Разработка и создание опытного образца многофункционального программно-аппаратного комплекса на основе ядерного магнитного резонанса и оригинальных методик МРТ с перспективой его использования в различных сферах экономики РФ, связанных с рациональным использованием природных ресурсов.ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОТОТИПА ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МПАК.

Объектом исследования являются способы и средства измерения, ориентированные на получение экспресс информации о характеристиках и пространственном распределении исследуемых характеристик неоднородных материалов методами магнитного резонанса и магнитно-резонансной томографии, в том числе с использованием нелинейных градиентов магнитного поля. Цель работы – разработка, изготовление и испытание прототипа опытного образца МПАК и соответствующего программного обеспечения для управления, сбора, анализа и представления экспериментальных данных в 1D и 2D форматах, включая разработку последовательностей и алгоритмов для получения пространственного распределения спиновой плотности с использованием нелинейных градиентов магнитного поля. В процессе работы проводились: 1. Настройка однородности магнитного поля магнитной системы на структурах Хальбаха с помощью элементов пассивного шиммирования магнитного поля; 2. Проектирование расположения и монтажа градиентных катушек, катушек приемо-передающего тракта МПАК; 3. Разработка концепции программного обеспечения для управления МПАК, реализующим сбор и анализ экспериментальных данных, алгоритмы анализа данных, их представление в 1D и 2D форматах, запись и хранение информации; 4. Разработка импульсных последовательностей МРТ с использованием нелинейного градиента магнитного поля; 5. Изготовление и отладка основных узлов прототипа опытного образца МПАК; 6. Предварительные испытания прототипа опытного образца МПАК, его функциональных элементов и разрабатываемого программного обеспечения. На основе использования специально разработанной автоматизированной системы измерения пространственного распределения магнитной индукции и соответствующего программного обеспечения путем пассивного шиммирования и подбора температурного режима в магнитной системы на структурах Хальбаха достигнуто значение неоднородности магнитного поля не более 3*10-4, что позволяет получать МРТ изображения приемлемого качества. Дальнейшее снижение неоднородности магнитного поля, может быть достигнуто только за счет активных шимм. Разработана оригинальная концепция программного обеспечения для выполнения в удобном для оператора графическом виде функций формирования импульсных последовательностей повышенной сложности (циклы, включая вложенные, макросы), а также разработаны отдельные модули программного обеспечения для приёма, анализа и представления экспериментальных данных одно- и двумерных экспериментов в соответствующих 1D и 2D форматах. Для отработки алгоритмов решения задач по восстановлению пространственного распределения спиновой плотности на основе анализа экспериментальных данных в k-пространстве разработано специальное программное обеспечение, позволяющее моделировать МРТ последовательности с использованием как линейных, так и нелинейных градиентов магнитного поля. Предложены три варианта МРТ методик с использованием квадратичного градиента магнитного поля типа Gzx, Gxy или Gzy. Изготовлен прототип опытного образца МПАК и получены результаты предварительных испытаний всех основных функциональных узлов и систем, включая программное обеспечение. Испытания демонстрируют работоспособность разработанных основных функциональных узлов и систем, как в отдельности, так и составе МПАК. Проведенные предварительные МРТ исследования фантома демонстрируют работоспособность комплекса МПАК в целом. На ряд основных узлов прототипа опытного образца МПАК разработана и представлена РКД без литеры.