Custom, spray coated receive coils for magnetic resonance imaging.
Custom, spray coated receive coils for magnetic resonance imaging.
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DOI：
10.1038/s41598-021-81833-0
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发表时间：
2021-01-29
影响因子：
4.6
通讯作者：
Arias AC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zamarayeva AM;Gopalan K;Corea JR;Liu MZ;Pang K;Lustig M;Arias AC
我们已经开发了一种使用增材制造来制造患者特异性磁共振成像（MRI）射频（RF）接收线圈阵列的工艺。我们的工艺包括将银纳米粒子墨水和介电材料喷涂到3D打印基板上，以形成高质量的谐振电路。在本文中，我们描述的材料选择和表征，工艺优化，设计和测试的原型4通道颈动脉成像阵列。我们表明，喷涂聚苯乙烯可以形成一个低损耗的平行板电容器中的介质层。我们还证明，通过使用喷涂的银纳米粒子墨水作为导电迹线，我们的设备仍然是由样品噪声，而不是材料损耗为主。这些结果对于在临床环境中保持高信噪比（SNR）至关重要。最后，当在我们的定制颈部体模上进行测试时，我们的原型患者特定线圈阵列显示出比设计用于适应大多数受试者的市售阵列更高的SNR（外围5 ×，中心1.4 ×）。3D打印基板可确保与复杂身体部位的最佳贴合，提高诊断图像质量，并实现在受试者身上的可重复放置。
We have developed a process for fabricating patient specific Magnetic Resonance Imaging (MRI) Radio-frequency (RF) receive coil arrays using additive manufacturing. Our process involves spray deposition of silver nanoparticle inks and dielectric materials onto 3D printed substrates to form high-quality resonant circuits. In this paper, we describe the material selection and characterization, process optimization, and design and testing of a prototype 4-channel neck array for carotid imaging. We show that sprayed polystyrene can form a low loss dielectric layer in a parallel plate capacitor. We also demonstrate that by using sprayed silver nanoparticle ink as conductive traces, our devices are still dominated by sample noise, rather than material losses. These results are critical for maintaining high Signal-to-Noise-Ratio (SNR) in clinical settings. Finally, our prototype patient specific coil array exhibits higher SNR (5 × in the periphery, 1.4 × in the center) than a commercially available array designed to fit the majority of subjects when tested on our custom neck phantom. 3D printed substrates ensure an optimum fit to complex body parts, improve diagnostic image quality, and enable reproducible placement on subjects.
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作者：
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