Ядрено-магнитният резонанс става безопасен за хора с импланти

Метаматериал понижава мощността на ядрено-магнитния резонанс и го прави безопасен за хора с пейсмейкъри, слухови апарати и други импланти. Опитите на физиците от Санкт Петербургския национален изследователски университет по информационни технологии, механика и оптика /ИТМО/ продължават вече няколко години. Екипът е разработил няколко устройства за подобряване на ядрено-магнитния резонанс на базата на нови изкуствени материали. Мнението на изследователя Алексей Слобожанюк е, че в следващите няколко години благодарение на тези устройства значително ще се подобри ефективността на скенерите в руските болници и в същото време ще се повиши общото ниво на диагностиката.

По време на томографията мозъкът или друг орган се облъчват с радиовълни в присъствието на мощен постоянен магнит в резултат на което ядрата на водородните и други атоми в телесните тъкани започват да вибрират, излъчвайки или поглъщайки вълните на определена честота. Именно наблюдавайки тези вълни, учените могат да изчислят позицията на атомите, температурата на тъканта, както и други свойства на изследваните органи дори и начина, по който микровълновото лъчение влияе на работата на клетките. За работата на скенера за ЯМР се използват мощни магнити, създадени на базата на свръхпроводници. Това огранича обхвата на приложението на оборудването и прави работата му доста скъпа.

Преди година Слобожанюк и колегите му от университетите в Санкт Петербург и в Лайден, Холандия успели да ускорят работата на ЯМР–скенера, създавайки особен материал от парченца мед, благодарение на който картината става много по-контрастна. Това позволява на медиците да създадат ясен образ при по-малък брой сканирания и да увеличат разделителната способност на изображенията при това за много по-кратко време.

Докато работят върху метаматериалите Слобожанюк и колегите му обмислят възможността да бъде отстранен един от основните недостатъци на ядрено-магнитния резонанс. Става дума за това, че хората, които имат медицински импланти не могат да го използват, защото металните части на протезите и електронните устройства се нагряват при сканиране. Това може да ги извади от строя и да застраши живота на човека. Метаматериалът от своя страна може да бъде променен така, че да преразпредели електромагнитното поле вътре в скенера, което ще повиши допълнително качеството на снимките и ще намали силата на ЯМР до безвредни нива.

Експериментите показват, че използването на метаповърхности може да повиши ефективността на захранването на бобината повече от 3 пъти. Това означава, че захранващата мощност се намалява значително като в същото време се гарантира високо качество на изображението. Ниската мощност позволява процедурата да бъде абсолютно безопасна за хора с импланти, обяснява Алексей Слобожанюк.

Идеята на руските учени вече е привлякла вниманието на чуждите високотехнологични компании, в сътрудничество с които физиците от университета ИТМО са създали нови, много по-компактни и удобни версии на тези материали с дебелина само от 0,5 см., които вече са тествали в една от холандските клиниките. Опитите показват, че усилвателят се справя със задачата си – картината е по-контрастна и ясна и подсилва сигнала с 3,6 пъти. Това дава надежда, че в бъдеще тези медицински услуги ще бъдат достъпни за хора, страдащи от най-тежката болест на сърцето, от глухота и други заболявания, с които лекарите се борят днес, използвайки импланти и метални протези.

По статията работи: Гергана Караилиева

Източник: ria.ru