stringtranslate.com

Портативный магнитно-резонансный томограф

Портативная магнитно-резонансная томография (МРТ) относится к визуализации, обеспечиваемой сканером МРТ , который отличается мобильностью и портативностью. [1] [2] [3] Он обеспечивает пациенту МРТ-визуализацию вовремя и на месте, например, в отделении интенсивной терапии (ОИТ), где существует опасность, связанная с перемещением пациента, в машине скорой помощи , после спасательных работ при стихийных бедствиях или в полевом госпитале/медицинской палатке.

Портативный МРТ на основе сверхпроводящего магнита

Сверхпроводящий магнит является одним из основных источников для подачи однородного основного статического магнитного поля (B0) для МР-томографии. Обычно он находится в диапазоне от 1 Тл до 7 Тл. Чтобы обеспечить мобильность обычного МРТ-сканера, который использует сверхпроводящий магнит для подачи B0, его помещают в трейлер. [4]

Сила магнитного поля такого мобильного МРТ-сканера находится в диапазоне от 1,5 Тл до 3 Тл. Вес сканера такой же, как у того, который находится в больнице, а цена выше, чем у традиционного, который находится в больнице, что обусловлено мобильностью, придаваемой сканеру. Его можно разместить у медицинской палатки на поле боя.

Портативный МРТ на основе резистивного электромагнита

Электромагнит является еще одним источником подачи однородного B0 для МРТ-изображения. Он обеспечивает мобильность для МРТ, поскольку электромагнит относительно легкий и его легче перемещать по сравнению со сверхпроводящим магнитом. Более того, электромагниту не требуется сложная система охлаждения. Мэтью Розен и его коллеги из Массачусетской больницы общего профиля разработали систему на основе электромагнита 6,5 мТл (65 Гаусс). [5] Сканер имеет диаметр 220 см и расположен в медном сетчатом корпусе, где он использовался в основном для визуализации головы человека, хотя изначально система была разработана для выполнения гиперполяризованной 3He визуализации легких с субъектами как в вертикальной, так и в горизонтальной ориентации. [6] У Magritek есть настольная система, использующая электромагнит для подачи B0. [7] Объем изображения представляет собой цилиндр диаметром 1–2 см. Недостатком использования электромагнита для МРТ является напряженность поля. Обычно оно ниже 10 мТл, если поле зрения (FoV) относительно велико, например, диаметр сферического объема (DSV) составляет 20 см для визуализации головы.

Портативный МРТ на основе постоянного магнита

Постоянная магнитная решетка (PMA) может обеспечивать поле B0 для МРТ. [8] Она не требует ни питания, ни системы охлаждения, что помогает упростить аппаратное обеспечение сканера, способствуя портативности. Чтобы обеспечить однородное B0 в пределах поля зрения 40–50 см для сканирования тела, PMA, обычно в форме буквы C или H, достигает размеров комнаты и является тяжелой. Напряженность поля обычно ниже 0,5 Тл. У Siemens есть продукт MAGNETOM C, который имеет магнитное поле 0,35 Тл для сканирования тела. [9] Сканер имеет размеры комнаты, 233×206×160 см, и весит 17,6 тонн. Его поле зрения может достигать 40 см с однородностью менее 100 ppm. Когда концепция выделения тела применяется к системе на основе PMA, где магнит и другие устройства построены вокруг целевой части тела, подлежащей визуализации (например, угол, колено, плечо, рука), размер сканера может быть уменьшен до половины размера комнаты [10] [11] [12] для однородного поля для DSV около 10–15 см. C-образный PMA был уменьшен до размера столешницы, чтобы иметь однородное поле в пределах DSV 1–2 см для визуализации [13]

Использование PMA для подачи однородного B0 и опора на линейные градиентные поля, обеспечиваемые градиентными катушками, не может дать нам PMA с портативностью и относительно большим объемом визуализации одновременно. Разрешение магнитному полю с нелинейными градиентами кодировать сигнал для визуализации приводит к возможности иметь относительно легкий PMA (десятки-сотни кг) и относительно большое поле зрения (15–25 DSV) одновременно. [14] Массив Хальбаха обеспечивает магнитное поле, которое указывает в поперечном направлении и имеет квадрупольный рисунок. [15] [16] Массив пар колец Inward-outward (IO) обеспечивает магнитное поле, которое указывает в продольном направлении, что позволяет применять продвижение РЧ-катушек к системе. [17] [18] [19] Рисунок, обеспечиваемый новейшим разработанным массивом пар колец IO, может быть очень близок к линейному, что приводит к эффективному кодированию сигнала и хорошему качеству изображения [19]

Для проектирования PMA необходимы инструменты расчета, которые вычисляют магнитные поля PMA. Быстрый расчет обеспечивает высокую гибкость в конструкциях магнитов. MagTetris — недавно предложенный метод для быстрых расчетов магнитных полей. [20]

