厦门大学的研究人员创造了更精确的磁共振系统

2020年11月29日,南极熊获悉,中国厦门大学的研究人员利用快速成型制造技术创造了更精确的磁共振系统。他们已将工作成果发表在科学界权威期刊《 nature communications 》杂志上。

研究的重点是制造磁共振探针头,这是一种用于医学想象、生物材料检测、空间成像和化学分析的非常难以制造的仪器。探头依靠射频线圈来返回颗粒细节。因此,生产这些线圈的精度会影响可能返回的数据质量。

△利用a熔融沉积建模(FDM)和b立体光刻外观(SLA)技术,根据仿真设计逐层制作一个完整的探针头(c),d液态金属通过注射孔灌注到模型中,形成射频线圈,e射频线圈通过两根铜条与匹配电路连接,形成一个完整的探针。液态金属通道的入口和出口用银浆完全密封。可以制作和利用各种适合MR应用的3D打印探针头,包括f用于MR的U管鞍形探针头(SAP)、U管Alderman-Grant探针头(AGP)、反应监测探针头(RMP)、电化学反应监测探针头(ECP)、梯度探针头(GP),以及g用于MRI的改进型螺线管成像探针头(MSO)、改进型Alderman-Grant成像探针头(MAG)。

厦门大学的科学家们将增材制造与液态金属注射成型结合起来使用。液态金属被用来制造微米级的定制射频线圈。这些线圈与定制的样品室相辅相成。样品室是一个中性空间,其中无线电频率和磁能是一个已知的量,这使得仪器可以测量磁场中的扭曲。定制化的样品室几何形状允许磁共振仪器针对不同的应用进行定制。这些传感器件连接到射频电路接口。仪器组件稳定在一个单件3D打印的聚合物块中。

研究人员发现,快速成型制造提高了填充因子,这是衡量聚合物块稳定仪器的程度。

FDM和SLA打印机被用来构建聚合物块。这些块体创建了通道,液态金属可以通过这些通道倾倒。金属在室温下凝固,从而创建了射频电路和样品室。

这项新技术将帮助学者和工业制造商在更广泛的应用领域部署磁共振系统。