211service.com
Pigus, nešiojamas MRT
Mokslininkai sugalvojo naują magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) techniką, kuri yra daug pigesnė ir nešiojamesnė nei dabartinė technologija. Nors tai neįmanoma daugeliui tradicinės medicinos pritaikymų, prietaisas gali būti naudingas, pasak jų, biotechnologijų, geologijos ir pramonės srityse, kur didelės galios magnetai yra per brangūs arba mėginiai turi magnetinių savybių, kurios trukdo dideliems magnetiniams laukams.
Naujas MRT metodas naudoja mažos galios magnetus ir lazerius. Pirma, pavyzdyje esantys atomai yra veikiami kintamo magnetinio lauko, kuris juos išlygiuoja skirtingomis kryptimis. Po to, kai atomai sukoncentruojami aptikimo kameroje, jų pradinė padėtis gali būti nustatyta pagal jų išlyginimą. Lazerio šviesa, šviečianti per poliarizuotas dujas, nuskaito mėginio magnetinius signalus, kuriuos galima atkurti kaip vaizdą. (Kreditas: Shoujun Xu, UC Berkeley)
MRT skaitytuvai sukuria gyvų audinių vidinių struktūrų, skysčių srauto vamzdžiais ar objektų, tokių kaip uolienos ir fosilijos, struktūros vaizdus. Pagrindinis MRT trūkumas yra tas, kad norint sukurti aptinkamus signalus reikia galingų magnetinių laukų, kuriuos sukuria superlaidūs magnetai, todėl tai yra brangi ir sudėtinga technologija.
Naujas ir radikaliai kitoks MRT prietaisas, sukurtas laboratorijose Aleksandras Pušys ir Dmitrijus Budkeris Kalifornijos universitete Berklyje galėtų tas problemas išspręsti. Jis remiasi mažos galios magnetais ir kainuoja tik kelis tūkstančius dolerių. Galiausiai komanda tikisi sumažinti dabartinę sąranką ir taip sukurti nešiojamą, baterijomis maitinamą įrenginį, kurį būtų galima naudoti bet kur.
Ir ši grupė, ir kiti žmonės žvalgosi aplinkui ir sako: „Pamirškime įprastą magnetinio rezonanso atlikimo būdą“, Andrius Vebas , MRT specialistas Penn State universitete. Šis metodas siūlo visiškai kitokį šio MRT signalo aptikimo būdą, sako jis.
Tradiciniuose MRT skaitytuvuose stiprus vienodas magnetinis laukas priverčia kai kuriuos vandenilio atomus paciento ar mėginio viduje suktis ta pačia kryptimi. Radijo dažnio impulsas priverčia išsilygintus vandenilio atomus keisti kryptį ir pereiti į didelės energijos būseną. Kai pulsas baigiasi, šie atomai palaipsniui persirikiuoja, išskirdami energiją. MRT aparato magnetinė ritė gali aptikti šią energiją, kuri naudojama vaizdui sukurti.
Naujasis prietaisas, vadinamas optiniu atominiu magnetometru, skirtas skysčiams, pavyzdžiui, dujoms ir vandeniui, vaizduoti. Mėginio medžiaga pirmiausia poliarizuojama magnetu. Tada jis yra veikiamas kintamo magnetinio lauko, kuriame kiekvienas mėginio atomas gauna skirtingą magnetizmo lygį, suteikdamas jam skirtingą sukimąsi.
Tada mėginys perkeliamas į aptikimo kamerą. Tačiau skirtingai nuo tradicinio MRT, kai struktūrinė informacija aptinkama naudojant magnetinę ritę, Budkerio laboratorija sukūrė būdą MRT signalui aptikti naudojant šviesą. Netoli kameros esantis stiklo elementas užpildytas rubidžio atomais, kurie yra labai jautrūs magnetinių laukų pokyčiams ir gali aptikti magnetinius signalus iš mėginio. Kai lazerio šviesa zonduoja rubidžio atomus, jie keičia lazerio šviesos poliarizaciją pagal juntamų magnetinių laukų stiprumą. Tada signalus galima atkurti į vaizdą. (Prietaiso aprašymas ir preliminarūs rezultatai buvo paskelbti praėjusį mėnesį Nacionalinės mokslų akademijos darbai. )
Įdomiausias tyrimo aspektas yra tai, kad jis sujungia dvi technologijas, kurios yra jaunos ir gali būti toliau tobulinamos, sako Mykolas Romalis Prinstono universiteto fizikas, kuriantis panašius MRT metodus. Jis sako, kad naudodami šias dvi technologijas galite sukurti gana paprastą ir nebrangią sistemą.
Nors jis kūrybiškai išsprendžia kai kurias vaizdo gavimo problemas, šis metodas tikriausiai šiuo metu nėra tinkamas plačiai paplitusiam medicinos naudojimui. Kadangi tai priklauso nuo patekimo į vaizduojamus skysčius, labiausiai įmanomas medicininis pritaikymas būtų plaučių vaizdavimas naudojant poliarizuotas dujas, sako Shoujun Xu, Pines laboratorijos narys.
Vietoj to geologai galėtų jį panaudoti laboratorijoje tirdami skysčiu užpildytus porėtus uolienų pavyzdžius, kuriuose dažnai yra magnetinių priemaišų, trukdančių didelės galios magnetams. Ir toliau tobulinant jį kada nors gali panaudoti naftos pramonė, tirdama akytas medžiagas, tokias kaip naftos telkiniai ir rezervuarų uolienos, kurios taip pat turi magnetinių priemaišų.
Tyrėjai taip pat tikisi pritaikyti šią techniką mikrofluidikoje, kurioje naudojamos nedidelės laboratorijos technologijos, skirtos biologiniams procesams tirti, naujų vaistų paieškai ir toksiškumo lygiui vandenyje tirti. Šiuo metu lustai turi būti specialiai pagaminti naudoti didelės galios magnetiniuose laukuose, kad būtų galima stebėti skysčius ir chemines reakcijas naudojant MRT.