La ligne microruban à fentes excitante rayonne dans un fantôme de corps humain en forme de boîte pour l'excitation RF de l'IRM corporelle. Le graphique en couleur montre la magnitude normalisée de la distribution Hx simulée, tandis que les contours noirs représentent les fronts d'onde dans le milieu conducteur. La distribution de densité de courant de surface calculée sur le plan de masse à fentes est indiquée par des flèches noires.Nature Communications (2021). DOI :10.1038/s41467-020-20708-w
Les scanners appliqués à la recherche n'utilisent pas seulement une antenne qui émet et reçoit le signal, mais plusieurs d'entre eux, ce qui peut causer de graves brûlures aux tissus internes et aux organes. Ainsi, les chercheurs sont obligés d'alimenter les scanners avec moins de tension, ce qui affecte négativement la qualité de leurs études. Maintenant, les physiciens de l'ITMO, avec leurs collègues du consortium M-Cube, ont créé les toutes premières antennes à ondes de fuite pour les scanners IRM. L'appareil peut effectuer des diagnostics d'organes corporels sans risque pour la santé des patients tout en améliorant la qualité des images acquises dans les scanners de recherche.
Les antennes spéciales sont basées sur le principe du rayonnement à large bande. Le prototype a été produit en utilisant la technologie standard des circuits imprimés, ce qui a réduit le coût et l'intensité de main-d'œuvre de sa production. La technologie IRM est basée sur l'irradiation des patients avec des ondes électromagnétiques d'une certaine fréquence. A l'intérieur du scanner, des résonances se produisent dans le corps humain qui se traduisent par l'image acquise. Le principal problème est de maintenir une image de haute qualité sans nuire au corps du patient.
"Notre idée est que nous avons de nombreuses petites antennes connectées en série avec une onde se propageant à travers elles. Chaque élément émet une partie de la puissance, de sorte qu'ensemble ils forment le rayonnement total. Grâce à la méthode des ondes de fuite (qui sont non résonantes), il est possible de réduire l'échauffement et de sécuriser le balayage pour les patients, " explique Georgiy Solomakha, un doctorat étudiant à la Faculté de physique et d'ingénierie de l'ITMO et auteur principal de l'article.
Des antennes similaires sont utilisées dans la radiogoniométrie et le radar, et les chercheurs de l'ITMO les ont spécialement adaptés pour être appliqués à la technologie IRM.
Selon Georgiy Solomakha, la solution pourrait ouvrir de nouvelles applications de recherche de la technologie IRM. Comme la nouvelle technologie d'antenne diminue considérablement le chauffage, il sera possible d'augmenter la puissance utilisée par le scanner sans aucun risque. Cette, à son tour, améliorera la qualité des images résultantes, ce qui signifie qu'il sera possible d'étudier de plus près le fonctionnement des organes internes ou de suivre le développement de maladies.