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新型介電材料可使 MRI 掃描時間更短、圖像分辨率更高

文章來源：賢集網更新時間：2022-09-13 15:59:56

包括賓夕法尼亞州立大學研究人員在內的學術/企業合作伙伴關系正在開發一種新的介電材料，以使磁共振成像 (MRI) 機器具有更短的掃描時間和更高的圖像分辨率，這對于降低醫院和患者的 MRI 掃描成本是個好消息與 MRI 相關的焦慮作斗爭。

HyQ Research Solutions LLC 是一家部分由賓夕法尼亞州立大學教員創立的公司，它有一種新的 MRI 方法—— 使用陶瓷材料在人體周圍制作墊子以增強 MRI 信號，從而縮短機器內患者的掃描時間。做過核磁共振檢查的人都知道，這臺機器是一個巨大的管子，一個俯臥位的人會被裝入其中。長時間裝載到這樣的機器中，即使是具有更好照明和更好通風的開放式 MRI，對于幽閉恐懼癥患者來說也可能是困難的。

陶瓷材料還具有在活人身上創建高度詳細圖像的潛力，尤其是用于檢查大腦的頭部 MRI。MRI 的工作原理是施加強大的靜磁場，使任何含有水的組織都能被射頻 (RF) 場激發。然后，從身體返回的信息被稱為射頻接收線圈的設備捕獲。這個過程不僅對于 MRI 機器內的人來說需要相當長的時間，而且相對較弱，這就是為什么分辨率相當低的原因。工程科學與力學教授、HyQ Research Solution LLC 的聯合創始人 Michael Lanagan 表示，這確實是一個瓶頸。

“臨床 MRI 通常被用作最后手段，因為 MRI 掃描極其緩慢且昂貴，”Lanagan 說。“任何做過 MRI 的人都知道，你在那里待了半小時 45 分鐘，而且在掃描過程中可能會非常不舒服，而且會發出很多響亮的噪音。”

神經科學和神經心理學領域的研究人員對更高分辨率的圖像特別感興趣。HyQ Research Solution, LLC 正在開發一種帶有陶瓷材料的 MRI 頭盔，供受試者佩戴，以更有效地收集大腦的詳細圖像。

“就人類影響而言，我們公司的搶灘市場將是研究人員使用這些頭盔，”拉納根說。“例如，非常詳細的大腦圖像對于阿爾茨海默病研究非常重要。我們正在與世界各地的研究人員合作，提供解決方案來升級他們的線圈并讓他們能夠提高圖像質量。我們還與那些他們通過 MR 光譜研究大腦的新陳代謝，這項技術使我們能夠“看到”我們體內的生物分子。我們的材料是從大腦中極少數生物分子中獲得足夠可用信號以研究大腦功能和相關的代謝變化。”

這種材料將為臨床醫生和研究人員提供 MRI 選擇。

“當你增加 MRI 信號時，你可以做很多事情，”拉納根說。“如果您有更高的信號，您可以縮短掃描時間以獲得更快的圖像采集，或者獲得更好的圖像分辨率。您可以權衡這些因素。”

陶瓷材料的其他好處包括它的成本遠低于購買更高場強的 MRI 機器。此外，該材料無需任何其他升級即可應用于現有的 MRI 機器，并且是對其他潛在升級的補充。

10 多年來，Lanagan 和 HyQ Research Solution LLC 聯合創始人、賓夕法尼亞州立大學 Hershey 神經外科教授 Yang X. Yang 和 HyQ Research Solution LLC 首席執行官兼研發總監 Sebastian Rupprecht 一直致力于 MRI 信號增強陶瓷材料。2013 年，這種材料的開發促成了該公司的成立，此前 Lanagan 和他的同事獲得了他們對這種新型陶瓷材料的初始專利。他們與賓夕法尼亞州立大學 Hershey 醫療創新中心和賓夕法尼亞州立大學創業與商業化辦公室以及 Ben Franklin Technology Partners 的顧問合作。

“與賓夕法尼亞州立大學辦公室和本富蘭克林技術合作伙伴合作，使我們能夠從美國國家科學基金會 (NSF) 和美國國立衛生研究院 (NIH) 獲得資金，以及我們早期科學客戶的收入，”拉納根說。

拉納根指出，這種企業與高等教育的伙伴關系很重要，因為它有助于將研究概念從想法轉變為原型到市場，從而以比其他方式更快的速度造福社會。通過研究服務協議，他們可以使用賓夕法尼亞州立大學的研究設施，例如千年科學綜合大樓中的設施，并獲得材料研究和臨床放射學方面的各種專業知識。

“在賓夕法尼亞州立大學這樣的大學工作的獨特設施和人員是像我們這樣的研究商業化的孵化器，”拉納根說。“我們仍然經常依賴初創公司永遠無法擁有的高度專業化的技能和某些設備。”

HyQ Research Solution LLC 的下一步包括將其產品推向市場并完全過渡到不再需要使用大學設施。根據 Lanagan 的說法，他們正在完成一些與該材料相關的項目。這包括最近完成的美國種子基金/NSF 小型企業創新研究第一階段獎，這是該公司最近邁向該技術商業化的關鍵一步。它還包括 NIH 通過推進創新神經技術計劃進行的腦研究計劃，他們與世界領先的 MRI 研究中心合作，包括明尼蘇達大學磁研究中心、紐約大學和斯坦福大學。

“在過去的十年里，賓州州立大學在這個領域進行了很多研究，我覺得現在很多研究已經足夠成熟，可以讓我們更加獨立，”拉納根說。“在這一點上，這確實是在轉移到我們公司。所以，對我們來說，這是一個過渡時期。”

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