یک اسکنر MRI 7 تسلا (T) با وضوح فوق‌العاده بالا که هفت سال در حال توسعه است، می‌تواند تصاویر مغزی عملکردی با وضوح فضایی 10 برابر بهتر از اسکنرهای 7 T فعلی و بیش از 180 برابر جزئیات بیشتر از سیستم‌های 3 T معمولی تولید کند. همانطور که در گزارش شده است روش های طبیعتاین وضوح فضایی بهبود یافته، ویژگی‌های عملکردی MRI (fMRI) را به کوچکی 0.35 میلی‌متر در مقایسه با معمولی 2 تا 3 میلی‌متر fMRI استاندارد 3 T نشان می‌دهد.
مدیر پروژه توضیح می‌دهد: «این اسکنر برای وضوح فضایی فوق‌العاده بالا برای شناسایی فعالیت‌های عصبی در اعماق مختلف در قشر مغز طراحی شده است، و اجازه می‌دهد مدارهای مغز با تمایز فعالیت در لایه‌های مختلف سلول‌های قشر مغز مورد مطالعه قرار گیرد.» دیوید فینبرگ، از موسسه علوم اعصاب هلن ویلز در UC برکلی چنین fMRI با وضوح بالا با استفاده از اسکنرهای 7 T فعلی امکان پذیر نیست، زیرا سیگنال قبل از اینکه توسط سیستم های سخت افزاری اسکنر ضبط شود، تحلیل می رود.
فاینبرگ توضیح می‌دهد که وضوح بهبودیافته به محققان کمک می‌کند مدارهای عصبی را در بخش‌های مختلف مغز بررسی کنند و سیگنال‌هایی را که از یک ناحیه قشر به منطقه دیگر منتشر می‌شوند، در حالی که فرد در حال تفکر و استدلال است، ردیابی کند. مشخص کردن فعالیت fMRI در یک عمق خاص در قشر، فعالیت در مدارهای بازخورد و فید فوروارد را نشان می دهد که در اعماق مختلف قشر مغز قرار دارند و دانشمندان علوم اعصاب را قادر می سازند جهت حرکت اطلاعات در سراسر مغز را تعیین کنند.
اسکنر جدید NexGen 7 T علاوه بر بهبود fMRI، وضوح فضایی بالاتری را در تصویربرداری MR انتشار، فیزیولوژیکی و ساختاری ارائه می‌کند. این تیم قصد دارد از آن برای مطالعه تغییرات اساسی در مدارهای مغزی در اختلالات مغزی مختلف، از جمله بیماری‌های دژنراتیو، اسکیزوفرنی و اختلالات رشدی مانند اوتیسم استفاده کند.
طراحی اسکنر
اسکنر NexGen 7 T بر اساس یک آگهی تجاری ساخته شده است MAGNETOM Terra اسکنر 7 T از زیمنس Healthineers. برای افزایش وضوح فضایی، دانشمندان زیمنس - با همکاری محققان در علوم و فناوری بهداشت هاروارد-MIT و UC Berkeley - سیم پیچ شیب فقط سر Impulse را توسعه دادند که دارای لایه سوم سیم پیچ اضافی و یک سیستم خنک کننده قدرتمند است.
سیم پیچ های شیب دار محافظ در یک اسکنر استاندارد MRI شامل دو لایه سیم کشی رسانا است. لایه داخلی میدان های مغناطیسی خطی را برای رمزگذاری فضایی تصاویر تولید می کند و لایه بیرونی با لغو میدان های مغناطیسی خارجی، جریان های گردابی در آهنربای ابررسانای اطراف را به حداقل می رساند. افزودن لایه سوم سیم پیچ سیم در سیم پیچ گرادیان Impulse درجات آزادی اضافی مورد نیاز برای کاهش تحریک عصب محیطی و همچنین بهینه سازی خطی بودن میدان گرادیان، تشدید مکانیکی و گشتاور را فراهم می کند.
