Введение
Магнитно-резонансная микроскопия (МРМ, μМРТ) – это магнитно-резонансная томография (МРТ) на микроскопическом уровне, достигающем масштаба микрон. Первоначальное определение МРМ – МРТ с разрешением вокселей менее 100 мкм.
Номенклатура
Магнитно-резонансная микроскопия – это МРТ-визуализация с очень высоким разрешением (вплоть до нанометрового масштаба, а в некоторых случаях сопоставимая с гистопатологией). Термин «МР-микроскопия» наиболее широко используется отделом визуализации с высоким разрешением в области магнитно-резонансной томографии Университета Дьюка под руководством доктора Г. Аллана Джонсона, а также группой Национальной лаборатории сильных магнитных полей в AMRIS, при Университете Флориды / Университете штата Флорида.
Текущее состояние МРМ
Хотя МРТ широко используется в медицине, магнитно-резонансная микроскопия (МРМ) все еще развивается в лабораториях при резонансных частотах до 1000 МГц [1] (для ядерного магнитного резонанса; электронный парамагнитный резонанс обычно работает на гораздо более высоких частотах). Основные препятствия для практического применения МРМ включают:
Градиент магнитного поля: Высокая концентрация градиента магнитного резонанса в меньшем объеме (меньшая функция рассеяния точки) обеспечивает лучшее пространственное разрешение. Градиенты для МРМ обычно в 50–100 раз превышают градиенты клинических систем. Однако конструкция радиочастотных (RF) катушек, используемых в МРМ, не позволяет создавать ультравысокие градиенты. Чувствительность: Поскольку воксели в МРМ могут быть в 1/100 000 раза меньше, чем в МРТ, сигнал пропорционально слабее.
Magnetic field gradient: High gradient focus of magnetic resonance in a smaller volume (smaller point spread function), results in a better spatial resolution. The gradients for MRM are typically 50 to 100 times those of clinical systems. However, the construction of radio frequency (RF) coils used in MRM does not allow ultrahigh gradients. Sensitivity: Because the voxels for MRM can be 1/100,000 of those in MRI, the signal is proportionately weaker.
Альтернативный МРМ
Микроскопия магнитно-резонансной силы (MRFM) обеспечивает нанометровое разрешение. Она решает проблему чувствительности за счет использования микроизготовленных консолей для измерения слабых сигналов. Магнитный градиент создается магнитным наконечником микрометрового размера, что обеспечивает типичный градиент в 10 миллионов раз превышающий градиенты, достигаемые в клинических системах. Эта методика все еще находится на начальной стадии разработки. Поскольку образец необходимо помещать в высокий вакуум при криогенных температурах, MRFM может применяться только для материалов в твердом состоянии.