Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională. Nikolai Avdievich - despre noile dispozitive RMN și capacitățile lor Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională a creierului

TEHNOLOGIE

E.I. Kremneva, R.N. Konovalov, M.V. Krotenkova

Centrul Științific de Neurologie al Academiei Ruse de Științe Medicale (Moscova)

Din anii 90. Secolul XX, imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) este una dintre principalele metode de cartografiere a zonelor funcționale ale creierului datorită caracterului neinvaziv, lipsei expunerii la radiații și utilizării relativ răspândite. Esența acestei tehnici este măsurarea modificărilor hemodinamice ca răspuns la activitatea neuronală (efect BOLD). Pentru succesul unui experiment fMRI, este necesar: disponibilitatea suportului tehnic adecvat (scaner RMN cu câmp înalt, echipamente speciale pentru îndeplinirea sarcinilor), dezvoltarea unui design optim al studiului, post-procesarea datelor obținute. În prezent, tehnica este folosită nu numai în scopuri științifice, ci și în medicina practică. Cu toate acestea, ar trebui să vă amintiți întotdeauna unele limitări și contraindicații, în special atunci când efectuați fMRI la pacienți cu diverse patologii. Pentru a planifica corect un studiu și a interpreta rezultatele acestuia, este necesar să se implice diverși specialiști: neuroradiologi, biofizicieni, neurologi, psihologi, deoarece fMRI este o tehnică multidisciplinară.

Cuvinte cheie: fMRI, contrast BOLD, design de studiu, post-procesare

Timp de multe secole, oamenii de știință și medicii au fost interesați de modul în care funcționează creierul uman. Odată cu dezvoltarea progresului științific și tehnologic, a devenit posibilă ridicarea vălului acestui mister. Și invenția și introducerea în practica clinică a unei astfel de metode neinvazive precum imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) a devenit deosebit de valoroasă. RMN-ul este o metodă relativ tânără: primul tomograf comercial de 1,5 T a început să funcționeze abia în 1982. Cu toate acestea, până în 1990, îmbunătățirea tehnică continuă a metodei a făcut posibilă utilizarea acesteia nu numai pentru a studia caracteristicile structurale ale creierului, ci și pentru a studiază funcționarea acestuia. Acest articol se va concentra pe o tehnică care permite cartografierea diferitelor zone funcționale ale creierului - imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI).

Principii de bază ale tehnicii fMRI_

fMRI este o tehnică RMN care măsoară răspunsul hemodinamic (modificarea fluxului sanguin) asociat cu activitatea neuronală. Se bazează pe două concepte principale: interacțiunea neurovasculară și contrastul BOLD.

fMRI nu permite să se vadă activitatea electrică a neuronilor în mod direct, ci o face indirect, printr-o modificare locală a fluxului sanguin. Acest lucru este posibil datorită fenomenului de interacțiune neurovasculară - o schimbare regională a fluxului sanguin ca răspuns la activarea neuronilor din apropiere. Acest efect se realizează printr-o secvență complexă de reacții interconectate care apar în neuroni, glia înconjurătoare (astrocite) și endoteliul peretelui vaselor, deoarece cu activitate crescută, neuronii au nevoie de mai mult oxigen și nutrienți aduși cu fluxul sanguin. Tehnica fMRI face posibilă evaluarea directă a modificărilor hemodinamicii.

Acest lucru a devenit posibil în 1990, când Seiji Ogawa și colegii săi de la Bell Laboratories (SUA) au propus utilizarea contrastului BOLD pentru a studia fiziologia creierului folosind RMN. Descoperirea lor a marcat începutul erei

neuroimagistică funcțională modernă și a stat la baza majorității studiilor fMRI. Contrastul BOLD (literal - dependent de nivelul de oxigenare a sângelui, în funcție de nivelul de oxigenare a sângelui) este diferența de semnal RM pe imagini folosind secvențe de gradient în funcție de procentul de deoxihemoglobină. Deoxihemoglobina are proprietăți magnetice diferite față de țesuturile din jur, ceea ce, atunci când este scanat, duce la o perturbare locală a câmpului magnetic și la o scădere a semnalului în secvența „ecou gradient”. Odată cu o creștere a fluxului sanguin ca răspuns la activarea neuronilor, deoxihemoglobina este spălată din țesuturi și este înlocuită cu sânge oxigenat, care este similar în proprietăți magnetice cu țesuturile din jur. Apoi perturbația câmpului scade și semnalul nu este suprimat - și vedem amplificarea lui locală (Fig. 1A).

Astfel, rezumând toate cele de mai sus, schema generală a fMRI poate fi reprezentată astfel: activarea neuronilor ca răspuns la acțiunea unui stimul și o creștere a nevoilor lor metabolice duce la o creștere locală a fluxului sanguin, care se înregistrează. în timpul fMRI sub forma unui semnal BOLD - produsul activității neuronale și răspunsului hemodinamic (Fig. 1B).

orez. 1: A - ilustrare schematică a contrastului VOS în experimentul Oda\ha cu o modificare a procentului de oxigen din sângele șobolanilor; atunci când aerul obișnuit (21% oxigen) este inhalat, zonele de scădere a semnalului sunt determinate în cortex (în partea superioară a figurii), corespunzătoare vaselor cu un conținut crescut de deoxihemoglobină; atunci când este inhalat oxigen pur, se notează un semnal MR omogen din cortexul cerebral (în partea inferioară a figurii); B - schema generala de generare a unui semnal WOS

Planificarea experimentului

Pentru a efectua un studiu fMRI, trebuie să aveți un tomograf MR cu câmp înalt (valoare de inducție a câmpului magnetic - 1,5 T și mai mult), diverse echipamente pentru îndeplinirea sarcinilor în timpul scanării (căști, ochelari video, un proiector, diverse telecomenzi și joystick-uri pt. feedback de la subiecți etc.). Un factor important este disponibilitatea subiectului de a coopera.

Schematic, procesul de scanare în sine (folosind exemplul stimulării vizuale) arată astfel (Fig. 2): subiectul se află în tomograf; printr-un sistem special de oglinzi fixate deasupra capului său, are acces la imagini afișate printr-un videoproiector pe ecran. Pentru feedback (dacă acest lucru este implicat în sarcină), pacientul apasă un buton de pe telecomandă. Furnizarea de stimulente și monitorizarea îndeplinirii sarcinilor se realizează folosind consola din camera de control.

Sarcinile pe care le îndeplinește subiectul pot fi diferite: vizuale, cognitive, motorii, de vorbire etc., în funcție de obiectivele stabilite. Există două tipuri principale de prezentare a stimulilor într-o sarcină: sub formă de blocuri - design bloc și sub formă de stimuli individuali izolați - design discret (Fig. 3). O combinație a ambelor opțiuni este, de asemenea, posibilă - un design mixt.

