德國漢斯多爾夫,2021年5月19日訊——磁共振(MRI)掃描儀是一種關(guān)鍵性的診斷工具,然而它體積龐大且非常重,還需要通過液氦來冷卻。近期,Neoscan Solutions公司發(fā)明了一款更小且更輕的磁共振掃描儀,它能夠放在醫(yī)院的兒童病房內(nèi),并在嬰兒睡眠時進行掃描,同時也節(jié)省了抱著患兒從病房到掃描設備的漫長過程。得益于Spectrum儀器提供的數(shù)字化儀和AWG,使這款儀器生成掃描信號和獲取結(jié)果的精度能夠達到亞納秒。

Neoscan為新生兒及兩歲以內(nèi)兒童發(fā)明的新型MRI掃描儀,體積和重量僅為之前設備的四分之一

目前,磁共振掃描儀的重量約為8噸,因此在安裝時對地板的承重量要求很高。這就意味著設備需要安裝在特別加固的地板或者在地下室使用。此外,還需要40平方米的空間來置放磁共振掃描儀及其相關(guān)設備。最后,還需要進行特殊處理,通過液氦冷卻設備。

德國Neoscan Solutions公司創(chuàng)始人Stefan Roell博士表示:“我使用MRI掃描儀多年,清楚的意識到這個問題。為患兒進行掃描通常意味著需要將他們從病房帶到掃描儀前,這是個漫長的過程。因為這些孩子們身上往往帶有不易移動的輔助設備。正因為這個原因,一些患兒甚至無法做MRI掃描。我們專門為新生兒和嬰兒設計了一臺磁共振掃描儀,它中間孔的直徑只有30里面,而不是60厘米。因此,這臺掃描儀要小得多(170cm x 150cm x 110cm),可以從標準的門通過。其重量僅為2000工具,可以安裝在標準的樓層,而且占地僅為10平方米。可以直接安裝在兒童病房的備用室里。把已經(jīng)熟睡的嬰兒抱到只有幾米遠的地方做磁共振非常輕松,也省去了穿過醫(yī)院大樓的漫長過程,最重要的是患兒在接受掃描時也無需使用鎮(zhèn)靜劑。”

創(chuàng)新需要

Neoscan設備的技術(shù)和場強與目前使用的掃描儀如出一轍,因此無需臨床研究來驗證。新型設備的產(chǎn)生與公司的若干項創(chuàng)新是密不可分的。首先,為了縮小設備尺寸,Neoscan開發(fā)了干磁鐵,能夠在孔內(nèi)產(chǎn)生標準的1.5特斯拉磁場,但無需液氦。這是通過一個產(chǎn)生2.5T的內(nèi)部圓柱形磁鐵完成,然而由一個外部圓柱形磁鐵與內(nèi)部磁鐵相抵消,提供強大的主動磁鐵屏蔽,以便在距離設備蓋子1米以外的地方消除所有留下的雜散磁場。

典型的8噸重磁共振掃描儀

第二個創(chuàng)新是能夠控制電子設備。目前的磁共振掃描儀通常需要三個專門開發(fā)的電子架子,這些電子裝置是由磁共振制造商定制和制造的。Neoscan Solutions公司嘗試了新的方法。該團隊在一臺個人電腦上運行了Neoscan公司研發(fā)的軟件,再搭配Spectrum儀器提供的高端測量PC卡。MRI的信號由M4i.6620-x8 和 M2p.6546-x4 任意波形發(fā)生器產(chǎn)生,然后通過M2p.5968-x4數(shù)字化儀進行分析。該系統(tǒng)使用Spectrum的SCAPP軟件驅(qū)動,使5000個內(nèi)核圖形處理器能夠執(zhí)行并行處理,而不是只使用普通的8個或16個內(nèi)核的CPU。

由德國馬格德堡的Neoscan團隊生產(chǎn)的新型磁共振成像掃描儀機身

Spectrum儀器卡的亞納秒級精度

Roell博士補充道:“作為一家初創(chuàng)公司,我們沒有條件研發(fā)自己的硬件,因此我們選擇了Spectrum儀器提供的高質(zhì)量的標準卡,還能夠通過其平臺運行我們自己的軟件。因為硬件已經(jīng)通過測試,這就意味著我們可以將精力專注于軟件研發(fā)上,并加速開發(fā)周期。對于MRI而言,64MHz信號的相位一致性至關(guān)重要,否則會產(chǎn)生抵消效應。在實踐中,這意味著AWG和匹配的數(shù)字化儀必須具有亞納秒的相干精度,而Spectrum旗下的卡片剛好完美符合了這一點。在研究階段,我們也很難從各個供應商提供的卡片上確認這個相當不尋常的細節(jié)水平。此外,Spectrum在提供最佳卡片規(guī)格以及在實施過程中都提供了出色的技術(shù)支持。反觀其它競爭對手,他們提案周期過長,也并不了解我們的具體需求,因此出現(xiàn)了嚴重超標和定價過高等情況。”

Neoscan將很快在德國的醫(yī)院安裝首臺設備。在那里,潛在用戶可以觀察機器為嬰兒掃描時的所有操作。帶有CE標志的認證預計將在2021年底前完成。Neoscan的網(wǎng)站提供更多信息。

Roell博士最后表示:“這種使用既有硬件平臺運行獨創(chuàng)軟件的方式對我們而言非常有效,因為它能夠使我們用最快的速度創(chuàng)造一個新產(chǎn)品。我認為這是一個非常棒的解決方案,也能夠被用于CT掃描儀和超聲波儀器上,特別是它能夠幫助我們通過軟件變化進行測試和評估,也加速了創(chuàng)新?！?/p>

關(guān)于Spectrum儀器

Spectrum儀器成立于1989年,迄今為止設計和研發(fā)了多款模塊化數(shù)字化儀及發(fā)生器產(chǎn)品,其中包括PC卡(PCIe和PXIe)以及獨立以太網(wǎng)設備(LXI)。在過去30年間,Spectrum獲得了業(yè)界的廣泛認可,旗下產(chǎn)品也被用于行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及一流大學的眾多產(chǎn)品和科研項目中。Spectrum儀器總部位于德國漢堡附近的漢斯多爾夫,憑借卓越的技術(shù)能力和優(yōu)質(zhì)的客戶服務享譽全球。更多信息請訪問官網(wǎng)。