“玩具”头盔提升MRI脑部扫描成像质量？可穿戴磁性超材料

来自美国波士顿大学的一种新设计的可穿戴磁性超材料，可以帮助 MRI 扫描更清晰、更快、更便宜。

它可能看起来像一个奇怪的自行车头盔，或者是在《回到未来》中布朗博士的实验室中的设备，但这个由塑料和铜线制成的小工具是一项技术突破，有可能彻底改变医学成像！

该设备实际上是有磁性超材料制作的头盔。它是由波士顿大学工程学院机械工程教授Xin Zhang和她在波士顿大学光子中心的科学家团队开发的。

超材料是一种由小单位细胞创造的工程结构，单靠它可能并不引人注目，但当以一种精确的方式组合在一起时，就会产生自然界中找不到的新的超能力。

例如，超材料可以弯曲、吸收或操纵电磁波、声波或无线电波等波。每个单元，也称为谐振器，通常按行和列的重复模式排列；它们可以被设计成不同的大小和形状，并放置在不同的方向，这取决于它们被设计用来影响的波。

超材料可以具有许多新颖的功能。张教授同时也是电气和计算机工程、生物医学工程和材料科学与工程的教授，她设计了一种声学超材料，可以在不停止气流的情况下阻挡声音（想象一下更安静的喷气发动机和空调）和一种磁性超材料，可以改善用于医学诊断的磁共振成像 (MRI) 机器的质量。

现在，张和她的团队在可穿戴超材料方面的工作更进一步。这种圆顶形设备可以戴在人的头上，可以在脑部扫描期间佩戴，提高 MRI 性能，创建可以以两倍于正常速度捕获的更清晰的图像。

头盔由一系列磁性超材料谐振器制成，这些谐振器由包裹在铜线中的 3D 打印塑料管制成，按阵列分组，并精确排列以引导 MRI 机器的磁场。张说，将磁性超材料——以头盔形式或作为最初设计的平面阵列——放置在要扫描的身体部位附近。当佩戴在磁共振成像仪 (MRA) 中时，可以提高机器的信噪比比例，产生更高质量的图像，降低 MRI 的成本，对医生、放射科医生和患者来说更省时。

最终，磁性超材料有可能与更便宜的低场 MRI 机器结合使用，以使该技术更广泛地应用，特别是在发展中国家。