Cel mai răspândit, în special pentru sarcinile motorii, este proiectarea blocului, când stimulii identici sunt colectați în blocuri alternând între ele. Un exemplu este sarcina de a strânge o minge de cauciuc (fiecare strângere este un stimul separat) pentru o anumită perioadă de timp (în medie 20-30 s), alternând cu perioade de odihnă de durată similară. Acest design are cea mai mare putere statistică deoarece însumează semnalele individuale BOLD. Cu toate acestea, este, de regulă, previzibil pentru pacienți și nu permite evaluarea răspunsului la un singur stimul și, prin urmare, nu este potrivit pentru unele sarcini, în special pentru cele cognitive.

orez. 2: Schema experimentului fMRI (pe baza materialelor din resursa http://psychology.uwo.ca/fmri4newbies, cu modificări)

bloc

Discret (legat de eveniment)

A 11 i A D1 iil iitU I I,

orez. 3: Principalele tipuri de proiecte de studii fMRI

Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională

În acest scop, există un design discret, când stimulii sunt prezentați într-o ordine haotică la diferite intervale de timp. De exemplu, unui subiect cu arahnofobie i se arată imagini neutre (flori, clădiri etc.), printre care apar din când în când imagini ale unui păianjen, ceea ce face posibilă evaluarea activării creierului ca răspuns la stimuli neplăcuți. Cu un design bloc, acest lucru ar fi dificil: în primul rând, subiectul știe când va apărea un bloc și se pregătește deja pentru acesta în avans, iar în al doilea rând, dacă același stimul este prezentat pentru o perioadă lungă de timp, reacția la acesta devine plictisitoare. Este un design discret care poate fi folosit în fMRI ca detector de minciuni sau în cercetările de marketing, atunci când voluntarilor li se prezintă diverse opțiuni de produs (ambalajul, formele, culorile acestuia) și se observă reacția inconștientă a acestora.

Deci, am ales un design al sarcinii și am efectuat scanarea. Ce obținem ca rezultat? În primul rând, este o serie 4D de date funcționale în secvența „ecou gradient”, care reprezintă scanări multiple repetate ale întregului volum al substanței creierului în timpul sarcinii. Și în al doilea rând, volumul de date anatomice 3D de înaltă rezoluție: de exemplu, 1 x 1 x 1 mm (Fig. 4). Acesta din urmă este necesar pentru cartografierea precisă a zonelor de activare, deoarece datele funcționale au o rezoluție spațială scăzută.

Post-procesarea datelor_

Modificările semnalului MR în zonele de activare ale creierului în diferite condiții sunt de numai 3-5%, ele sunt evazive pentru ochiul uman. Prin urmare, în continuare, datele funcționale obținute sunt supuse analizei statistice: este trasată o curbă de dependență a intensității semnalului MR în timp pentru fiecare voxel de imagine în diferite stări - experimentale (furnizare de stimul) și control. Ca rezultat, obținem o hartă statistică de activare combinată cu date anatomice.

Dar înainte de a efectua în mod direct o astfel de analiză, este necesar să se pregătească datele „brute” obținute la sfârșitul scanării și să se reducă variabilitatea rezultatelor care nu are legătură cu sarcina experimentală. Algoritmul de pregătire este un proces în mai multe etape și este foarte important pentru înțelegerea posibilelor eșecuri și erori în interpretarea rezultatelor. În prezent, există diverse programe -

Ш -.V w<# %>

40 4"r h® Ф W

orez. 4: Serii de date funcționale (A) și anatomice (B) obținute la sfârșitul scanării

Nou software pentru prelucrarea preliminară a datelor obținute, produs atât de producătorii de scanere RMN, cât și de laboratoarele independente de cercetare fMRI. Dar, în ciuda diferențelor dintre metodele utilizate, denumirile lor și prezentarea datelor, toate etapele de pregătire se reduc la câțiva pași de bază.

1. Corectarea mișcării capului subiectului. Atunci când efectuați sarcini, acest lucru este inevitabil, în ciuda utilizării diferitelor dispozitive pentru fixarea capului (măști, cleme pe bobina capului etc.). Chiar și mișcarea minimă poate duce la modificări artificiale mari ale intensității semnalului MR între volumele succesive de date, mai ales dacă mișcarea capului este asociată cu îndeplinirea unei sarcini experimentale. În acest caz, este dificil să distingem activarea „adevărată” BOLD de activarea „artificială” - care apare ca urmare a mișcării subiectului (Fig. 5).

În general, se acceptă că deplasarea optimă a capului nu este mai mare de 1 mm. În acest caz, deplasarea perpendiculară pe planul de scanare (direcția „cap - picioare”) este semnificativ mai slabă pentru procesarea statistică corectă a rezultatelor decât deplasarea în planul de scanare. În această etapă, se utilizează un algoritm de transformare a corpului rigid - o transformare spațială în care se schimbă doar poziția și orientarea obiectului, iar dimensiunile sau forma acestuia sunt constante. În practică, procesarea arată astfel: un referent (de obicei primul) volum funcțional de imagini este selectat și toate volumele funcționale ulterioare sunt aliniate matematic cu acesta, similar cu modul în care aliniem foile de hârtie într-un teanc.

2. Înregistrarea de bază a datelor funcționale și anatomice.

Diferențele de poziție a capului subiectului sunt minimizate. Prelucrarea computerizată și compararea datelor anatomice de înaltă rezoluție și a datelor funcționale cu rezoluție foarte scăzută sunt, de asemenea, efectuate pentru a permite localizarea ulterioară a zonelor de activare.

orez. 5: Exemplu de deplasare a capului pacientului în timpul scanării în timpul efectuării unei paradigme motorii. În partea superioară a figurii există un grafic al mișcării capului subiectului în trei planuri reciproc perpendiculare: curba din mijloc reflectă deplasarea pacientului de-a lungul axei z (direcția „cap-picior”) și se abate în mod clar la începutul mişcării şi la sfârşitul acesteia. În partea de jos sunt hărți statistice de activare a aceluiași subiect fără corecție de mișcare. Artefactele tipice de mișcare sunt identificate sub formă de jumătăți de inele de-a lungul marginii materiei cerebrale

În plus, diferențele asociate cu diferite moduri de scanare sunt minimizate (de obicei, pentru datele funcționale, acesta este modul „ecou gradient”, pentru datele anatomice - T1). Astfel, modul ecou gradient poate oferi o oarecare întindere a imaginii de-a lungul uneia dintre axe în comparație cu imaginile structurale de înaltă rezoluție.

