Cewka odbiorcza do badania hodowli komórkowych w średniopolowym systemie rezonansu magnetycznego o indukcji pola 1,5 T

• Autorzy: Truszkiewicz Adrian , Kwiatkowski Bogdan , Aebisher David , Bartusik-Aebisher Dorota

Warianty tytułu

EN

Receiving coil for cell cultures testing in medium-field magnetic resonance imaging system with 1,5 Tesla field induction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badanie hodowli komórkowych nastręcza wielu trudności w szczególności dlatego, iż nie można zastosować metod mikroskopii optycznej. W pracy pokazano wstępne badania pozwalające na ocenę przydatności systemów rezonansu magnetycznego o indukcji pola magnetycznego na poziomie 1,5 T. Badania były przeprowadzone na skanerze jednego z czołowych producentów systemów MR. Wyniki badań i eksperymenty jednoznacznie potwierdzają możliwość stosowania tychże systemów do prowadzenia obrazowania małych obiektów, a w szczególności hodowli komórek z rozdzielczością pozwalającą prowadzić dalsze wnioskowanie medyczne badanych obiektów. Na uwagę zasługuje fakt, iż systemy te posiadają wartość pola magnetycznego, które plasuje je w dolnym poziomie stosowanych dzisiaj wartości. Zastosowanie pola o indukcji 1,5 T minimalizuje jego ewentualny przyszły wpływ na hodowle.

EN

The study of cell cultures presents many difficulties, in particular, because optical microscopy methods cannot be used. The paper presents preliminary tests enabling assessment of the usefulness of magnetic resonance imaging systems with magnetic field induction at the level of 1.5 Tesla. The tests were carried out on a scanner of one of the leading producers of MR systems. Research results and experiments clearly confirm the possibility of using these systems to perform imaging of small objects, in particular cell culture with a resolution that allows further medical inference of the examined objects. It is worth noting that these systems have a magnetic field value which places it at the lower level of the values used today. The use of a 1.5 Tesla induction field minimizes its possible future impact on cultures.

Słowa kluczowe

PL

cewka jednokanałowa; mikroskopia MRI; badania komórkowe

EN

single channel coils; MRI microscopy; cellular studies

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 9, nr 4
• Strony: 249--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Truszkiewicz Adrian

• Uniwersytet Rzeszowski, Kolegium Nauk Medycznych, al. Rejtana 16c, 35-959 Rzeszów

autor

Kwiatkowski Bogdan

• Uniwersytet Rzeszowski, Kolegium Nauk Przyrodniczych, ul. St. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

autor

Aebisher David

• Uniwersytet Rzeszowski, Kolegium Nauk Medycznych, al. Rejtana 16c, 35-959 Rzeszów

