nature 子刊：廈門大學(xué)利用增材制造制造磁共振探針頭

2020年11月29日，南極熊獲悉，中國(guó)廈門大學(xué)的研究人員利用快速成型制造技術(shù)創(chuàng)造了更精確的磁共振系統(tǒng)。他們已將工作成果發(fā)表在科學(xué)界權(quán)威期刊《 nature communications 》雜志上。

研究的重點(diǎn)是制造磁共振探針頭，這是一種用于醫(yī)學(xué)想象、生物材料檢測(cè)、空間成像和化學(xué)分析的非常難以制造的儀器。探頭依靠射頻線圈來(lái)返回顆粒細(xì)節(jié)。因此，生產(chǎn)這些線圈的精度會(huì)影響可能返回的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

△利用a熔融沉積建模(FDM)和b立體光刻外觀(SLA)技術(shù)，根據(jù)仿真設(shè)計(jì)逐層制作一個(gè)完整的探針頭(c)，d液態(tài)金屬通過(guò)注射孔灌注到模型中，形成射頻線圈，e射頻線圈通過(guò)兩根銅條與匹配電路連接，形成一個(gè)完整的探針。液態(tài)金屬通道的入口和出口用銀漿完全密封?？梢灾谱骱屠酶鞣N適合MR應(yīng)用的3D打印探針頭，包括f用于MR的U管鞍形探針頭(SAP)、U管Alderman-Grant探針頭(AGP)、反應(yīng)監(jiān)測(cè)探針頭(RMP)、電化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測(cè)探針頭(ECP)、梯度探針頭(GP)，以及g用于MRI的改進(jìn)型螺線管成像探針頭(MSO)、改進(jìn)型Alderman-Grant成像探針頭(MAG)。

廈門大學(xué)的科學(xué)家們將增材制造與液態(tài)金屬注射成型結(jié)合起來(lái)使用。液態(tài)金屬被用來(lái)制造微米級(jí)的定制射頻線圈。這些線圈與定制的樣品室相輔相成。樣品室是一個(gè)中性空間，其中無(wú)線電頻率和磁能是一個(gè)已知的量，這使得儀器可以測(cè)量磁場(chǎng)中的扭曲。定制化的樣品室?guī)缀涡螤钤试S磁共振儀器針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行定制。這些傳感器件連接到射頻電路接口。儀器組件穩(wěn)定在一個(gè)單件3D打印的聚合物塊中。

研究人員發(fā)現(xiàn)，快速成型制造提高了填充因子，這是衡量聚合物塊穩(wěn)定儀器的程度。

FDM和SLA打印機(jī)被用來(lái)構(gòu)建聚合物塊。這些塊體創(chuàng)建了通道，液態(tài)金屬可以通過(guò)這些通道傾倒。金屬在室溫下凝固，從而創(chuàng)建了射頻電路和樣品室。

這項(xiàng)新技術(shù)將幫助學(xué)者和工業(yè)制造商在更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域部署磁共振系統(tǒng)。


論文原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19711-y

編譯自：3dprintingmedia