3. Normalizarea spațială. Se știe că forma și dimensiunea creierului uman variază semnificativ. Pentru a compara datele obținute de la diferiți pacienți, precum și pentru a procesa întregul grup în ansamblu, se folosesc algoritmi matematici: așa-numita transformare afină. În acest caz, imaginile regiunilor individuale ale creierului sunt transformate - întindere, compresie, întindere etc. - urmată de reducerea datelor structurale la un sistem unificat de coordonate spațiale.

În prezent, cele mai comune două sisteme de coordonate spațiale în fMRI sunt sistemul Thaleras și sistemul Institutului Neurologic de la Montreal. Prima a fost dezvoltată de neurochirurgul francez Jean Talairach în 1988, pe baza măsurătorilor post-mortem ale creierului unei femei franceze de 60 de ani. Apoi coordonatele tuturor regiunilor anatomice ale creierului au fost date în raport cu linia de referință care leagă comisurile anterioare și posterioare. Orice creier poate fi plasat în acest spațiu stereotaxic, iar zonele de interes pot fi descrise folosind un sistem de coordonate tridimensional (x, y, z). Dezavantajul unui astfel de sistem este că conține date dintr-un singur creier. Prin urmare, sistemul mai popular este dezvoltat la Institutul Neurologic din Montreal (MNI) pe baza calculului total al datelor de imagine T1 de la 152 de canadieni.

Deși în ambele sisteme numărarea se efectuează de pe linia care leagă comisurile anterioare și posterioare, coordonatele acestor sisteme nu sunt identice, mai ales că se apropie de suprafețele convexitale ale creierului. Acest lucru trebuie reținut atunci când se compară rezultatele obținute cu datele din munca altor cercetători.

Trebuie remarcat faptul că această etapă de procesare nu este utilizată pentru maparea preoperatorie a zonelor de activare funcțională în neurochirurgie, deoarece scopul fMRI într-o astfel de situație este de a evalua cu precizie locația acestor zone la un anumit pacient.

4. Netezire. Normalizarea spațială nu este niciodată precisă, astfel încât regiunile omoloage și, prin urmare, zonele lor de activare, nu sunt 100% consistente. Pentru a obține suprapunerea spațială a zonelor de activare similare într-un grup de subiecți, pentru a îmbunătăți raportul semnal-zgomot și, astfel, a crește fiabilitatea datelor, este utilizată o funcție de netezire gaussiană. Esența acestei etape de procesare este „stoparea” zonelor de activare ale fiecărui subiect, drept urmare zonele de suprapunere a acestora cresc în timpul analizei de grup. Dezavantaj: rezoluția spațială este pierdută.

Acum, în sfârșit, putem trece direct la analiza statistică, în urma căreia obținem date despre zonele de activare sub formă de hărți color suprapuse datelor anatomice. Aceleași date pot

Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională

Statistici: p-va/ues ajustate pentru volumul de căutare

nivel set-level non-lsotroplc ajustat la nivel de cluster la nivel de voxel

R "- - - ---- mm mm mm

^ conectat "E ^ necorectat PFWE-con ^ FDR-con T (U ^ neconectat

0.000 80 0.000 0.000 0.000 6.26 6.04 0.000 -27 -24 60

0.000 0.000 6.00 5.81 0.000 -33 -18 69

0.002 46 0.001 0.009 0.000 5.20 5.07 0.000 27 -57 -21

0.123 0.004 4.54 4.45 0.000 18 -51 -18

0.278 6 0.179 0.076 0.003 4.67 4.58 0.000 51 21 -21

0.331 5 0.221 0.081 0.003 4.65 4.56 0.000 -66 -24 27

0.163 9 0.098 0.099 0.003 4.60 4.51 0.000 -48 -75 -27

0.050 17 0.029 0.160 0.005 4.46 4.38 0.000 -21 33 27

0.135 10 0.080 0.223 0.006 4.36 4.28 0.000 3 -75 -33

0.668 1 0.608 0.781 0.024 3.83 3.77 0.000 6 -60 -9

orez. 6: Exemplu de prezentare a rezultatelor statistice post-procesare. În stânga - zone de activare atunci când se efectuează o paradigmă motrică (ridicarea - coborârea degetului arătător drept), combinată cu reconstrucția volumetrică a creierului. În dreapta - date statistice pentru fiecare zonă de activare

să fie prezentate în format digital indicând semnificația statistică a zonei de activare, volumul și coordonatele acesteia în spațiu stereotaxic (Fig. 6).

Aplicații ale fMRI_

În ce cazuri se efectuează fMRI? În primul rând, în scopuri pur științifice: acesta este un studiu al funcționării creierului normal și al asimetriei sale funcționale. Această tehnică a reînviat interesul cercetătorilor pentru cartografierea funcțiilor creierului: fără a recurge la intervenții invazive, puteți vedea care zone ale creierului sunt responsabile pentru un anumit proces. Poate că cele mai mari progrese au fost făcute în înțelegerea noastră a proceselor cognitive superioare, inclusiv atenția, memoria și funcțiile executive. Astfel de studii au făcut posibilă utilizarea fMRI în scopuri practice departe de medicină și neuroștiință (ca detector de minciuni, în cercetarea de marketing etc.).

În plus, fMRI este utilizat în mod activ în medicina practică. În prezent, această tehnică este utilizată pe scară largă în practica clinică pentru cartografierea preoperatorie a funcțiilor de bază (motorii, vorbirii) înaintea intervențiilor neurochirurgicale pentru leziuni cerebrale care ocupă spațiu sau epilepsie intratabilă. În SUA, există chiar și un document oficial - un ghid practic alcătuit de Colegiul American de Radiologie și Societatea Americană de Neuroradiologie, care descrie în detaliu întreaga procedură.

Cercetătorii încearcă, de asemenea, să introducă fMRI în practica clinică de rutină pentru o varietate de boli neurologice și psihiatrice. Scopul principal al numeroaselor lucrări în acest domeniu este de a evalua schimbările în funcționarea creierului ca răspuns la deteriorarea uneia sau alteia dintre zonele sale - pierderea și (sau) schimbarea zonelor, deplasarea acestora etc., precum și dinamica. observarea restructurării zonelor de activare ca răspuns la terapia cu medicamente și (sau) măsuri de reabilitare.

În cele din urmă, studiile fMRI efectuate pe pacienți din diferite categorii pot ajuta la determinarea valorii prognostice a diferitelor opțiuni de restructurare funcțională a cortexului pentru a restabili funcțiile afectate și a dezvolta algoritmi optimi de tratament.

