மக்களைச் சேர்க்கவும் மென்பொருள் உங்களை அனுமதிக்கிறது - ஆம், உண்மையில், எதுவும், உங்கள் கற்பனை மற்றும் கிடைக்கக்கூடிய கணினி சக்தி மட்டுமே கேள்வி. கட்டப்பட்ட மாதிரிகள் கட்டங்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன, அதன் முனைகளில் நன்கு அறியப்பட்ட மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகள் தீர்க்கப்படுகின்றன.
இங்கே, எடுத்துக்காட்டாக, முன்பு குறிப்பிடப்பட்ட பறவைக் கூண்டு ஆண்டெனாவுக்குள் ரேடியோ அதிர்வெண் காந்தப்புலத்தின் உருவகப்படுத்துதல்:
புலம் எவ்வாறு சுழல்கிறது என்பது உடனடியாக தெளிவாகிறது. ஆண்டெனாவுக்குள் ஒரு பெட்டி தண்ணீர் இருக்கும்போது இடதுபுறத்தில் உள்ள நிலைமை காட்டப்படும், வலதுபுறத்தில் - அதே பெட்டியானது எதிரொலிக்கும் நீளமுள்ள கம்பிகளால் செய்யப்பட்ட ரெசனேட்டரில் இருக்கும் போது. கம்பிகளால் காந்தப்புலம் எவ்வாறு கணிசமாக அதிகரிக்கிறது என்பதை நீங்கள் பார்க்கலாம். சிஎஸ்டியில் தேர்ச்சி பெற்று, அங்கு எனது வடிவமைப்பை மேம்படுத்திய பிறகு, நான் மீண்டும் ஒரு மெட்டா மெட்டீரியலை உருவாக்கினேன், இது ஒரு நிலையான மருத்துவ 1.5டி எம்ஆர்ஐ டோமோகிராப்பில் சிக்னலைப் பெருக்குவதை சாத்தியமாக்கியது. அது இன்னும் ஒரு பெட்டியாக இருந்தது (அதிக அழகாக இருந்தாலும், பிளெக்ஸிகிளாஸால் ஆனது), தண்ணீர் மற்றும் கம்பிகளின் வரிசையால் நிரப்பப்பட்டது. இந்த நேரத்தில், கட்டமைப்பு அதிர்வு நிலைமைகளின் அடிப்படையில் உகந்ததாக இருந்தது, அதாவது: கம்பிகளின் நீளம், அவற்றின் நிலை மற்றும் நீரின் அளவு ஆகியவற்றின் தேர்வு. தக்காளிக்கு என்ன நடந்தது என்பது இங்கே:
தக்காளியின் முதல் ஸ்கேன் பெரிய ஆண்டெனா மூலம் செய்யப்பட்டது. இதன் விளைவாக வெறும் சத்தம் மட்டுமே தெரியும். இரண்டாவது முறையாக நான் பழத்தை புதிதாக சுடப்பட்ட அதிர்வு கட்டமைப்பில் வைத்தேன். நான் வண்ண வரைபடங்கள் அல்லது அது போன்ற எதையும் உருவாக்கவில்லை, ஏனெனில் விளைவு தெளிவாக உள்ளது. எனவே, எனது சொந்த அனுபவத்திலிருந்து, நான் நிறைய நேரம் செலவிட்டாலும், கருத்து வேலை செய்கிறது என்பதை நிரூபித்தேன்.
நீங்கள் என்ன நினைக்கிறீர்கள் என்பது தெளிவாகத் தெரிகிறது - ஆரஞ்சு, தக்காளி - இது எல்லாம் தவறு, மனித சோதனைகள் எங்கே?
அவர்கள் உண்மையில் இருந்தனர் :
எம்ஆர்ஐ செய்துகொள்ளும் ஒரு தன்னார்வலரின் கை அதே பெட்டியில் உள்ளது. பெட்டியில் உள்ள உண்மையான நீர், அதில் ஹைட்ரஜன் இருப்பதால், தெளிவாகத் தெரியும். ரெசனேட்டரில் கிடக்கும் மணிக்கட்டின் பகுதியில் சமிக்ஞை பெருக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் உடலின் மற்ற அனைத்து பகுதிகளும் மோசமாகத் தெரியும். அதே விளைவை, இன்னும் சிறப்பாக, நிலையான மருத்துவ சுருள்களைப் பயன்படுத்தி அடைய முடியும் என்பது தெளிவாகிறது. ஆனால், நீர் மற்றும் கம்பிகளை இடஞ்சார்ந்த முறையில் இணைத்து, அவற்றை சரியான முறையில் இணைப்பதன் மூலம் நீங்கள் இதுபோன்ற விஷயங்களைச் செய்ய முடியும் என்பது ஆச்சரியமாக இருக்கிறது. இன்னும் ஆச்சரியமாக, ஒளியின் ஒளிவிலகல் போன்ற வெளித்தோற்றத்தில் தொடர்பில்லாத நிகழ்வுகளைப் படிப்பதன் மூலம் இதைப் பற்றிய அறிவைப் பெறலாம்.
