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匹茨堡大学Ibrahim教授荣获美国国立卫生研究院对射频脑成像研究项目的资助

发布:optics1    |    2018-05-22 13:00    阅读:431
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2018年5月18日,匹兹堡

在过去两年之内,美国国立卫生研究院(NIH)为生物工程教授Tamer Ibrahim和他在匹兹堡大学的实验室提供了近500万美元的资金,用于他的一个可进行高分辨率脑成像的射频(RF)线圈系统项目。

匹兹堡大学拥有一台7特斯拉磁共振全身成像仪(7T MRI),这是世界上最先进的人体磁共振成像设备之一,也是一种有助于研究人员更好地了解大脑结构和功能的先进成像工具。美国国立卫生研究院(NIH)为此提供多笔总额超过1 800万美元的赠款,并且这些资助会持续到2022年,以用于开发和使用具有创新性的7T人体组织成像技术。

Ibrahim和他的生物工程研究生团队为7T人体MRI设备组建并优化了“Tic-Tac-Toe”射频线圈系统。该系统是一组发射天线和接收天线的集合,它们紧密地排列以适合人类的头部,而系统是研究团队使用实验室开发的全波电磁软件通过数小时计算机模拟设计的。Ibrahim管理着射频研究设施,并使用该设备进行实验和人体研究——这是世界上仅有的五台7T MRI设备之一。

图1 对晚期抑郁症患者使用“Tic-Tac-Toe”射频线圈系统而未使用侵入式造影剂的7T血管造影结果。虽然在3T条件时不可实现,但7T的超高分辨率采集(所有方向上的体素尺寸为0.2mm)显著提高了小动脉的显影性。图片来源:匹兹堡大学射频研究机构。

该项目虽然已经取得了一些进展,但7T神经成像仍然面临着几个主要困难,如每个受试者的接受扫描和准备时间相当长,射频激发强度损失很大,潜在的射频放热,以及人们担忧射频对不同受试者的安全保证是不明确的。

Ibrahim说:“Tic-Tac- Toe射频线圈系统的设计解决了与超高场强人体磁共振成像相关的许多技术难题,我们的系统会为不同患者提供高度一致和均匀的激励,这样患者也会相应地为我们提供更好的图像。”

小血管疾病一直在美国抑郁症老年人的很大人口比例中有很大影响,而Ibrahim将会把最近的一项资助金用于该技术对小血管疾病的研究。在某种程度上,由于传统成像技术的不足,使这种疾病的研究受到了阻碍。在这个310万美元的项目中,Ibrahim使用了“Tic-Tac-Toe”射频线圈系统,并开发了一种新型7T射频线圈系统,这能使研究团队更好地了解到神经系统的问题、治疗解决方案和抑郁症的调理。

Ibrahim说:“脑中的白质高信号(WMH)是小血管疾病的一个标志性症状,它与老年人的抑郁症有关,因为传统的MR成像不能提供足够的细节,所以研究人员无法确定导致抑郁症的具体机制。超高场强磁共振成像使WMH病变和小血管疾病的其他成分具有更好的特异性,这能让我们更好地了解抑郁症的整体情况。”

除了抑郁症方面的研究外,Ibrahim先进的技术还将有助于其他各种神经系统疾病的研究,如老年痴呆、镰状细胞病和重度抑郁症。

来源: https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=63446

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