МЕТА-МРТ: Повышение эффективности доклинической и клинической МРТ с помощью новых структур на основе метаматериалов

Проект направлен на существенное улучшение эффективности доклинических и клинических систем МРТ за счет использования новых структур на основе метаповерхностей, метаматериалов, искусственных диэлектриков и диэлектриков с высоким значением диэлектрической проницаемости. Изучение, разработка и использование искусственных материалов и устройств на их основе – одно из самых активных направлений исследований в области физики и технологий, а их применение для улучшения характеристик МРТ – очень важная и востребованная тема на переднем крае науки. Одной из основных задач в области клинической и доклинической МРТ является повышение качества (разрешения) МР изображений, или другими словами увеличение отношения сигнал-шум (ОСШ). Стандартным подходом для увеличения ОСШ является повышение величины статического магнитного поля B0. Так, в большинстве современных клиник России и Европы используются высокопольные томографы (с силой поля B0=1,5Тл), практически полностью вытеснившие низкопольные системы (0,1–0,4 Тл). Они позволяют получить заметно более детальное изображение, хотя не применимы в полной мере для проведения детальных исследований мозга и быстрого сканирования пациентов. Появившиеся относительно недавно сверхвысокопольные системы (3 Тл и 7 Тл) позволяют значительно улучшить разрешение МР снимков и уже успешно эксплуатируются в больницах и медицинских центрах по всему миру. Однако увеличение статического магнитного поля неизбежно требует усложнения конструкции магнита, что, в конечном счете, также приводит к повышению стоимости оборудования и снижает доступность качественных исследований для пациентов. Кроме того на сверхвысоких полях ухудшается однородность РЧ магнитного поля, поскольку длина волны электромагнитного излучения становится сравнима с размерами человеческого тела, что приводит к появлению артефактов на МР изображениях и необходимости их устранять. Также в связи с повышением РЧ мощности на сверхвысоких полях остро стоит проблема контроля безопасности исследования.