இன்னும் சோர்வடையாதவர்களுக்குஇந்த நேரத்தில், தண்ணீர் பெட்டியின் வடிவமைப்பு ஏற்கனவே மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இப்போது இது ஒரு தட்டையான அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டு, இது உங்களுக்கு அருகிலுள்ள வெளிப்புற பெரிய ஆண்டெனாவின் காந்தப்புலத்தை உள்ளூர்மயமாக்க அனுமதிக்கிறது. மேலும், அதன் பணி பகுதி முந்தைய வடிவமைப்பை விட பெரியது:
வண்ண ரிப்பன்கள் மின்காந்த அலைகளின் வெளிப்புற மூலத்தால் உற்சாகமடையும் போது கட்டமைப்பின் மீது காந்தப்புல வலிமையைக் குறிக்கின்றன. தட்டையான அமைப்பு என்பது ரேடியோ பொறியியலில் அறியப்பட்ட ஒரு பொதுவான பரிமாற்ற வரியாகும், ஆனால் எம்ஆர்ஐக்கான மெட்டா மெட்டீரியலாகவும் கருதப்படலாம். ஸ்கேன் செய்யப்பட்ட பொருளில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்தில் உருவாக்கப்பட்ட புலத்தின் சீரான தன்மையின் அடிப்படையில் இந்த "வயர்லெஸ் சுருள்" ஏற்கனவே நிலையான சுருள்களுடன் போட்டியிட முடியும்:
அனிமேஷன் MRI இல் உள்ள தண்ணீரின் பெட்டியின் உள்ளே சமிக்ஞையின் அடுக்கு-மூலம்-அடுக்கு வண்ண வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. ஹைட்ரஜன் கருக்களிலிருந்து வரும் சமிக்ஞைகளின் தீவிரத்தை நிறம் குறிக்கிறது. மேல் இடது மூலையில், நிலையான பின் ஸ்கேனிங் சுருளின் ஒரு பகுதி பெறுநராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டு வடிவில் ரெசனேட்டரில் பெட்டி வைக்கப்படும் போது கீழ் இடது மூலையில் உள்ளது. கீழ் வலதுபுறம் - டோமோகிராஃப் சுரங்கப்பாதையில் கட்டப்பட்ட பெரிய ஆண்டெனாவால் சமிக்ஞை பெறப்படுகிறது. செவ்வகத்தால் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்ட பகுதியில் உள்ள சமிக்ஞை சீரான தன்மையை ஒப்பிட்டுப் பார்த்தேன். சில உயரத்தில், மெட்டா மெட்டீரியல் சிக்னல் சீரான தன்மையின் அடிப்படையில் சுருளை விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது. மருத்துவ நோக்கங்களுக்காக, இது ஒரு மிக முக்கியமான சாதனையாக இருக்காது, ஆனால் எலிகள் ஸ்கேன் செய்யப்படும் விஞ்ஞான MRI நிறுவல்களுக்கு வரும்போது, இது சமிக்ஞையின் அதிகரிப்பு மற்றும் உற்சாகமான ரேடியோ பருப்புகளின் தேவையான சக்தியைக் குறைக்க உதவும்.
கட்டுரையின் தொடக்கத்தில் “2 மடங்கு மேம்படுத்தப்பட்டது” - நிச்சயமாக, இது விஞ்ஞானிகளுக்கு பத்திரிகையாளர்களின் கோரப்படாத அன்பின் மற்றொரு பழமாகும், இருப்பினும், இது வெற்று ஆராய்ச்சி என்று சொல்வதும் தவறானது, இது ஆர்வத்தால் ஆதரிக்கப்படுகிறது. உலகெங்கிலும் உள்ள அறிவியல் குழுக்களில் இந்த தலைப்பு. ஆச்சரியப்படும் விதமாக, ரஷ்யாவிலும் இங்கு பணிகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன, இருப்பினும் எனது முற்றிலும் தனிப்பட்ட அனுபவத்தின் அடிப்படையில், இது ஒரு அரிதான விதிவிலக்கு. MRI இல் மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்துவதில் இன்னும் பல தீர்க்கப்படாத சிக்கல்கள் உள்ளன. ஒரு நல்ல படத்தைப் பெற காந்தப்புலங்களை உள்ளூர்மயமாக்குவதோடு, திசு வெப்பமாக்கலுக்கு வழிவகுக்கும் மின்சார புலங்களைப் பற்றி மறந்துவிடாதீர்கள், அதே போல் பரிசோதனைக்கு உட்பட்ட நோயாளிகளின் திசுக்களால் கதிரியக்க அதிர்வெண் புல ஆற்றலை உறிஞ்சுவதையும் மறந்துவிடாதீர்கள். இந்த விஷயங்களுக்கு, மருத்துவ பயன்பாட்டில், ஒரு சிறப்பு கட்டுப்பாடு இருக்க வேண்டும், இது புலம்-உள்ளூர்மயமாக்கல் ரெசனேட்டர்களைப் பயன்படுத்தும் போது மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. இப்போதைக்கு, எம்ஆர்ஐக்கான மெட்டா மெட்டீரியல்கள் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சியின் எல்லைக்குள் உள்ளன, ஆனால் பெறப்பட்ட முடிவுகள் ஏற்கனவே மிகவும் சுவாரஸ்யமானவை மற்றும் எதிர்காலத்தில், அவர்களுக்கு நன்றி, எம்ஆர்ஐ செயல்முறை சிறப்பாக மாறும், வேகமாகவும் பாதுகாப்பாகவும் மாறும்.
ஆதாரம்: www.habr.com