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激光驱动的MRI扫描仪具有便携性

点击量:   时间:2017-12-02 01:05:14

作者:Robert Adler磁共振成像不再需要一定数量的设备 - 包括必须冷却到极端温度的超导磁体来自加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室和加利福尼亚大学伯克利分校的多学科团队开发了一种高灵敏度激光探测器,可在室温下使用低功率,现成的磁铁产生磁共振图像 MRI通过测量来自原子核的微小磁信号来工作,原子核的“自旋”已经使用外部磁场对准由于不同的原子反应不同,这提供了一种独特的方式来对人体内的组织进行成像或分析许多其他材料然而,传统的MRI扫描仪使用灵敏度有限的感应线圈来拾取磁信号这需要强大的磁场,必须使用昂贵的,低温冷却的超导磁体产生 Dmitry Budker和加利福尼亚大学物理系的同事通过开发一种完全不同的探测器提供了替代解决方案的一部分它使用偏振激光将铷原子对准蒸汽原子对准响应于微弱的磁信号而改变,并且相同的激光可以测量这些微小的变化这意味着可以使用功率较小的磁体来对准原子核以进行成像 “这是一种特别简单的技术,”Budker说 “我们所处理的只是激光束,它易于操作和检测”该团队所谓的“磁光探测器”几乎与超导量子干涉装置(SQUID)一样灵敏,它使用量子隧道效应检测磁场但是像传统的MRI扫描仪一样,SQUID需要超低温 “我们的探测器基本上是一种室温技术,”Budker说由伯克利化学家Alexander Pines领导的团队通过开发在不同位置编码和检测磁信号的方法,产生了第二个关键创新在实验装置中,流过管的水在一点暴露于磁场然后在大约一秒钟后使用另一点处的激光检测器测量来自水中原子核的磁信号分离这些过程可以进一步提高检测器的灵敏度 “这具有数量级的优势,”Pines补充道博士后研究员Shoujun Xu领导了一个小组,然后整合了这两项创新,建立了一台能够产生室温磁共振图像的台式机 “我们摆脱了低温学,”徐告诉新科学家 “这很重要,因为超导磁体需要花费数百万美元”Xu和Pines都表示,这种设备可以缩小到手持尺寸,他设想进一步小型化,用于装有激光探测器的微流体系统该团队预见到各种应用,从成像矿物和液体到生化和医学分析美国新泽西州普林斯顿大学的原子物理学家Michael Romalis对该团队的工作表示赞赏 “真正令人兴奋的是它结合了光学磁力计和远程核磁共振,”他说 “它开启了为许多应用制作非常便携和简单的东西的可能性”期刊参考:美国国家科学院院刊(第103卷,