核磁共振成像掃描儀是一種關(guān)鍵的診斷工具，但它們很大、很重，而且需要液態(tài)氦來(lái)冷卻。Neoscan Solutions公司發(fā)明了一種更小、更輕的核磁共振掃描儀，可以直接放在醫(yī)院的兒童病房里，以縮短路程，并在嬰兒睡覺(jué)時(shí)進(jìn)行掃描。這個(gè)更小的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是使用了Spectrum Instrumentation公司的數(shù)字化儀和AWG，提供亞納秒級(jí)的相干精度，以產(chǎn)生掃描儀信號(hào)并捕獲結(jié)果。

縮小到平時(shí)尺寸和重量的四分之一。Neoscan公司為新生兒、嬰兒和兩歲以下兒童設(shè)計(jì)的新型核磁共振掃描儀。

目前的核磁共振掃描器重約8噸，因此需要設(shè)在能夠承受這一重量的地板上，這意味著要么是特別加固的地板，要么是設(shè)在地下室里。它們還需要約 掃描儀和所有支持設(shè)備需要約40平方米的空間。最后，它們需要用液態(tài)氦過(guò)冷，這需要特殊處理。

"德國(guó)Neoscan Solutions公司的創(chuàng)始人Stefan Roell博士解釋說(shuō)："在與核磁共振掃描儀合作多年后，我認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題。"對(duì)患病兒童進(jìn)行掃描通常意味著從病房到掃描儀的漫長(zhǎng)旅程，嬰兒可能需要不容易運(yùn)輸?shù)闹С衷O(shè)備。正因?yàn)槿绱耍袝r(shí)甚至不做核磁共振掃描。我們專門(mén)為新生兒和嬰兒設(shè)計(jì)了一臺(tái)核磁共振掃描儀，這意味著中間的孔只有30厘米的直徑，而不是60厘米。因此，該掃描儀要小得多（170cm x 150cm x 110cm），可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的門(mén)洞。它的重量只有2000公斤，可以位于標(biāo)準(zhǔn)地板上，而且只需要10平方米，可以直接安裝在兒童病房的備用房間里。把熟睡的嬰兒抱到只有幾米遠(yuǎn)的地方去做核磁共振是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，省去了穿過(guò)大樓的漫長(zhǎng)旅程，也省去了為了讓嬰兒在掃描時(shí)不動(dòng)彈而需要使用鎮(zhèn)靜劑"。

一個(gè)典型的核磁共振掃描儀有8噸的重量

需要?jiǎng)?chuàng)新

Neoscan機(jī)器的技術(shù)和場(chǎng)強(qiáng)與目前的掃描器相同，因此不需要新的臨床研究來(lái)驗(yàn)證它。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要公司進(jìn)行若干創(chuàng)新。首先，為了縮小尺寸，該團(tuán)隊(duì)必須開(kāi)發(fā)一種干式磁鐵，在孔內(nèi)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的1.5特斯拉場(chǎng)，但不需要液氦。這是由一個(gè)產(chǎn)生2.5T的內(nèi)部圓柱形磁鐵完成的，然后是一個(gè)外部圓柱形磁鐵，與內(nèi)部磁場(chǎng)相抵消，提供強(qiáng)大的主動(dòng)磁鐵屏蔽，以便在距離設(shè)備蓋子大約1米以外的地方?jīng)]有留下雜散磁場(chǎng)。

第二個(gè)創(chuàng)新是在控制電子設(shè)備方面。目前的核磁共振掃描器通常需要三個(gè)大架子的專門(mén)開(kāi)發(fā)的電子裝置，這些電子裝置是由核磁共振制造商定制設(shè)計(jì)和建造的。Neoscan Solutions公司選擇了一種不同的方法。該團(tuán)隊(duì)使用一臺(tái)運(yùn)行Neoscan公司創(chuàng)建的軟件的個(gè)人電腦，加上Spectrum Instrumentation公司的高端測(cè)量PC卡。核磁共振的信號(hào)由M4i.6620-x8和M2p.6546-x4 AWGs（任意波形發(fā)生器）產(chǎn)生，然后用M2p.5968-x4數(shù)字化儀進(jìn)行分析。該系統(tǒng)使用Spectrum的SCAPP軟件驅(qū)動(dòng)，使具有5000個(gè)內(nèi)核的圖形處理器進(jìn)行并行處理，而不是只使用普通CPU的8或16個(gè)內(nèi)核。

由德國(guó)馬格德堡的Neoscan團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)的新型磁共振成像掃描儀的機(jī)身

頻譜卡的亞納秒級(jí)精度

Roell博士補(bǔ)充說(shuō)："作為一家初創(chuàng)公司，我們沒(méi)有能力創(chuàng)建專門(mén)的硬件，因此我們使用了這種高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)卡，為我們的軟件運(yùn)行提供了一個(gè)平臺(tái)，"。"這意味著我們可以把我們的技能集中在軟件開(kāi)發(fā)上，而且開(kāi)發(fā)周期非常快，因?yàn)槲覀冎烙布呀?jīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試。這是由于Spectrum卡的設(shè)計(jì)質(zhì)量所決定的。對(duì)于MRI來(lái)說(shuō)，64MHz信號(hào)的相位一致性是至關(guān)重要的，否則會(huì)產(chǎn)生抵消效應(yīng)。在實(shí)踐中，這意味著AWG和匹配的數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須具有亞納秒級(jí)的相干精度，而Spectrum卡可以做到這一點(diǎn)。在研究階段，很難從我們聯(lián)系的各個(gè)供應(yīng)商提供的卡的規(guī)格中確定這一點(diǎn)，因?yàn)檫@是一個(gè)相當(dāng)不尋常的細(xì)節(jié)水平。然而，仕必純?cè)趲椭覀兇_定最佳卡的規(guī)格和實(shí)施過(guò)程中都提供了出色的技術(shù)支持。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的提案花了幾周時(shí)間才到達(dá)，而且規(guī)格嚴(yán)重超標(biāo)，價(jià)格也過(guò)高，因?yàn)樗麄儧](méi)有努力了解我們項(xiàng)目的細(xì)節(jié)。"Neoscan不久將在德國(guó)醫(yī)院安裝其第一批設(shè)備，在那里，潛在的客戶可以看到它在拍攝嬰兒圖像時(shí)的操作。帶有CE標(biāo)志的認(rèn)證過(guò)程預(yù)計(jì)將在2021年底前完成。Neoscan公司的網(wǎng)站提供了更多信息，包括: www.neoscan-solutions.com

Roell博士最后說(shuō)。"這種用現(xiàn)成的硬件平臺(tái)運(yùn)行專門(mén)設(shè)計(jì)的軟件的方法對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常有效，因?yàn)樗刮覀兡軌蚋斓貏?chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品。我認(rèn)為這是一個(gè)非常優(yōu)雅的解決方案，可以用于許多其他復(fù)雜的機(jī)器，如CT掃描儀和超聲波機(jī)器，特別是它使創(chuàng)新的新方法可以很容易地通過(guò)軟件的改變而得到嘗試和評(píng)估。"