Las máquinas de imágenes de resonancia magnética MRI de alta resolución pueden funcionar mejor cambiando la estructura de las sondas de radio de bobinas a antenas.
¿Cómo puede hacer que una máquina de resonancia magnética de alta frecuencia sea más precisa? Al adoptar un enfoque de ingeniería eléctrica para crear un campo magnético mejor y uniforme.
En un nuevo estudio publicado en Transacciones sobre teoría y técnicas de microondas , los investigadores han descubierto que las sondas de radiofrecuencia con estructuras inspiradas en antenas de parche microstrip aumentan la resolución de MRI en máquinas de MRI de alta frecuencia, en comparación con las bobinas de superficie convencionales que se usan ahora.
"Cuando las frecuencias aumentan, las longitudes de onda se acortan y su campo magnético pierde uniformidad", dice Elena Semouchkina, profesora asociada de ingeniería eléctrica e informática en Michigan Tech. "La uniformidad es importante para las imágenes de alta resolución, por lo que propusimos una nuevaenfoque para desarrollar estas sondas "
Semouchkina explica que el tipo de antena que se ve en la parte superior de un edificio no es exactamente lo mismo que se usa aquí, sino que el diseño del equipo se inspiró en la antena de parche microstrip MPA. El diseño es relativamente simple: MPAestán hechos de una pieza plana de metal conectada a tierra por una pieza de metal más grande. Son baratos, simples y fáciles de hacer, por eso se usan con tanta frecuencia en las telecomunicaciones.
Las imágenes por resonancia magnética funcionan emitiendo pulsos de radiofrecuencia en un campo magnético a través de sondas con bobinas o estructuras similares a jaulas de pájaros. Eso se usa para crear una imagen.
Pero esas bobinas convencionales tienen límites de frecuencia: demasiado altas y no pueden crear campos magnéticos uniformes al volumen que necesitan los investigadores.
Las AMP son una alternativa en la que las ondas oscilan en la cavidad formada entre el parche y los electrodos del plano de tierra, que van acompañadas de corrientes en el electrodo del parche y, respectivamente, campos magnéticos oscilantes alrededor del parche, proporcionando un campo magnético uniforme y uniformefuerte.
"Si bien la complejidad de las bobinas de la jaula de pájaros aumenta con el aumento de la frecuencia de operación, las sondas basadas en parches pueden proporcionar un rendimiento de calidad en el rango de microondas más alto sin dejar de tener una estructura relativamente simple", dice Semouchkina. También mostraron menores pérdidas de radiación, haciendo quecompetitivos con, incluso mejor, que las bobinas convencionales.
Debido al daño que causan las ondas de radio de alta frecuencia a los humanos, el estudio se limitó a las máquinas de alta frecuencia, no al tubo de metal que estamos acostumbrados a ver en hospitales y centros médicos. Los humanos solo pueden mantener frecuencias de hasta sieteTeslas, pero los campos ultraaltos de hasta 21.1 Teslas se pueden usar en pruebas en modelos animales y en muestras de tejido.
Semouchkina ya es conocida por su trabajo que implica capas de invisibilidad, que implican la redirección de ondas electromagnéticas alrededor de un área para ocultar un objeto. "Utilizamos algunos de los mismos enfoques que desarrollamos en dispositivos de ocultación aquí, como hacer que la antena sea más pequeña", dijo..
Este estudio se realizó con Navid P. Gandji y George Semouchkin de Michigan Tech y Gangchea Lee, Thomas Neubereger y Micheal Lanagan de Pennsylvnia State University. El siguiente paso del equipo es seguir aplicando ingeniería eléctrica para modificar esas sondas para que funcionen mejory para ampliar aún más las posibilidades de las máquinas de resonancia magnética de alta frecuencia y las imágenes que crean.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Original escrito por Jen A. Miller. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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