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世界最强磁共振成像仪即将建成 磁场强度足以举起60吨的重型坦克

生命科学仪器综合讨论

  • 科技日报 2013年10月26日

    INUMAC成像仪,其主超导线圈由170千米的铌—钛合金制成,在通电和液氦制冷条件下能产生11.75特斯拉的磁场强度。


    科技日报讯 (记者常丽君)据物理学家组织网10月25日(北京时间)报道,世界最强的磁共振成像仪(MRI)即将建成,预计可在2015年初拍摄第一张图像。该机器能产生11.75T(特斯拉)的磁场强度,足以举起60吨的重型坦克。此前的最强记录是美国伊利诺斯大学的9.4T成像仪,大型强子对撞机上的超导磁体也只有8.4T。新仪器能以前所未有的精度拍摄人类脑图像,帮科学家在脑研究领域攻克新难题,做出新发现。

    该扫描仪项目称为“采用高场磁共振与对照孔技术的神经疾病成像(INUMAC)”,由法国和德国于2006年共同发起,预计成本2亿欧元,已进行了7年。今年夏天,超导线制造商Luvata公司交付了约200千米长的超导铌—钛线。在1.8K(开尔文)绝对温度下用超流氦制冷时,这些线可载流1500安培。制造的关键是一种新型的盘绕设计,允许液氦能到达所有需要制冷的地方。

    标准医用扫描仪的空间分辨率为1毫米,覆盖约1万个神经元,时间分辨率约为1秒。而据法国替代能源与原子能委员会项目主管皮埃尔·韦德林介绍,INUMAC能达到0.1毫米,1000个神经元,看到1/10秒内的变化。有了这种分辨率,MRI能提供更精确的脑部功能成像,探测到多种脑病早期信号,如老年痴呆症、帕金森症,还可能检测治疗效果。

    一般的MRI只能拍摄与氢核相关的较强信号,新仪器场强更高,可能拍摄到钠或钾原子核发出的更弱信号,以此获得有用的生理信息。虽不能拍摄单个神经元的活动,但在解码与个人内心思想和梦境有关的脑波图时,能提供比以往更高的精确度。

    这么高的场强也引起人们的担忧。首先对内置设备制造商来说,要确保设备在巨大磁孔道内的安全,难度大大增加。此外,两位数的场强会对人体组织产生什么影响,人们还不完全了解。对此,除了利用计算机模型与模拟来指导如何使用,物理测试也必不可少。

    韦德林表示,希望明年9月能交付全部的组装磁体,经3个月的测试后再加入成像系统的其他部分。

    总编辑圈点

    长久以来,科学家一直希望更多地了解人类的大脑,直到脑功能成像技术的出现,人们终于第一次直接“看”到了自己“顶头上司”的活动。作为目前最重要的脑功能成像技术,磁共振自从诞生就开始得以飞速发展和广泛应用。尤其是近些年,为了看得更真切,科学家不断在更高场强上做文章,从3T到9.4T,再到如今不可思议的11.75T!不过,新纪录保持者的安全性真着实需要更严苛的检验,11.75T真不是闹着玩儿的,弄不好,隔壁房间有块铁疙瘩也会带来严重后果。
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