سیم پیچ گرادیان Impulse به تغییر گرادیان بسیار سریع تر (900 T/m/s) و حداکثر دامنه گرادیان بالاتر (200 mT/m) نسبت به سیم پیچ های گرادیان کل بدنه استاندارد 7 T دست می یابد. به این ترتیب، می‌تواند عملکردی بالاتر از سیستم‌های استاندارد فعلی 7 T و تقریباً پنج برابر عملکرد یک سیم‌پیچ گرادیان تنها سر موجود در 7 T داشته باشد.
اسکنر NexGen 7 T همچنین اولین دستگاهی است که یک سیستم گیرنده 128 کانالی را در خود جای داده است. این اسکنر در حال حاضر شامل دو آرایه سیم پیچ گیرنده-فرستاده RF است: یک سیم پیچ آرایه گیرنده 64 کانالی و یک سیم پیچ 96 کانالی، با قطر حلقه 4 سانتی متر. این آرایه‌های گیرنده بزرگتر با حلقه‌های سیم‌پیچ کوچک‌تر سیگنال بالاتری را در قشر مغز و تقریباً 30 درصد بهبود نسبت سیگنال به نویز در مقایسه با سیم‌پیچ آرایه گیرنده 32 کاناله استاندارد به دست می‌آورند.
سایر تغییرات سیستم مورد نیاز برای بهینه سازی اسکنر جدید شامل تطبیق رایانه اکتسابی برای پشتیبانی از اندازه مجموعه داده بزرگ به دست آمده با آرایه های سیم پیچ گیرنده 64، 96 و 128 کانالی و اندازه های ماتریس بزرگتر مورد استفاده برای تصویربرداری با وضوح بالا است. این شامل افزایش ظرفیت حافظه کامپیوتر بازسازی به ماژول های حافظه فوق سریع و گسترش فضای دیسک برای خام می شود. k- داده های فضایی در سیستم اندازه گیری و بازسازی. این تیم همچنین یک رابط رابط سفارشی برای قرار دادن 128 کانال دریافت طراحی کرد.
MRI میدان فوق العاده تغییرات مغزی در مبتلایان به میگرن را نشان می دهد
تا به امروز، محققان بیش از 100 داوطلب سالم را بر روی اسکنر NexGen 7 T بدون عوارض جانبی تصویربرداری کرده اند. مطالعات شامل ارزیابی تصویربرداری اکوی مسطح چند اکو، تصویربرداری کنتراست حجم خون مغزی، تصویربرداری انتشار، تصویربرداری اکو گرادیان و آنژیوگرافی MR بود. آنها خاطرنشان می کنند که مطالعات آینده با ثبت مشترک داده های ساختاری و عملکردی در یک شرکت کننده، ترکیبی از وضوح زاویه ای بالا از مسیرهای فیبر و fMRI آرام کل مغز باید امکان پذیر باشد.
بسیاری از چالش های فنی پیش از استفاده از اسکنرهای MRI با وضوح فوق العاده در تصویربرداری معمول بالینی مغز باقی می مانند. هزینه بالا یکی دیگر از عوامل است. اما این تیم بر این باور است که «نوآوری‌های متعددی که در اسکنر NexGen 7 T ایجاد شده و در اسکنر NexGen XNUMX گنجانده شده است، مطالعات مختلف علوم اعصاب انسانی را با وضوح فوق‌العاده به طور معمول ممکن می‌سازد، از جمله تصویربرداری عملکردی از لایه قشر مغز و سازمان ستونی».
- اسکنر NextGen 7 T توسط یک تیم چند نهادی از محققان با هزینه 22 میلیون دلار، با کمک هزینه اولیه 13.4 میلیون دلاری از تحقیقات مغز NIH از طریق پیشرفت فناوری‌های عصبی نوآور، توسعه یافت.مغز) ابتکار عمل. دانشگاهیان و دانشمندان در زیمنس بهداشت و درمان، طراح سیم پیچ RF MR CoilTech و شرکت R&D Advanced MRI Technologies (AMRIT) سهم عمده ای در توسعه اسکنر داشتند.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/next-generation-7-t-scanner-ramps-the-resolution-of-brain-mr-imaging/