Posibile eșecuri ale studiului_

Atunci când planificați fMRI, trebuie să aveți întotdeauna în vedere diferite contraindicații, limitări și posibile

surse de eroare în interpretarea datelor obținute atât pentru voluntari sănătoși, cât și pentru pacienți.

Acestea includ:

Orice factori care afectează interacțiunea neurovasculară și hemodinamica și, ca urmare, contrastul BOLD; prin urmare, este întotdeauna necesar să se țină cont de posibilele modificări ale fluxului sanguin cerebral, de exemplu, din cauza ocluziilor sau stenozelor severe ale arterelor principale ale capului și gâtului, luând medicamente vasoactive; se cunosc, de asemenea, fapte de scădere sau chiar inversare a răspunsului BOLD la unii pacienți cu glioame maligne din cauza autoreglării afectate;

Prezența contraindicațiilor la subiect, comune oricărui studiu RMN (stimulatoare cardiace, claustrofobie etc.);

Structuri metalice din zona părților faciale (creierului) ale craniului (proteze dentare nedemontabile, cleme, plăci etc.), dând artefacte pronunțate în modul „ecou gradient”;

Lipsa (dificultatea) de cooperare din partea subiectului în timpul sarcinii, asociată atât cu statutul său cognitiv, cât și cu scăderea vederii, auzului etc., precum și cu o lipsă de motivație și atenție cuvenită la sarcină;

Mișcare pronunțată a subiectului în timpul îndeplinirii sarcinilor;

Proiectarea studiului incorect planificată (selectarea unei sarcini de control, durata blocurilor sau întregul studiu etc.);

Dezvoltarea atentă a sarcinilor, care este deosebit de importantă pentru fMRI clinică, precum și în studiul unui grup de oameni sau aceluiași subiect în dinamică pentru a putea compara zonele de activare rezultate; sarcinile ar trebui să fie reproductibile, adică aceleași pe întreaga perioadă a studiului și disponibile pentru finalizarea tuturor subiecților; o soluție posibilă pentru pacienții care nu sunt capabili să efectueze singuri sarcini legate de mișcare este utilizarea paradigmelor pasive care utilizează diverse dispozitive pentru a mișca membrele;

Alegerea greșită a parametrilor de scanare (timp ecou - TE, timp de repetiție - TR);

Parametri incorecți de post-procesare a datelor în diferite etape;

Interpretarea eronată a datelor statistice obținute, cartografierea incorectă a zonelor de activare.

Concluzie

În ciuda limitărilor de mai sus, fMRI este o tehnică modernă de neuroimagistică importantă și versatilă, care combină avantajele rezoluției spațiale ridicate și ale neinvazivității cu absența necesității contrastului intravenos.

amplificare și expunere la radiații. Cu toate acestea, această tehnică este foarte complexă, iar pentru a îndeplini cu succes sarcinile atribuite unui cercetător care lucrează cu fMRI, este necesară o abordare multidisciplinară - implicând în cercetare nu doar neuroradiologi, ci și biofizicieni, neurofiziologi, psihologi, logopezi, medici clinici, si matematicieni. Numai în acest caz este posibil să se utilizeze întregul potențial al fMRI și să se obțină rezultate cu adevărat unice.

Bibliografie

1. Ashburner J., Friston K. Coregistrare și partiționare a imaginilor multimodale - un cadru unificat. Neurolmage 1997; 6 (3): 209-217.

2. Brian N. Pasley, Ralph D. Freeman. Cuplaje neurovasculare. Scholarpedia 2008; 3(3):5340.

3. Chen C.M., HouB.L., Holodny A.I. Efectul vârstei și gradului tumorii asupra imagisticii RM funcționale BOLD în evaluarea preoperatorie a pacienților cu gliom. Radiologie 2008; 3: 971-978.

4. Filippi M. tehnici şi protocoale fMRI. Humana Press 2009: 25.

5. Friston K.J., Williams S., HowardR. et al. Efecte legate de mișcare în seriile de timp fMRI. Magn. Motiv. Med. 1996; 35: 346-355.

6. Glover, G.H., Lai S. Self-navigated spiral fMRI: Interleaved versus single-shot. Magn. Motiv. Med. 1998; 39: 361-368.

7. Haller S, Bartsch A.J. Capcane în fMRI. EURO. Radiol. 2009; 19: 2689-2706.

8. Hsu Y.Y., Chang C.N., Jung S.M. et al. RMN-ul glioamelor cerebrale în funcție de nivelul de oxigenare din sânge în timpul ținerii respirației. J. Magn. Reson Imaging 2004; 2: 160-167.

9. Huettel S.A., Song A.W., McCarthy G. Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională. Sinauer Associates, Inc. 2004: 295-317.

10. Ogawa S., Lee T.M. Imagistica prin rezonanță magnetică a vaselor de sânge la câmpuri înalte: măsurători și simulări de imagine in vivo și in vitro. Magn. Motiv. Med. 1990; 16 (1): 9-18.

Imagistica prin rezonanță magnetică este indispensabilă în diagnosticarea multor boli și permite vizualizarea detaliată a organelor și sistemelor interne.

Departamentul de RMN al clinicii NACFF din Moscova este echipat cu un tomograf cu câmp înalt Siemens MAGNETOM Aera cu un design de tunel deschis. Puterea tomografului este de 1,5 Tesla. Echipamentul permite examinarea persoanelor cu o greutate de până la 200 kg, lățimea tunelului aparatului (apertura) este de 70 cm.În clinica noastră puteți face un RMN al coloanei, articulațiilor, organelor interne, inclusiv cu introducerea unui agent de contrast , precum și supuse imagistică prin rezonanță magnetică a creierului capului Costul diagnosticului este accesibil, în timp ce valoarea rezultatelor obținute este incredibil de mare. În total, sunt efectuate peste 35 de tipuri de examinări prin rezonanță magnetică.

După diagnosticul RMN, medicul conduce o conversație cu pacientul și emite un disc cu înregistrarea. Concluzia se transmite prin email.

Pregătirea

Majoritatea examinărilor prin rezonanță magnetică nu necesită pregătire specială. Cu toate acestea, de exemplu, pentru RMN-ul cavității abdominale și al organelor pelvine, se recomandă să se abțină de la mâncare și băutură cu 5 ore înainte de examinare.

Înainte de a vizita centrul de imagistică prin rezonanță magnetică (în ziua examinării), trebuie să purtați îmbrăcăminte confortabilă, fără elemente metalice.

