Como tornar uma máquina de ressonância magnética de alta frequência mais precisa? Ao adotar uma abordagem de engenharia elétrica para criar um melhor, campo magnético uniforme.

Em um novo estudo publicado em Transações em teoria e técnicas de micro-ondas , pesquisadores descobriram que sondas de radiofrequência com estruturas inspiradas por antenas de patch de microfita aumentam a resolução de ressonância magnética em máquinas de ressonância magnética de alta frequência, em comparação com as bobinas de superfície convencionais usadas agora.

"Quando as frequências ficam mais altas, comprimentos de onda tornam-se mais curtos, e seu campo magnético perde uniformidade, "diz Elena Semouchkina, professor associado de engenharia elétrica e da computação na Michigan Technological University. "A uniformidade é importante para imagens de alta resolução, então, propusemos uma nova abordagem para o desenvolvimento dessas sondas. "

Um Design Comum, Ajustado com Óptica

Semouchkina explica que o tipo de antena que você vê no topo de um edifício não é exatamente a mesma coisa usada aqui, mas ao invés, o design da equipe foi inspirado na antena de patch microstrip (MPA). O design é relativamente simples:os AMPs são feitos de uma peça plana de metal aterrada por uma peça maior de metal. São baratos, simples e fácil de fazer, É por isso que eles são freqüentemente usados ​​em telecomunicações.

As ressonâncias magnéticas funcionam emitindo pulsos de radiofrequência em um campo magnético por meio de sondas com bobinas ou estruturas semelhantes a gaiolas de pássaros. Isso é usado para criar uma imagem.

Mas essas bobinas convencionais têm limites de frequência:muito altos e não podem criar campos magnéticos uniformes no volume que os pesquisadores precisam.

MPAs são uma alternativa onde as ondas oscilam na cavidade formada entre o remendo e os eletrodos do plano de aterramento, que são acompanhados por correntes no eletrodo patch e, respectivamente, campos magnéticos oscilantes ao redor do patch, fornecendo um campo magnético que é uniforme e forte.

"Enquanto a complexidade das bobinas de gaiola aumenta com o aumento da frequência de operação, sondas baseadas em patch podem fornecer desempenho de qualidade na faixa mais alta de microondas, embora ainda tenham uma estrutura relativamente simples, "Semouchkina diz. Eles também mostraram menores perdas de radiação, tornando-os competitivos com, e ainda melhor, do que as bobinas convencionais.

Máquinas de ressonância magnética de alta frequência - e capas de invisibilidade

Por causa dos danos que as ondas de rádio de alta frequência causam aos humanos, o estudo foi limitado a máquinas de alta frequência - não ao tubo de metal que estamos acostumados a ver em hospitais e centros médicos. Os humanos só podem sustentar forças de até sete Teslas, mas campos ultra-altos de até 21,1 Teslas podem ser usados ​​em testes em modelos animais, e em amostras de tecido.

Semouchkina já é conhecida por seu trabalho envolvendo capas de invisibilidade, que envolvem o redirecionamento de ondas eletromagnéticas em torno de uma área para ocultar um objeto. "Usamos algumas das mesmas abordagens que desenvolvemos em dispositivos de camuflagem aqui, como fazer uma antena menor, " ela disse.

Este estudo foi realizado com Navid P. Gandji e George Semouchkin da Michigan Tech, e Gangchea Lee, Thomas Neubereger e Micheal Lanagan, da Pennsylvania State University. A próxima etapa da equipe é continuar aplicando engenharia elétrica para modificar essas sondas para que funcionem melhor, e para expandir ainda mais as possibilidades de aparelhos de ressonância magnética de alta frequência e as imagens que eles criam.