研究人员通过3D打印射频探头来开拓磁共振应用
时间:2020-11-27 08:30 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 点击:次
中国3D打印网11月27日讯,MR技术广泛应用于科学研究,地质调查和临床诊断(例如MRI扫描)中。 RF探头是MR系统的核心组件,通常用于执行电化学分析,原位反应监测和MR成像。厦门大学的研究人员拥有3D打印的射频(RF)探头,能够执行常规和非常规的磁共振(MR)实验。他们使用3D打印技术开发了一种方法,可以使用比传统制造技术更精确的线圈结构来定制定制的RF探头。据他们介绍,这项研究是首次探索这种用于MR系统的集成探头制造方法的方法。 针对不同情况的集成式MR探头的3D打印和制造过程。图片来自厦门大学 3D打印RF探头 在研究过程中,研究人员演示了一种结合计算机辅助设计(CAD),3D打印和液体熔化注入技术来创建集成式MR探头的方法。熔融沉积建模(FDM)和立体光刻技术均用于制造探头,该探头由带有微米级导线的RF线圈,定制的样品室和RF电路接口组成,并包裹在单个印刷聚合物块中。3D Systems的ProJet 3510 SD 3D打印机用于通过FDM制作MR原型的一个版本,其打印分辨率为30µm。在打印过程中,从打印机的双喷嘴之一挤出材料,以构造成型结构和空心线圈腔。对于在嘉兴山威机电公司的Cyclone W-1打印机上印刷的光刻技术生产的探头,这些模型是通过光聚合逐层创建的,打印分辨率为25μm。紫外线激光聚焦在一大桶光敏聚合物树脂上,使分子链链接形成聚合物,从而构成了探头的主体。 探针打印后,要进行后处理,然后再使用液态金属灌注技术创建导电RF线圈。然后将这些注入到3D打印的聚合物块中的微通道中,该聚合物块使用透明材料进行印刷,以说明其内部通道结构。经过实验表明,无论是在电气性能还是在材料背景信号方面,PLA的性能都很好,因此选择打印探针的材料是PLA。印刷了各种探头以研究不同的原位反应,例如动力学监测,电化学反应监测,核磁共振(NMR)和成像。 研究人员使用3D Systems的ProJet 3510SD 3D打印机制造探头。图片来自HK Additive。 潜在的应用
除上述实验外,研究人员还试图通过定制设计探头来证明其方法的普遍适用性。性能测试表明,尽管线圈材料的导电性存在某些缺点,但3D打印的探头仍能以较高的信噪比(SNR)获得图像。研究人员称,这意味着该方法在定制MRI应用方面具有“广阔前景”。该团队专注于解决RF探头传统制造方法所遇到的精度和集成定制加工缺陷,而不是优化其3D打印替代品的性能。通过当前的方法制造RF探针头在集成,定制和小型化方面面临困难。从本质上讲,通过这些技术来制造具有复杂或不规则3D结构的RF线圈是不精确且耗时的,特别是考虑到小型化的需求。因此,研究人员试图通过3D打印实验来克服这些问题。
尽管目前的性能可能仍不如商用探头,但该研究证明3D打印探头能够满足团队定制MR实验的要求。鉴于此,所提出的方法为用于NMR研究和临床MRI检测的定制探头提供了基础,并为3D打印组件的MR系统开辟了新的一类应用。 中国3D打印网原创文章! (责任编辑:admin) |