Contraindicatii

Contraindicațiile pentru imagistica prin rezonanță magnetică se datorează faptului că în timpul studiului se generează un câmp magnetic puternic care poate afecta electronica și metalele. Pe baza acestui fapt, o contraindicație absolută la RMN este prezența:

• stimulator cardiac;
• neurostimulator;
• implant electronic de ureche medie;
• cleme metalice pe vase;
• pompe de insulina

Stimulator cardiac instalat, neurostimulator, implant electronic de ureche medie, cleme metalice pe vasele de sange, pompe de insulina.

Restricții privind efectuarea

Dacă aveți instalate structuri metalice mari (de exemplu, o endoproteză articulară), veți avea nevoie de un document despre posibilitatea și siguranța efectuării RMN. Acesta poate fi un certificat pentru implant (de obicei eliberat după operație) sau un certificat de la chirurgul care a efectuat intervenția. Cele mai multe dintre aceste structuri sunt realizate din titan de calitate medicală, care nu interferează cu procedura. Dar, în orice caz, înainte de examinare, spuneți medicului de la departamentul de radiologie despre prezența obiectelor străine în corp - coroane în cavitatea bucală, piercing-uri și chiar tatuaje (pentru acestea din urmă ar putea fi utilizate vopsele care conțin metal) .

Prețul imagisticii prin rezonanță magnetică depinde de partea corpului examinată și de necesitatea unor proceduri suplimentare (de exemplu, introducerea contrastului). Deci, un RMN al creierului va costa mai mult decât o tomografie a unei mâini. Înscrieți-vă la un studiu prin telefon la Moscova: +7 495 266-85-01 sau lăsați o solicitare pe site.

Oferă cercetătorului o mulțime de informații despre structura anatomică a unui organ, țesut sau alt obiect care intră în câmpul vizual. Cu toate acestea, pentru a dezvolta o imagine holistică a proceselor care au loc, nu există suficiente date despre activitatea funcțională. Și în acest scop există imagistica prin rezonanță magnetică funcțională BOLD (BOLD - contrast dependent de nivelul de oxigenare a sângelui, sau contrast în funcție de gradul de saturație cu oxigen al sângelui).

BOLD fMRI este una dintre cele mai aplicabile și cunoscute metode pentru măsurarea activității creierului. Activarea are ca rezultat creșterea fluxului sanguin local cu modificări ale concentrației relative a hemoglobinei oxigenate (îmbogățite cu oxigen) și deoxigenate (sărace în oxigen) în circulația locală.

Fig.1.Sistem reactii cerebral circulație sanguină V Răspuns pe excitaţie neuronii.

Sângele deoxigenat este paramagnetic (o substanță care poate fi magnetizată) și va determina scăderea nivelului semnalului RMN. Dacă există mai mult sânge oxigenat în zona creierului, nivelul semnalului RMN crește. Astfel, oxigenul din sânge acționează ca un agent de contrast endogen.

Fig.2.Volum cerebral Rezerva de sânge (A) Și ÎNDRĂZNEŢ-Răspuns fMRI (b) la activare primar motor latrapersoană. Semnal trece V 4 etape. 1 etapă – din cauza activare neuronii se ridică consumoxigen, crește cantitate de-oxigenat sânge, ÎNDRĂZNEŢ— semnal Puțin scade (pe graficăNu afișate, scădea minor). Vasele se extind, din cauza ce niste scadeRezerva de sânge cerebral țesături. Etapă 2 – termen lung crește semnal. Potenţial actiuni neuroniise termină, Dar curgere oxigenate sânge crește inerțial, Pot fi din cauza impactbiochimic markere hipoxie. Etapă 3 – termen lung declin semnal din cauza normalizareRezerva de sânge. 4 etapă – post-stimul recesiune – numit încet restaurare originalRezerva de sânge

Pentru a activa activitatea neuronilor în anumite zone ale cortexului, există sarcini speciale de activare. Designul sarcinilor vine de obicei în două tipuri: „bloc” și „legat de evenimente”. Fiecare tip presupune prezența a două faze alternative - o stare activă și o stare de repaus. În fMRI clinice, sarcinile de tip „bloc” sunt mai des folosite. La efectuarea unor astfel de exerciții, subiectul alternează așa-numitele perioade ON- (stare activă) și OFF- (stare de repaus) de durată egală sau inegală. De exemplu, atunci când se identifică zona cortexului responsabilă pentru mișcările mâinii, sarcinile constau în alternarea mișcărilor degetelor și a perioadelor de inactivitate, care durează în medie aproximativ 20 de secunde. Pașii sunt repeți de mai multe ori pentru a crește acuratețea rezultatului fMRI. În cazul unei sarcini legate de un eveniment, subiectul efectuează o acțiune scurtă (de exemplu, înghițirea sau strângerea pumnului), urmată de o perioadă de odihnă, în timp ce acțiunile, spre deosebire de designul blocului, alternează neuniform și inconsecvent.

În practică, BOLD fMRI este utilizat în planificarea preoperatorie a rezecției (înlăturarea) tumorilor, diagnosticarea malformațiilor vasculare și în timpul operațiilor pentru forme severe de epilepsie și alte leziuni cerebrale. În timpul intervenției chirurgicale pe creier, este important să îndepărtați leziunea cât mai precis posibil, evitând în același timp leziunile inutile ale zonelor adiacente importante din punct de vedere funcțional ale creierului.

Fig.3.

A – tridimensională RMN— imagine cap creier. Săgeată indicat Locație motor latra Vprecentrală girus.

b – Hartă fMRI—activitate creier V precentrală girus la circulaţie mână.

Metoda este foarte eficientă în studierea bolilor degenerative, precum bolile Alzheimer și Parkinson, mai ales în stadiile incipiente. Nu implică utilizarea de radiații ionizante sau agenți radioopaci și este neinvaziv. Prin urmare, poate fi considerat destul de sigur pentru pacienții care necesită examinări fMRI regulate și pe termen lung. fMRI poate fi utilizat pentru a studia mecanismele de formare a crizelor epileptice și permite evitarea îndepărtarii cortexului funcțional la pacienții cu epilepsie intratabilă a lobului frontal. Monitorizarea recuperării creierului după accidente vasculare cerebrale, studierea efectelor medicamentelor sau a altor terapii, monitorizarea și monitorizarea tratamentului bolilor psihiatrice - aceasta nu este o listă completă a posibilelor aplicații ale fMRI. În plus, există și fMRI de repaus, în care procesarea complexă a datelor ne permite să vedem rețelele creierului funcționând în repaus.

