Des chercheurs de l'Université ITMO ont développé et testé une bobine d'IRM fournissant une imagerie haute résolution de l'ensemble du corps d'une souris. De telles bobines sont utilisées dans les tests précliniques, ainsi que dans l'imagerie de divers systèmes du corps. La nouvelle bobine produit des images avec une résolution trois fois plus élevée que les bobines IRM de volume standard du commerce. Les scientifiques ont utilisé des matériaux et une technologie de fabrication peu coûteux qui peuvent être adaptés à divers projets de recherche. La recherche a été publiée dans RMN en biomédecine comme histoire de couverture.

L'IRM du corps entier est utilisée dans le diagnostic et pour les études précliniques d'évaluation de la réponse aux médicaments. Les études précliniques sont généralement menées sur des animaux :par exemple, sur les souris. Malgré la petite taille, obtenir une image de haute qualité de l'ensemble de la souris n'est pas aussi facile qu'il y paraît. Le problème est que l'obtention d'images du corps entier nécessite généralement de combiner les images de plusieurs petites bobines réceptrices, ou en utilisant une grosse bobine standard pour l'émission et la réception. Dans le premier cas, la procédure d'imagerie devient compliquée, tandis que dans le second, la qualité de l'image se détériore de sorte qu'il devient difficile de distinguer les détails importants.

Pour résoudre ce problème, des scientifiques de l'Université ITMO ont développé un nouveau type de bobine IRM. Les nouvelles caractéristiques de conception de la bobine permettent d'obtenir facilement des images de haute qualité de l'ensemble de la souris. Tout d'abord, la taille de la bobine est spécialement adaptée pour scanner une souris, ce qui permet d'éviter le bruit supplémentaire. Les scientifiques ont réussi à réduire la taille de la bobine en utilisant une métastructure à capacité distribuée. À la fois, l'intensité du champ magnétique alternatif de la nouvelle bobine est beaucoup plus élevée que celle des bobines standard. Cela offre une sensibilité plus élevée de la bobine dans tout le champ de vision et améliore la qualité de l'image.

"Les bobines standard sont réglées sur une fréquence particulière à l'aide de condensateurs non magnétiques. Elles introduisent des pertes internes, réduire le rapport signal sur bruit. C'est l'un des principaux paramètres utilisés pour déterminer la qualité de l'image en IRM. Puisque notre bobine est auto-résonante, nous n'avons pas besoin de condensateurs. On peut régler la bobine en changeant les paramètres géométriques. Aussi, le nouveau design nous permet d'optimiser le fonctionnement de la bobine, augmenter sa sensibilité et sa qualité d'image. Outre, le coût des matières premières est faible, et la technologie de fabrication nous permet d'adapter la méthode pour divers projets, " dit Anna Khourshkainen, un étudiant diplômé à l'Université ITMO, membre du Laboratoire de Nanophotonique et Métamatériaux.

Selon les scientifiques, le travail a commencé par une modélisation numérique. Cela a permis d'optimiser la géométrie de la future bobine et de choisir les matériaux. Après ça, les chercheurs ont fabriqué un prototype de bobine et mené des expériences. "Nous avons mesuré le rapport signal sur bruit dans différentes parties de l'image à différentes distances entre l'objet et la bobine. Les résultats obtenus ont été comparés à la simulation mathématique et aux paramètres expérimentaux de bobines de volume standard. Il s'est avéré qu'il existe un distance entre l'image et la bobine, à laquelle notre bobine fournit la qualité d'image trois fois supérieure à la norme, " ajoute Mikhaïl Zoubkov, chercheur au Laboratoire de nanophotonique et métamatériaux de l'Université ITMO.

Actuellement, les scientifiques prévoient de continuer à travailler sur une variété de bobines pour diverses études précliniques.