Новая модель для более чётких МРТ-изображений ^{CEFR B2}

Исследователи из Rice University и Oak Ridge National Laboratory разработали рамку собственных мод ЯМР, которая решает полные физические уравнения, управляющие релаксацией ядерного магнитного резонанса в жидкостях. Статья опубликована в The Journal of Chemical Physics. Команда использовала уравнение Фоккера–Планка, чтобы проследить, как меняются во времени вероятности положений и скоростей молекул, и тем самым захватила широкий спектр молекулярных движений и их вклад в релаксацию.

Идея собственных мод даёт представление о естественных способах, которыми молекулы воды реагируют на контрастные вещества, многие из которых основаны на ионе гадолиния. Рамка показывает более детальную картину, чем ранние упрощённые модели, и демонстрирует, что многие широко используемые приближения являются частными случаями более общей теории. Новая модель с высокой точностью воспроизводит экспериментальные измерения на клинических частотах МРТ.

Работа выросла из подробных молекулярно-динамических симуляций и помогает интерпретировать как симуляции, так и экспериментальные данные. Возможные последствия выходят за пределы медицинской визуализации: рамка может помочь понять поведение жидкостей в ограниченных пространствах и повлиять на работу в области проектирования батарей, подземного потока жидкостей и пористых горных пород, а также исследования биологических клеток и материаловедения.

Исследовательская группа выпустила исходный код как открытый для широкого использования и дальнейшей разработки. Исследование поддержали Ken Kennedy Institute, Rice Creative Ventures Fund, Robert A. Welch Foundation и Oak Ridge Leadership Computing Facility при Oak Ridge National Laboratory.