Surse:

1. Cât de bine înțelegem originile neuronale ale semnalului fMRI BOLD? Owen J. Arthur, Simon Boniface. TENDINȚE în Neuroscience Vol.25 Nr.1 ​​ianuarie 2002
2. Fizica imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) R. B. Buxton. Reprezentant. Prog. Fiz. 76 (2013)
3. Aplicarea imagisticii prin rezonanță magnetică funcțională în clinică. Revizuire științifică. Belyaev A., Peck Kung K., Brennan N., Kholodny A. Jurnal electronic rus de radiologie. Volumul 4 Nr 1 2014
4. Creier, cogniție, minte: o introducere în neuroștiința cognitivă. Partea 2 . B. Baars, N. Gage. M.: Binom. 2014 p. 353-360.

Text: Daria Prokudina

Modificările în activitatea fluxului sanguin sunt înregistrate de imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Metoda este utilizată pentru a determina localizarea arterelor, pentru a evalua microcirculația centrelor de vedere, vorbire, mișcare, cortexul altor centri funcționali. O caracteristică a cartografierii este că pacientului i se cere să efectueze anumite sarcini care cresc activitatea centrului cerebral dorit (citește, scrie, vorbește, mișcă picioarele).

În etapa finală, software-ul generează o imagine prin însumarea tomogramelor convenționale stratificate și a imaginilor creierului cu sarcină funcțională. Complexul de informații este afișat printr-un model tridimensional. Modelarea spațială permite specialiștilor să studieze obiectul în detaliu.

Împreună cu spectroscopia RMN, studiul relevă toate caracteristicile metabolismului formațiunilor patologice.

Principiile RMN-ului funcțional al creierului

Imagistica prin rezonanță magnetică se bazează pe înregistrarea frecvenței radio modificate a atomilor de hidrogen în medii lichide după expunerea la un câmp magnetic puternic. Scanarea clasică arată componente ale țesuturilor moi. Pentru a îmbunătăți vizibilitatea vaselor de sânge, se efectuează contrastul intravenos cu gadoliniu paramagnetic.

RMN-ul funcțional înregistrează activitatea zonelor individuale ale cortexului cerebral ținând cont de efectul magnetic al hemoglobinei. Substanța, după întoarcerea moleculei de oxigen în țesuturi, devine un paramagnet, a cărui frecvență radio este preluată de senzorii dispozitivului. Cu cât este mai intensă alimentarea cu sânge a parenchimului cerebral, cu atât semnalul este mai bun.

Magnetizarea țesuturilor este îmbunătățită în continuare prin oxidarea glucozei. Substanța este necesară pentru a asigura procesele de respirație tisulară a neuronilor. Modificarea inducției magnetice este înregistrată de senzorii dispozitivului și procesată de aplicația software. Dispozitivele cu câmp înalt creează rezoluție de înaltă calitate. Pe tomogramă poate fi urmărită o imagine detaliată a detaliilor cu un diametru de până la 0,5 mm în diametru.

Studiile RMN funcționale înregistrează semnale nu numai de la ganglionii bazali, cortexul cingulat și talamus, ci și de la tumorile maligne. Neoplasmele au propria lor rețea vasculară, prin care glucoza și hemoglobina intră în formațiune. Urmărirea semnalului vă permite să studiați contururile, diametrul și adâncimea pătrunderii tumorii în substanța albă sau cenușie.

Diagnosticul funcțional al RMN al creierului necesită calificările unui medic radiologie. Diferite zone ale cortexului sunt caracterizate de microcirculații diferite. Saturația cu hemoglobină și glucoză afectează calitatea semnalului. Trebuie luate în considerare structura moleculei de oxigen și prezența unor atomi de substituție alternativi.

Un câmp magnetic puternic crește timpul de înjumătățire al oxigenului. Efectul funcționează atunci când puterea dispozitivului este mai mare de 1,5 Tesla. Instalațiile mai slabe nu pot să nu studieze activitatea funcțională a creierului.

Este mai bine să determinați intensitatea metabolică a alimentării cu sânge a tumorii folosind echipamente cu câmp înalt cu o putere de 3 Tesla. Rezoluția înaltă vă va permite să înregistrați o leziune mică.

Eficacitatea semnalului este numită științific „răspuns hemodinamic”. Termenul este folosit pentru a descrie viteza proceselor neuronale cu un interval de 1-2 secunde. Alimentarea cu sânge a țesuturilor nu este întotdeauna suficientă pentru studiile funcționale. Calitatea rezultatului este îmbunătățită prin administrarea suplimentară de glucoză. După stimulare, saturația maximă apare după 5 secunde, când se efectuează scanarea.

Caracteristicile tehnice ale unui studiu RMN funcțional al creierului

Diagnosticul RMN funcțional se bazează pe o creștere a activității neuronale după stimularea activității creierului de către o persoană care îndeplinește o anumită sarcină. Un stimul extern determină stimularea activității senzoriale sau motorii a unui anumit centru.

Pentru a urmări zona, este activat un mod ecou în gradient pe baza unei secvențe eco-planare pulsate.

Analiza semnalului zonei active pe RMN se face rapid. Înregistrarea unei tomograme se efectuează la un interval de 100 ms. Diagnosticele se efectuează după stimulare și în perioada de repaus. Software-ul folosește tomograme pentru a calcula focarele activității neuronale, suprapunând zone de semnal amplificat pe un model tridimensional al creierului în repaus.

Pentru medicii tratatori, acest tip de RMN oferă informații despre procesele fiziopatologice care nu pot fi urmărite prin alte metode de diagnostic. Studiul funcțiilor cognitive este necesar pentru neuropsihologi pentru a diferenția bolile psihice și psihologice. Studiul ajută la verificarea focarelor epileptice.

Harta finală de cartografiere nu arată doar zonele cu stimulare funcțională crescută. Imaginile vizualizează zone de activitate senzoriomotorie și auditivă a vorbirii în jurul focarului patologic.

Cartografierea locației canalelor cerebrale se numește tractografie. Semnificația funcțională a locației tractului piramidal optic înainte de planificarea intervenției chirurgicale permite neurochirurgilor să planifice corect locația inciziilor.

Ce arată fMRI?

RMN-ul de câmp înalt cu teste funcționale este prescris conform indicațiilor atunci când este necesar să se studieze bazele patofiziologice ale funcționării zonelor motorii, senzoriale, vizuale și auditive ale cortexului cerebral. Neuropsihologii folosesc cercetarea la pacienții cu tulburări de vorbire, atenție, memorie și funcții cognitive.

Folosind fMRI, o serie de boli sunt detectate în stadiul inițial - Alzheimer, Parkinson, demielinizare în scleroza multiplă.