Форумы по портативным МРТ/МРТ с низким полем

Ссылки

  1. ^ Митра, Эша (2018-06-08). "Tata Trusts разрабатывает портативный сканер МРТ". The Hindu . Индия . Получено 2019-12-12 .
  2. ^ "Hyperfine и Йельская медицинская школа сотрудничают над первой в мире портативной технологией МРТ". EurekAlert! . Вашингтон, округ Колумбия, США: пресс-релиз AAAS . Получено 12.12.2019 .
  3. ^ Жэнь, Чжи Хуа; Обручков, Сергей; Лу, Донг; Дикстра, Робин; Хуан, Шао Ин (2017-11-01). "Портативная система магнитно-резонансной томографии с низким полем для визуализации головы". 2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium - Осень (PIERS - FALL). стр. 3042–3044. doi :10.1109/PIERS-FALL.2017.8293655. ISBN 978-1-5386-1211-8. S2CID  3400077 . Получено 12.12.2019 – через Researchgate.
  4. ^ "Мобильный сканер МРТ". www.siemens-healthineers.com . Архивировано из оригинала 2019-12-12.
  5. ^ Sarracanie M, LaPierre CD, Salameh N, Waddington DEJ, Witzel T и Rosen MS, Недорогая высокопроизводительная МРТ. Sci Rep 5, 15177 (2015). https://doi.org/10.1038/srep15177
  6. ^ Tsai LL, Mair RW, Rosen MS, Patz S, Walsworth RL. Система МРТ с очень низким полем и открытым доступом для визуализации легких человека с использованием 3He, зависящей от позы. J Magn Reson. 2008 авг.;193(2):274-85. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2008.05.016. Epub 24 мая 2008 г. PMID 18550402; PMCID: PMC2572034
  7. ^ "Terranova | Magritek". Архивировано из оригинала 2014-07-20.
  8. ^ SY Huang, ZH REN, S. OBRUCHKOV, J. GONG, R. DYKSTRA, W. YU, «Портативная недорогая система МРТ на основе постоянных магнитов/магнитных решеток», Investigative Magnetic Resonance Imaging (2019), 23 (3):179, http://dx.doi.org/10.13104/imri.2019.23.3.179
  9. ^ "Магнитно-резонансная томография". www.siemens-healthineers.com . Мюнхен, Германия: Siemens Healthineers . Получено 12.12.2019 .
  10. ^ O-скан, Эсаоте
  11. ^ Терада, Ясухико и др. «Повышенная надежность оценки возраста скелета с использованием детского МР-сканера кисти с постоянным магнитом 0,3 Тл». Магнитный резонанс в медицинских науках 13.3 (2014): 215–219
  12. ^ Дж. МакГинли и др., ISMRM 2018 0944
  13. ^ Э. Эспарза-Косс и Д. Коул, «Недорогой прототип магнитно-резонансного/постоянного магнита», Второй мексиканский симпозиум по медицинской физике. Материалы конференции Американского института физики, 1998.
  14. ^ J. Gong, SY Huang, ZH Ren и Wenwei Yu, «Влияние полей кодирования постоянных магнитных массивов на качество изображения в портативных системах МРТ с низким полем», IEEE Access, т. 7, стр. 80310-80327, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2923118
  15. ^ К. Хальбах, Ядерные приборы и методы, т. 169, № 1, стр. 1–10, 1980.
  16. ^ Кули, CZ и др. Магнитно-резонансная медицина 73, 872–883 (2015)
  17. ^ ZH Ren, WC Mu и SYHuang, «Проектирование и оптимизация массива постоянных магнитов с кольцевой парой для визуализации головы в портативной системе МРТ с низким полем», IEEE Transactions on Magnetics, том 55, выпуск 1, январь 2019 г.
  18. ^ ZH Ren, J Gong и SYHuang, «Неправильная кольцевая парная магнитная решетка с линейным градиентом поля для двумерной визуализации головы в низкопольном портативном МРТ», IEEE Access 7, 48715-48724, 2019
  19. ^ ab TO LIANG, YH KOH, T. QIU, E. LI, W. YU и SY HUANG, «Высокопроизводительная конструкция массива постоянных магнитов с помощью оптимизации на основе быстрого генетического алгоритма (GA) для портативного МРТ с низким полем», Журнал магнитного резонанса (JMR), том 345, декабрь 2022 г., 107309, https://doi.org/10.1016/j.jmr.2022.107309
  20. ^ TO LIANG, YH KOH, T. QIU, E. LI, W. YU и SY HUANG, «MagTetris: симулятор для быстрого расчета магнитного поля и силы для конструкций массивов постоянных магнитов», том 352, июль 2023 г., 107463, https://doi.org/10.1016/j.jmr.2023.107463