Microwave seminar | 12 November 2026

Доклад посвящен вышедшей статье: Sharipova L.V., Shchelokova A.V., Puchnin V.M. Tunable control of the magnetic near-field pattern in MRI via concentric split-ring resonators // Physical Review Applied, 2026, Vol. 26, L011008

Высокопольная МРТ (от 3 Тл) обеспечивает высокое разрешение визуализации биологических тканей, однако при таких значениях индукции поля длина радиочастотной (РЧ) волны в тканях становится сравнимой с размерами тела, что приводит к интерференции волн и появлению стоячих волн, а передающее РЧ магнитное поле становится пространственно неоднородным, что ухудшает качество изображения, особенно при визуализации тела. Для пассивного шиммирования поля при 3 Тл применяются диэлектрические подкладки и метаповерхности, позволяющие локально улучшать однородность передающего поля без изменения аппаратной части сканера [1, 2]. Однако в таких структурах распределение магнитного поля задаётся их геометрией и материалом, а возможность подстраивать пространственное распределение поля под конкретную анатомическую область остаётся ограниченной. В докладе рассматривается подход к управлению пространственным распределением РЧ магнитного поля на частоте 123 МГц за счёт частотной отстройки отдельных резонаторов в планарной структуре из концентрических разомкнутых кольцевых резонаторов. При отстройке внутренних резонаторов от рабочей частоты токи в них уменьшаются и перераспределяются по структуре, из-за чего максимум магнитного поля смещается к внешним кольцам, а коллективная мода структуры остаётся вблизи рабочей частоты. Это позволяет перераспределять поле в плоскости структуры, подстраивая его под конкретную анатомическую область. Численное моделирование и эксперименты подтверждают возможность перестраивать распределение магнитного поля и улучшать его однородность, а моделирование с катушкой типа «птичья клетка» для всего тела и анатомической моделью человека в областях печени и сердца показывает, что предложенный подход даёт результаты, сопоставимые с результатами для диэлектрической подкладки [3] и метаповерхности [2] того же размера, и не уступает им по эффективности по удельной мощности поглощения.

Литература, имеющая непосредственное отношение к докладу:
1. Kretov E.I., Shchelokova A.V., Slobozhanyuk A.P. Control of the magnetic near-field pattern inside MRI machine with tunable metasurface // Applied Physics Letters, 2019, Vol. 115, 063702
2. Vorobjev V., Shchelokova A., Efimtcev A. et al. Improving homogeneity in abdominal imaging at 3 T with light, flexible, and compact metasurface // Magnetic Resonance in Medicine, 2021, Vol. 87, pp. 496–508
3. de Heer P., Brink W.M., Kooij B.J., Webb A.G. Increasing signal homogeneity and image quality in abdominal imaging at 3 T with very high permittivity materials // Magnetic Resonance in Medicine, 2012, Vol. 68, pp. 1317–1324