autor

Bartusik-Aebisher Dorota

• Uniwersytet Rzeszowski, Kolegium Nauk Medycznych, al. Rejtana 16c, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1. Y. Seo: High spatial resolution magnetic resonance imaging of insects covered with a hard exoskeleton, Concepts Magn Reson Part B., 48B, 2018, e21366.
• 2. G. Giovannetti, A. Flori, D. De Marchi, G. Matarazzo, F. Frijia, S. Burchielli, D. Montanaro, G.D. Aquaro, L. Menichetti: Simulation, design, and test of an elliptical surface coil for magnetic resonance imaging and spectroscopy, Concepts Magn Reson Part B., 47B, 2017, e21361.
• 3. G. Giovannetti, N. Fontana, A. Monorchio, M. Tosetti, G. Tiberi: Estimation of losses in strip and circular wire conductors of radiofrequency planar surface coil by using finite element method, Concepts Magn Reson, Part B., 47B, 2018, e21358.
• 4. D.M. Hoang, E.B. Voura, Ch. Zhang, L. Fakri-Bouchet, Y.Z. Wadghiri: Evaluation of Coils for Imaging Histological Slides: Signal-to-Noise Ratio and Filling Factor, Magn Reson Med., 71(5), 2014, 1932-1943.
• 5. W.E. Kwok, Z. You, J. Monu, G. Seo, C. Ritchlin: High-resolution uniform MR imaging of finger joints using a dedicated RF coil at 3T, J Magn Reson Imaging, 31(1), 2010, 240-247.
• 6. K. Jasiński, A. Młynarczyk, P. Latta, V. Volotovskyy, W.P. Węglarz, B. Tomanek: A volume microstrip RF coil for MRI microscopy, Magn Reson Imaging, 30(1), 2012, 70-77.
• 7. G. Giovannetti, L. Menichetti: Litz wire RF coils for low frequency NMR applications, Measurement, 110, 2017, 116-120.
• 8. B. Archer, T. Ueberrueck, J. Mack, K. Youssef, N.N. Jarenwattananon, D. Rall, D. Wypysek, M. Wiese, B. Bluemich, M. Wessling, L. Iruela-Arispe, L. Bouchard: Non-Invasive Quantification of Cell Density in 3D Gels by MRI, IEEE Trans Biomed Eng., 2018.
• 9. A. Ghadimi-Moghadam, S.M.J. Mortazavi, A. Hosseini-Moghadam, M. Haghani, S. Taeb, M.A. Hosseini, N. Rastegariyan, F. Arian, L. Sanipour, S. Aghajari, S.A.R. Mortazavi, A. Soofi, M.R. Dizavandi: Does Exposure to Static Magnetic Fields Generated by Magnetic Resonance Imaging Scanners Raise Safety Problems for Personnel?, J Biomed Phys Eng., 8(3), 2018, 333-336.
• 10. G. Acri, P. Inferrera, L. Denaro, C. Sansotta, E. Ruello, C. Anfuso, F.M. Salmeri, G. Garreffa, G. Vermiglio, B. Testagrossa: dB/dt Evaluation in MRI Sites: Is ICNIRP Threshold Limit (for Workers) Exceeded?, Int J Environ Res Public Health, 15(7), 2018.
• 11. P.M. Glover, I. Cavin, W. Qian, R. Bowtell, P.A. Gowland: Magnetic-field-induced vertigo: a theoretical and experimental investigation, Bioelectromagnetics, 28(5), 2007, 349-361.
• 12. L. Ciobanu: Microscopic Magnetic Resonance Imaging A Practical Perspective, Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., 2017.
• 13. A. Truszkiewicz, D. Bartusik-Aebisher: Ocena przydatności średniopolowych systemów MR w obrazowaniu hodowli komórkowych, Inżynier i Fizyk Medyczny, 9, 2020, 37-40.
• 14. G. Giovannetti, G. Tiberi: Skin Effect Estimation in Radiofrequency Coils for Nuclear Magnetic Resonance Applications, Appl Magn Reson., 47, 2016, 601-612.
• 15. B. Madhu, M. Dadulescu, J. Griffiths: Artefacts in 1H NMR-based metabolomic studies on cell cultures, MAGMA, 28(2), 2015, 161-171.
• 16. A. Truszkiewicz, D. Aebisher, D. Bartusik-Aebisher: Spektroskopia MRS w hodowlach komórkowych in vitro, Inżynier i Fizyk Medyczny, 9, 2020.
• 17. J.A. Autio, M.F. Glasser, T. Ose, C.J. Donahue, M. Bastiani, M. Ohno, Y. Kawabata, Y. Urushibata, K. Murata, K. Nishigori, M. Yamaguchi, Y. Hori, A. Yoshida, Y. Go, T.S. Coalson, S. Jbabdi, S.N. Sotiropoulos, H. Kennedy, S. Smith, D.C. Van Essen, T. Hayashi: Towards HCP-Style macaque connectomes: 24-Channel 3T multi-array coil, MRI sequences and preprocessing, Neuroimage, 8(215), 2020, 116800.
• 18. G. Bonmassar, P. Serano: MRI-Induced Heating of Coils for Microscopic Magnetic Stimulation at 1.5 Tesla: An Initial Study, Front Hum Neurosci., 13(14), 2020, 53.
• 19. N.W. Dobbs, M.J. Budak, R.D. White, I.A. Zealley: MR-Eye: High-Resolution Microscopy Coil MRI for the Assessment of the Orbit and Periorbital Structures, Part 1: Technique and Anatomy, AJNR Am J Neuroradiol., 2020.
• 20. E. Chistè, G. Ischia, M. Gerosa, P. Marzola, M. Scarpa, N. Daldosso: Nanomaterials (Basel), 10(3), 2020, pii: E463.
• 21. D. Gerling: Approximate Analytical Calculation of the Skin Effect in Rectangular Wires, International Conference on Electrical Machines and Systems, Tokyo, Japan 2009, 10.1109/ICEMS.2009.5382786.
• 22. M. Kosek, M. Truhlar, A. Richter: Skin-effect in Conductor of Rectangular Cross-section -Approximate Solution, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 88(7a), 2012, 23-25.
• 23. A.E. Ruehli, G. Antonini, L. Jiang: Skin-Effect Loss Models for Time and Frequency-Domain PEEC Solver, Proceedings of the IEEE, 101, 2013, 451-472.
• 24. N.B. Raicevic, S.R. Aleksic, I. Iatcheva, M. Barukcic: Enhanced method for pulse skin effect calculation of cylindrical conductors, COMPEL – The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, ahead-of-print, https://doi.org/10.1108/COMPEL-10-2019-0382.
• 25. J.D. Cockcroft: Skin Effect in Rectangular Conductors at High Frequencies, Proc. R. Soc. Lond. A, 122, 1929, 533-542.
• 26. P. Jabłoński, T. Szczegielniak, D. Kusiak, Z. Piątek: Analytical –Numerical Solution for the Skin and Proximity Effects in Two Parallel Round Conductors, Energies, 12(18), 2019, 3584.
• 27. H.A. Aebischer, B. Aebischer: The GMD Method for Inductance Calculation Applied to Conductors with Skin Effect, Advanced Electromagnetics, 6(2), 2017.
• 28. M. Greconici, G. Madescu, M. Mot: Skin Effect Analysis in a Free Space Conductor, Ser.: Elec. Energ., 23(2), 2010, 207-215.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).