L'eccitante linea di microstriscia scanalata si irradia in un fantasma del corpo umano a forma di scatola per l'eccitazione RF MRI del corpo. Il grafico a colori mostra la grandezza normalizzata della distribuzione Hx simulata, mentre i contorni neri rappresentano i fronti d'onda nel mezzo conduttivo. La distribuzione della densità di corrente superficiale calcolata sul piano di massa scanalato è mostrata con frecce nere.Nature Communications (2021). DOI:10.1038/s41467-020-20708-w
Gli scanner applicati nella ricerca utilizzano non solo un'antenna che emette e riceve il segnale, ma molti di loro, che può causare gravi ustioni ai tessuti e agli organi interni. Così, i ricercatori sono costretti ad alimentare gli scanner con meno tensione, che influisce negativamente sulla qualità dei loro studi. Ora, Fisici ITMO, insieme ai colleghi del consorzio M-Cube, hanno creato le prime antenne ad onde che perdono per gli scanner MRI. Il dispositivo può condurre la diagnostica degli organi del corpo senza rischi per la salute del paziente e allo stesso tempo aumentare la qualità delle immagini acquisite negli scanner di ricerca.
Le antenne speciali si basano sul principio della radiazione a banda larga. Il prototipo è stato prodotto utilizzando la tecnologia standard dei circuiti stampati, che ha ridotto il costo e l'intensità del lavoro della sua produzione. La tecnologia MRI si basa sull'irradiazione dei pazienti con onde elettromagnetiche di una certa frequenza. All'interno dello scanner, nel corpo umano si verificano risonanze che risultano nell'immagine acquisita. Il problema principale è mantenere un'immagine di alta qualità senza arrecare alcun danno al corpo del paziente.
"La nostra idea è che abbiamo molte piccole antenne collegate in serie con un'onda che si propaga attraverso di esse. Ogni elemento emette una parte della potenza, in modo che insieme formano la radiazione totale. Grazie al metodo delle onde leaky (che non sono risonanti), è possibile ridurre il riscaldamento e rendere la scansione sicura per i pazienti, " spiega Georgiy Solomakha, un dottorato di ricerca studente presso la Facoltà di Fisica e Ingegneria dell'ITMO e autore principale dell'articolo.
Antenne simili sono utilizzate nella ricerca della direzione radio e nel radar, e i ricercatori ITMO li hanno adattati appositamente per essere applicati nella tecnologia MRI.
Secondo Georgiy Solomakha, la soluzione potrebbe aprire nuove applicazioni di ricerca della tecnologia MRI. Poiché la nuova tecnologia dell'antenna riduce significativamente il riscaldamento, sarà possibile aumentare la potenza utilizzata dallo scanner senza alcun rischio. Questo, a sua volta, migliorerà la qualità delle immagini risultanti, il che significa che sarà possibile studiare più da vicino il funzionamento degli organi interni o seguire lo sviluppo delle malattie.