“新的超材料可以提高MRI质量并缩短扫描时间”

塑料和铜制成的小型环状结构能否扩大磁共振成像( mri )机械强大的成像能力？ 张诹、史蒂芬·安德森和波士顿大学光子学中心的团队可以清晰地描绘出这样的壮举。 他们的工程学、材料科学和医学影像综合专业信息、张和安德森、还有光武双端和小刚，在通信物理学上设计了一种新的磁性超材料，可以提高mri的质量，将扫描时间缩短一半。

张和安德森表示，他们的磁性超材料作为添加剂技术，提高了低强度mri仪器的图像处理能力，增加了在诊所看到的患者数量，降低了相关价格，没有采用高强度磁场的风险。 他们甚至设想在超低电场mri中使用超材料，其采用的磁场比现在采用的标准机械低几千倍。 这将为全球广泛采用的mri技术敞开大门。

波士顿医学中心放射科的放射学教授兼研究副主席安德森说，这种[磁性超材料]可以生成更清晰的图像，其生成速度是目前mri扫描速度的两倍以上。

mri利用磁场和电波绘制人体器官和组织的图像，帮助医生诊断潜在的问题和疾病。 医生使用mri来识别重要器官以及包括脊髓和关节在内的多种其他类型的身体组织的异常或疾病。 [mri]是人类发明的最复杂的系统之一，机械工程、电气与计算机工程、生物医学工程、材料科学与工程学院的教授、光子学中心的教授张说。

根据分解身体的哪些部分、需要多少图像，mri扫描可能需要一个多小时。 在安排检查时，患者可能会面临较长的等待时间，而且对医疗系统来说，操作机器是需要时间和成本的。 正如anderson和zhang所述，将mri从1.5t (特斯拉的符号、磁场强度的测量)强化到7.0t，绝对可以提高图像的音量。 虽然使用更强的磁场进行更高功率的mri是可能的，但是它们会带来多个安全风险，而且医疗诊所的价格也会变高。 mri仪器的磁场非常强大，房间对面的椅子和物体会被机器吸入，给操作员和患者带来危险。

波士顿大学的研究人员设计的磁性超材料由一系列被称为螺旋谐振器的单元组成。 三维高结构由三维印刷塑料和细铜线圈构成。 材料不太适合自己。 但总结起来，螺旋谐振器分为柔性阵列，足够灵活，可以覆盖人的髌骨、腹部、头部或需要成像的身体的任何部分。 阵列被放置在身体附近时，谐振器和机械的磁场相互作用，提高了mri的信噪比( snr )，如anderson所说，提高了图像的体积。

很多人都惊讶于它的简单性，张先生说。 这不是魔法材料。 '； 不可思议'； 是设计和概念的一部分。

为了测试磁阵列，这个小组用1.5t机器扫描了鸡腿、西红柿和葡萄。 他们发现磁性超材料的snr增加了4.2倍。 这是根本性的改善，这可能意味着可以使用低磁场来拍摄比现在更清晰的图像。

目前，张和安德森希望与领域伙伴合作，确保他们的磁性超材料顺利适应现实世界的临床应用。

如果能够提供大幅提高信噪比的东西，就可以开始考虑以前不存在的可能性。 安德森先生谈到了在例如战场和其他偏远地区进行核磁共振成像的可能性。 能简化这项先进技术非常有吸引力，他说。

这项工作得到了美国国立卫生研究院、波士顿大学工程学院院长催化奖、波士顿大学wallace h. coulter转化研究合作奖以及波士顿大学点火奖的支持。

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