Diagnosticul funcțional în diferite centre medicale se realizează folosind diferite instalații. Diagnosticul știe ce arată un RMN al creierului. Este necesară consultarea unui specialist înainte de examinare.

Rezultate de înaltă calitate sunt obținute prin scanarea cu un câmp magnetic puternic. Înainte de a alege un centru medical, vă recomandăm să aflați tipul de dispozitiv instalat. Calificările unui specialist care trebuie să aibă cunoștințe despre componentele funcționale, structurale ale creierului sunt importante.

Viitorul diagnosticului RMN funcțional în medicină

Studiile funcționale au fost introduse recent în medicina practică. Capacitățile metodei nu sunt utilizate suficient.

Oamenii de știință dezvoltă tehnici pentru vizualizarea viselor și citirea minții folosind RMN funcțional. Se propune utilizarea tomografiei pentru dezvoltarea unei metode de comunicare cu persoanele paralizate.

• Excitabilitate neuronală;
• Activitate mentala;
• Gradul de saturație a cortexului cerebral cu oxigen și glucoză;
• Cantitatea de hemoglobină dezoxilată din capilare;
• Zone de expansiune a fluxului sanguin;
• Nivelul de oxihemoglobină în vasele de sânge.

Avantajele studiului:

1. Imagine temporară de înaltă calitate;
2. Rezoluție spațială mai mare de 3 mm;
3. Posibilitatea studierii creierului înainte și după stimulare;
4. Inofensivă (în comparație cu PET);
5. Lipsa invazivității.

Utilizarea pe scară largă a RMN-ului funcțional al creierului este limitată de costul ridicat al echipamentului, de fiecare examinare individuală, de imposibilitatea măsurării directe a activității neuronale și nu se poate face la pacienții cu incluziuni metalice în organism (clipuri vasculare, implanturi urechi).

Înregistrarea metabolismului funcțional al cortexului cerebral are o mare valoare diagnostică, dar nu este un indicator precis pentru evaluarea dinamică a modificărilor din creier în timpul tratamentului, după intervenția chirurgicală.

Imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) este o metodă de obținere a imaginilor medicale tomografice pentru examinarea neinvazivă a organelor și țesuturilor interne, pe baza fenomenului de rezonanță magnetică nucleară (RMN). Tehnologia a apărut cu câteva decenii în urmă, iar astăzi puteți trece la o examinare folosind un astfel de dispozitiv în multe clinici moderne. Cu toate acestea, oamenii de știință continuă să lucreze pentru a îmbunătăți acuratețea tehnologiei și pentru a dezvolta sisteme noi, mai eficiente. , cercetător senior la Institutul Max Planck din Tübingen (Germania), este unul dintre specialiștii de frunte care dezvoltă noi senzori pentru RMN experimental cu câmp ultra-înalt. Cu o zi înainte, a susținut un curs special în programul de master „ Sisteme și dispozitive RF» Universitatea ITMO, iar într-un interviu acordat ITMO.NEWS a vorbit despre munca sa și despre modul în care noile cercetări în domeniul RMN vor ajuta la eficientizarea diagnosticului bolilor.

În ultimii ani ați lucrat în Departamentul de rezonanță magnetică cu câmp înalt al Institutului Max Planck. Vă rugăm să ne spuneți pe ce se concentrează cercetarea dvs. actuală?

Dezvolt noi senzori de radiofrecvență (RF) pentru RMN. Ce este RMN este probabil acum cunoscut de majoritatea oamenilor, deoarece în ultimii 40 de ani, de când această tehnologie a fost dezvoltată, a reușit să vină într-un număr imens de clinici și să devină un instrument de diagnostic indispensabil. Dar chiar și astăzi oamenii lucrează pentru a îmbunătăți această tehnologie prin dezvoltarea de noi sisteme RMN.

Un RMN este în primul rând un magnet cilindric imens în care este plasat un pacient sau un voluntar pentru a produce o imagine tridimensională. Dar înainte de a crea această imagine, trebuie făcută o cantitate imensă de cercetări. Este condus de ingineri, fizicieni, medici și alți specialiști. Sunt una dintre verigile acestui lanț și sunt angajat în cercetare la intersecția dintre fizică și inginerie. Mai precis, dezvoltăm senzori pentru RMN experimental cu câmp ultra-înalt, care sunt utilizați în stadiul de excitare, recepție și procesare a semnalului obținut ca urmare a efectului fizic al RMN.

Una dintre direcțiile principale este dezvoltarea de noi sisteme experimentale de RMN cu câmp ultra-înalt, adică utilizarea unui câmp magnetic constant mai mare, care permite îmbunătățirea rezoluției imaginii sau reducerea timpului de scanare, ceea ce este foarte important pentru multe studii clinice și diagnostice.

Tomografiile clinice convenționale folosesc câmpuri constante de până la 3 T, dar acum apar tomografe experimentale cu câmpuri magnetice de 7 T și mai mari. Se obișnuiește să se numească tomografe cu un câmp magnetic de 7 T și mai mare câmp ultra-înalt. Există deja aproximativ o sută de tomografe cu un câmp de 7 T în lume, dar sunt în curs de dezvoltare pentru a crește și mai mult câmpul magnetic. De exemplu, la Institutul Max Planck din Tübingen avem un aparat RMN de 9,4 T.

Dar chiar și cu trecerea de la 7 la 9,4 T, apar multe probleme tehnice care necesită dezvoltări științifice și tehnice serioase, inclusiv calculul și proiectarea senzorilor pentru o nouă generație de RMN.

Care sunt aceste dificultăți?

O creștere a câmpului magnetic constant are ca rezultat o creștere corespunzătoare a frecvenței senzorilor RF. De exemplu, tomografele clinice de 3 T folosesc senzori cu o frecvență de rezonanță de aproximativ 120 MHz, în timp ce un tomograf de 7 T necesită senzori cu o frecvență de 300 MHz. Acest lucru duce în primul rând la o scurtare a lungimii de undă a câmpului RF în țesutul uman. Dacă frecvența de 120 MHz corespunde aproximativ unei lungimi de undă de 35-40 de centimetri, atunci la o frecvență de 300 MHz scade la o valoare de aproximativ 15 cm, care este mult mai mică decât dimensiunea corpului uman.

Ca urmare a acestui efect, sensibilitatea senzorilor RF poate fi foarte distorsionată atunci când se studiază obiecte mari (mai mari decât lungimea de undă). Acest lucru duce la dificultăți în interpretarea imaginilor și diagnosticarea bolilor și patologiilor clinice. Într-un câmp de 9,4 T, care corespunde unei frecvențe a senzorului de 400 MHz, toate aceste probleme devin și mai critice.

