Исследователи Бостонского университета разработали новый, «умный» — метаматериал, который стоит меньше, чем десять баксов, чтобы построить…, которые могли бы революционизировать магнитно-резонансная томография (МРТ), что делает весь процесс МРТ быстрее, безопаснее, и более доступными для пациентов во всем мире. Технология, которая основывается на предыдущих метаматериала работу в команде, был описан в новой работе в современных материалов.
МРТ используется врачами для диагностики медицинских проблем путем выявления отклонений, которые могли бы указать что-либо от мениска до мышечной дистрофии. Но МРТ-это дорого, подвергать пациентов к радиации, и они принимают много времени, часто больше часа за один скан. Найти достаточно времени МРТ для пациентов, ожидающих могут быть проблемы, даже в больницах США, но и в больницах в таких странах, как Индия, сроки ожидания год или больше может поставить жизнь пациента под угрозу.
Так как же нам ускорить процесс МРТ без ухудшения качества изображения? Синь Чжан, БУ колледж машиностроения профессор машиностроения и фотоники центр профессора, и команда исследователей, которая включает Стефан Андерсон, Бостонский медицинский центр врач-рентгенолог и БУ школьных медицинских наук, профессор радиологии, и Чжао Сяогуана, мед, ассистента профессора радиологии, становятся творческими с метаматериалами, чтобы решить проблему.
МРТ работает путем создания мощного магнитного поля и посылая радиоволны в тело пациента. «Магнитное поле МРТ-это много тысяч раз сильнее, чем магнитное поле Земли», — говорит Чжао. «Точно организованный ряд более высоких энергий радиоволны передаются в человеческое тело, и ткани излучают меньше энергии радиоволн, полученные в МРТ для получения изображений.»
Качество МРТ изображения зависит в значительной степени от того, что называется «сигнал-шум», или СНР. Чем выше ОСШ, тем лучше изображение, и наиболее прямой путь, чтобы улучшить SNR сунуться магнитного поля. К сожалению, любое увеличение магнитное поле также увеличивает сложность и стоимость МРТ, а также потенциальные риски для пациентов, чьи ткани, и особенно, чьи имплантируемых медицинских устройств, буквально нагревается излучением. По этой причине, радиологов, которые хотели бы лучше выглядеть в тело не просто увеличить напряженность магнитного поля.
Так Чжан и его сотрудники разработали новый магнитный метаматериал, что при размещении рядом часть тела, которая является объектом сканирования, повышает энергию, излучаемую телом пациента, увеличивая соотношение сигнал / шум и улучшение МРТ. Магнитный метаматериал, который сделан из простой медной проволоки и пластика, был опубликован в марте 2019 в физике природы коммуникации.
Теперь, Чжан, Андерсон, Чжао, и другие члены команды заняли свои разработки большой шаг вперед, развивая то, что они называют «умный» метаматериала, который избирательно усиливает низким потреблением энергии выбросов от тела пациента, и буквально выключается в течение миллисекунды интенсивным-передача энергии от машины.
Чжан говорит, что умный метаматериала усиливает SNR по 10 раз, что значительно улучшает качество изображения и уменьшает время сканирования, открывая новый способ получить четкие МРТ снимки по очень низкой стоимости.
«Укорочение МРТ обследование имеет первостепенное значение для максимизации потенциала», — говорит Андерсон. «Не говоря уже о доходах, а также общий терпеливейший опыт этой мощной технологии обработки изображения.»
«Интеллектуальный метаматериал состоит из массива металлические спиральные резонаторы тесно упакованные с [пассивный сенсор]», — говорит Чжао. «При высокой энергии радиоволн, которые приходят, метаматериал обнаруживает высокий уровень энергии и ‘выключает’ резонанс автоматически. С низкой энергией возбуждения, радио, метаматериал [включается] резонанс и усиливает магнитной составляющей радиоволны.»
Что вне времени, в то время как только МС длинный, позволяет врачам использовать метаматериал для повышения энергии отправляют обратно к МРТ. Это также уменьшает общую экспозицию пациента радиоволновое излучение и устраняет потенциальные проблемы безопасности, облегчая путь к использованию этой технологии в клинической визуализации.
«Теперь мы можем построить Интеллектуальные материалы, которые могут взаимодействовать с радиоволнами разумно, усиление полезного сигнала, в то время как нежелательный сигнал», — говорит Чжан.
Исследователи подсчитали, что массив метаматериал, разработанный при поддержке Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии, должен стоить менее 10$, чтобы построить. Хотя нынешний прототип магнитного метаматериала является плоским, толстым слоем, они ожидают, чтобы адаптировать его к гибкой, ультра-тонкий лист углубления МРТ. Сочетании с клиническими систем МРТ, говорят, их недавно обнаруженные магнитные метаматериалы имеют потенциал, чтобы вступить в Квантовый скачок в результатах МРТ.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!