磁性超材料在更短的时间内增强MRI信号以获得更清晰的图像

来源：Science科学

磁共振成像（MRI）是用于诊断不同器官和组织中的疾病的重要工具，但是它可能是昂贵且麻烦的。现在，波士顿大学光子学中心的工程师开发了一种新设备，小到足以被制成可穿戴设备，这可以增强信号并在较低的磁场强度下提供更高分辨率的图像。

MRI可能比X射线等其他成像技术更安全，但它仍然不是最令人愉快的体验。患者必须完全躺卧一小时或更长时间。最新的核磁共振成像仪可以提高磁场的功率，从而获得更高分辨率的图像，但这会对患者的植入设备甚至牙科填充物造成严重破坏。

新设备可以帮助提高使用低强度磁场的更常见机器的成像能力。从理论上讲，该团队表示，新设备最终可以用于更低强度磁场的MRI设备，这反过来可以使这个过程更便宜，更容易在目前无法负担昂贵系统的地方使用。

新器件是一种磁性超材料，由一系列称为螺旋谐振器的小圆柱体组成。这些管中的每一个高约3厘米（1.2英寸），由3D打印塑料外壳包裹在一圈细铜线外。这些谐振器增强了机器的磁场信号，显著提高了信噪比（SNR），并可节省大约一半的时间，同时产生更清晰的身体图像。

这种超材料可以构建在患者扫描期间所躺的床上，或者制成可穿戴设备。为了进行测试，研究人员使用他们的新超材料和商用MRI机器扫描鸡腿、西红柿和葡萄。果然，他们发现超材料的SNR增加了4.2倍。相比之下，该团队表示，在没有使用新设备获得相同质量图像的情况下，需要扫描的时间长达13.9倍。

这不是缩短MRI时间或改善结果的唯一方法。其他团队尝试使用人工智能、专用算法或其他金属谐振器，结果各不相同。

该研究发表在《Communications Physics》杂志上。