Adică, astfel de imagini devin practic ilizibile?

Nu as spune asta. Mai precis, în unele cazuri acest lucru le face dificil de interpretat. Cu toate acestea, există grupuri care dezvoltă tehnici pentru obținerea de imagini RM ale întregului corp uman. Cu toate acestea, sarcinile grupului nostru sunt concentrate în primul rând pe cercetarea creierului.

Care sunt mai exact oportunitățile pentru medicină pe care le deschide cercetările în domeniul RMN cu câmp ultra-înalt?

După cum știți, în timpul RMN, o persoană trebuie să stea nemișcată: dacă începeți să vă mișcați în timpul măsurătorilor, imaginea se va dovedi distorsionată. În același timp, unele tehnici RMN pot dura până la o oră și este clar că este dificil să nu te miști în tot acest timp. Sensibilitatea crescută a tomografelor cu câmp ultra-înalt face posibilă obținerea de imagini nu numai cu rezoluție mai mare, ci și mult mai rapidă. Acest lucru este important în primul rând atunci când se studiază copiii și pacienții vârstnici.

De asemenea, este imposibil să nu menționăm posibilitățile de spectroscopie prin rezonanță magnetică ( MRS, o metodă care vă permite să determinați modificări biochimice în țesuturi în diferite boli pe baza concentrației anumitor metaboliți - nota editorului ).

În RMN, principala sursă de semnal sunt atomii de hidrogen ai moleculelor de apă. Dar, pe lângă aceasta, există și alți atomi de hidrogen găsiți în alte molecule care sunt importanți pentru funcționarea corpului uman. Exemplele includ diverși metaboliți, neurotransmițători etc. Măsurarea distribuției spațiale a acestor substanțe folosind MRS poate oferi informații utile pentru studiul patologiilor asociate cu tulburările metabolice din corpul uman. Adesea, sensibilitatea tomografelor clinice este insuficientă pentru a le studia din cauza concentrației lor scăzute și, în consecință, a semnalului mai scăzut.

În plus, este posibil să se observe semnalul RMN nu numai de la atomii de hidrogen, ci și de la alți atomi magnetici, care sunt, de asemenea, foarte importanți pentru diagnosticarea bolilor și cercetarea medicală. Cu toate acestea, în primul rând, semnalul lor RMN este mult mai slab datorită raportului giromagnetic mai scăzut și, în al doilea rând, conținutul lor natural din corpul uman este mult mai mic decât atomii de hidrogen. Sensibilitatea crescută a RMN-ului cu câmp ultra-înalt este extrem de importantă pentru MRS.

Un alt domeniu important al tehnicilor RMN pentru care sensibilitatea crescută este critică este RMN-ul funcțional, o tehnică importantă pentru studiile cognitive ale creierului uman.

Până în prezent, marea majoritate a clinicilor din lume nu au tomografe cu câmp înalt. Care sunt perspectivele ca tomografele 7 T și ulterior 9 T să poată fi utilizate în diagnosticarea de rutină?

Pentru ca un tomograf să vină la clinică, acesta trebuie să fie certificat, verificat pentru condițiile de siguranță și trebuie întocmită documentația corespunzătoare. Aceasta este o procedură destul de complicată și lungă. Până acum există o singură companie în lume care a început să certifice nu doar senzorii pe care îi producem, ci și dispozitivul în sine. Acesta este Siemens.

Există 7 tomografe T, dar nu sunt multe și nu pot fi încă numite complet clinice. Ceea ce am numit este o opțiune preclinică, dar acest dispozitiv a fost deja certificat, adică poate fi utilizat potențial în clinici.

Prezicerea când vor apărea tomografii de 9,4 T în clinici este și mai dificilă. Problema principală aici este posibila încălzire locală a țesutului de către câmpul RF al senzorului datorită reducerii puternice a lungimii de undă. Unul dintre domeniile importante ale cercetării inginerești privind IRM cu câmp ultra-înalt este modelarea numerică detaliată a acestui efect pentru a asigura siguranța pacientului. În ciuda faptului că astfel de studii sunt efectuate în cadrul instituțiilor științifice, trecerea la practica clinică necesită cercetări suplimentare.

Cum se dezvoltă în prezent cooperarea între Institutul Max Planck și Universitatea ITMO? Ce rezultate comune ați obținut deja?

Lucrarea merge foarte bine. Acum lucrează cu noi, un student absolvent de la Universitatea ITMO. Am publicat recent un articol într-un jurnal important despre evoluțiile tehnice în RMN. În această lucrare, am validat experimental studii teoretice anterioare pentru a îmbunătăți sensibilitatea senzorilor RF cu câmp ultra-înalt prin utilizarea antenelor dipol modificate și optimizate. Rezultatul acestei lucrări, în opinia mea, s-a dovedit a fi foarte promițător.

Acum lucrăm și la mai multe articole care sunt dedicate utilizării unor metode similare, dar pentru alte sarcini. Și recent Georgy a primit o bursă pentru a călători în Germania. Luna viitoare vine la noi timp de șase luni și vom continua să lucrăm împreună la dezvoltarea în continuare a senzorilor pentru RMN.

Săptămâna aceasta ați susținut un curs special în cadrul programului de master „Sisteme și dispozitive de radiofrecvență”. Care sunt principalele subiecte pe care le-ați abordat?

Cursul este dedicat diverselor caracteristici tehnice ale dezvoltării senzorilor pentru RMN. Există multe subtilități în acest domeniu pe care trebuie să le cunoașteți, așa că am prezentat o serie de tehnici de bază care sunt utilizate pentru proiectarea și fabricarea acestor senzori. În plus, am prezentat o prelegere despre cele mai recente evoluții ale mele. În total, cursul include opt prelegeri de două ore academice, care sunt concepute pentru patru zile. Există, de asemenea, o demonstrație la sfârșit pentru a explica mai clar aceste tehnici.

Studenții de la master sunt acum în proces de a-și alege direcția viitoare, așa că cred că acest curs le va oferi informații suplimentare pentru a-și evalua perspectivele.

Și dacă vorbim în general despre educația în domeniul tehnologiilor RMN, ce cunoștințe și abilități, după părerea dvs., sunt solicitate în primul rând de la astfel de specialiști astăzi?

În ciuda faptului că domeniul nostru a devenit acum foarte popular și promițător pentru utilizare în diagnosticul clinic, în prezent nu există cursuri de inginerie care să pregătească specialiști înalt specializați implicați în fabricarea bobinelor RMN. S-a format un gol. Și cred că împreună îl putem umple.

Elena Menshikova

Redacția portalului de știri