Novel implantable distributively loaded flexible resonators for mri

Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), görüntüleme uygulamalarına imkan tanıyan bir teknoloji platformudur. MRG'nin görüntüleme frekanslarının dokuların elektromanyetik gücün emiciliğinin oldukça az olduğu radyo frekansı (RF) aralığında olması, MRG'yi diğer birçok yönteme göre (örneğin :x-ray) sağlık açısından oldukça güvenli yapmaktadır. Bunun sonucu olarak da, MRG, yaygın bir tıbbi görüntüleme yöntemi haline gelmiştir. Ancak, MRG'de, canlı içindeki metalik implantların yakınlarından genellikle görüntü sinyalinin alınamıyor olması, bu yapıların çevresinin gözlenip, izlenmesine, iyileşmenin analizine ve yapıların doku uyumluluklarına bakılmasına engel olmaktadir. Bu durum, bölgesel olarak rezone eden yapıların kullanılması ile çözülebilir, ama (her ne kadar MRG reheberli bazı girişimsel kateter uygulamaları varsa da) hem MR uyumlu hem de yeterince küçük boyutlarda bölgesel rezonatörler günümüzde mevcut değildir. Bu tezde, vücut içi implantların yakınında sinyal-gürültü oranını, dolayısıyla çözünürlüğü, artıracak küçük boyutlarına rağmen MRG frekanslarında çalışan yeni bir bölgesel rezonatör türünü önerip geliştirdik. Bununla, MR uyumlu olası implantlara uygun, yonga ebatlarında kalarak düşük rezonans frekansını elde edebilme problemini bilimsel olarak ele aldık. Yarıklı halka rezonatörlerin (YHR) temel mantığından hareketle, oldukça küçük bir baskı alanında (100 kat küçültülmüş alanda) yalnızca biyo-uyumlu malzemeler kullanarak (altın, nitrürler, ve silisyum veya polimit), yonga ebatlarında özgün tasarımları gerçekleştirdik. Klasik YHR'lerden ya da bir noktadan elemanlarla yüklenmiş (örneğin, ince film noktasal yükleme) rezonatörlerden farklı olmanın yanında, tasarımlarımızda etkin kapasitif etkiyi artırmak için YHR geometrisini dağılımsal tarzda mikro-üretimle yapılmış yalıtkan ince-filmler ile yükledik. Kavramın kanıtının gösterimi için, standart YHR olması durumunda 1.2 GHz frekansında rezone edecek, ancak dağılımsal olarak ince film ile yüklendiğinde (3T MRG sistemine uygun) 130 MHz'de rezone eden, 20 mm ? 20 mm ebatlarında, yapılar ürettik. Bu ebatların, standart YHR mimarisi kullanılması durumunda, 130 MHz'de rezone edebilmesi için tasarımımızdan 100 kat daha büyük, 20 cm ? 20 cm, olması gerekir. Ayrıca esnek ince-film yüklü rezonatörler tasarlayıp ve üretip, aynı zamanda bu yapının bükerek akortlanabildiğini ve düzlemsel olmayan vücut içi yüzeylerin görüntülenmesi için uygun olduğunu gösterdik. Kendi kendine rezone edebilen özgün yapılarımızın uzaydaki durumuna göre, fantom görüntüleri alınan sinyallerin şiddetlerini en fazla 4 ile 150 kata kadar ve etki derinliğini de 10 mm'ye kadar artırılabildiğini gösteriyor. Bu durum, aynı RF gücünü kullanarak, 2 boyutlu görüntülerde çözünürlüğü yaklaşık 2 ile 12 kat artırabilmeye karşılık geliyor. Bu test ortamındaki deneyler, bölgesel rezonatörlerin aynı yonga üstünde dağılımsal yüklenmeleri sayesinde çok daha düşük frekanslarda çalışmalarının mümkün olduğunu ispatlıyor. Bu bulgular, vücut içine uygulanabilir rezonatör çiplerimizin MR uyumlu kendi kendine rezone edebilen implantlar için kullanımını vaadediyor.