醫(yī)學(xué)成像設(shè)備
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的實(shí)例教程
圖6 聚酰胺納米探針用于細(xì)胞器成像
當(dāng)開環(huán)試劑選用1-甲基哌嗪，巰基封端試劑選用甲基丙烯酸叔丁酯時(shí)，所得兩親性脂肪族聚酰胺能自組裝成納米顆粒，并帶正電荷，能夠很好地富集在溶酶體用于細(xì)胞器特異性顯像（見圖6）。
綜上所述，硫代內(nèi)酯化學(xué)豐富了脂肪族聚酰胺的合成途徑，通過改變酰胺間或與環(huán)境之間的分子間作用力實(shí)現(xiàn)了對(duì)脂肪族聚酰胺NTIL的調(diào)節(jié)，對(duì)現(xiàn)有NTIL理論的補(bǔ)充和擴(kuò)展具有重要意義。論文的共同第一作者為江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所嚴(yán)駿杰副研究員和王辛宇副研究員，嚴(yán)駿杰副研究員和楊敏研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金（No.22075114, 51803082, 31971316）、江蘇省“六大人才高峰”和江蘇省醫(yī)學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金（CXTDA2017024）的支持。
論文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132142
https://authors.elsevier.com/a/1dhdf4x7R2YoEZ
展開 磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個(gè)已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計(jì)核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)，可以生成身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像。這種圖像被廣泛用于醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，幫助醫(yī)生檢測、診斷和監(jiān)測疾病和其他健康問題。
一臺(tái) MRI 機(jī)器（頂部）和一個(gè) MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據(jù) CC BY 2.0授權(quán)，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據(jù) CC BY-SA 4.0授權(quán)，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個(gè)狹小的密閉空間內(nèi)接受一個(gè)強(qiáng)磁場，這個(gè)磁場會(huì)改變他們體內(nèi)質(zhì)子的排列。磁共振儀還會(huì)產(chǎn)生一種電流，影響質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)。RF 場被關(guān)閉后，質(zhì)子回到平衡狀態(tài)，釋放出能量。一個(gè)接收線圈，如鳥籠線圈，會(huì)檢測到這一變化，隨后被轉(zhuǎn)化為圖像。
核磁共振儀產(chǎn)生的圖像能讓醫(yī)生看到人體內(nèi)部的情況，使他們能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場分布由于其設(shè)計(jì)而發(fā)生波動(dòng)，圖像質(zhì)量就會(huì)很差，這對(duì)醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個(gè)問題，工程師可以通過仿真來優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計(jì)。
展開 磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個(gè)已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計(jì)核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)，可以生成身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像。這種圖像被廣泛用于醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，幫助醫(yī)生檢測、診斷和監(jiān)測疾病和其他健康問題。
一臺(tái) MRI 機(jī)器（頂部）和一個(gè) MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據(jù) CC BY 2.0授權(quán)，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據(jù) CC BY-SA 4.0授權(quán)，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個(gè)狹小的密閉空間內(nèi)接受一個(gè)強(qiáng)磁場，這個(gè)磁場會(huì)改變他們體內(nèi)質(zhì)子的排列。磁共振儀還會(huì)產(chǎn)生一種電流，影響質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)。RF 場被關(guān)閉后，質(zhì)子回到平衡狀態(tài)，釋放出能量。一個(gè)接收線圈，如鳥籠線圈，會(huì)檢測到這一變化，隨后被轉(zhuǎn)化為圖像。
核磁共振儀產(chǎn)生的圖像能讓醫(yī)生看到人體內(nèi)部的情況，使他們能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內(nèi)的磁場分布由于其設(shè)計(jì)而發(fā)生波動(dòng)，圖像質(zhì)量就會(huì)很差，這對(duì)醫(yī)生診斷病人的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助醫(yī)生避免這個(gè)問題，工程師可以通過仿真來優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈的設(shè)計(jì)。
展開 這些基于纖維的微流體系統(tǒng)可以為醫(yī)學(xué)篩查開辟新的可能性。
研究人員通過將導(dǎo)線與微流體通道集成在長纖維中，使其具有細(xì)胞分類的能力——在這微流體裝置中，利用細(xì)胞對(duì)電場的反應(yīng)不同將活細(xì)胞與死細(xì)胞分離。圖中活細(xì)胞（綠色）被拉向通道的外邊緣，而死細(xì)胞（紅色）被拉向中心，允許它們被送入單獨(dú)的通道。
微流體裝置是一種具有微觀通道的微小系統(tǒng)，可用于化學(xué)或生物醫(yī)學(xué)測試和研究。麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)將微流體系統(tǒng)引入到單個(gè)纖維中，從而以更復(fù)雜的方式處理更大體積的流體。從某種意義上說，推進(jìn)開辟了微流體的一個(gè)新的“宏觀”時(shí)代。環(huán)氧樹脂
過去幾十年中在制造在微芯片樣結(jié)構(gòu)上廣泛開發(fā)和使用的傳統(tǒng)微流體裝置，并規(guī)定在微觀體積中混合、分離和測試流體的方法。例如，在少量血液的醫(yī)學(xué)測試通常依賴微流體。但是這些裝置的小體積也帶來了限制；例如，它們不能用在更大體積的液體來檢測微量存在的物質(zhì)的程序。
麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究小組找到了一種在纖維內(nèi)部制造微流體通道的方法。這些纖維可以適應(yīng)更大的生產(chǎn)量，并且它們?cè)谕ǖ赖男螤詈统叽缟咸峁┝藰O大的控制和靈活性。本周，麻省理工學(xué)院的研究生Rodger、Yuan Joel Voldma和Yoel Fin以及其他四位學(xué)者在《美國國家科學(xué)院院刊》“Proceedings of the National Academy of Sciences,”上發(fā)表了一篇論文，論文中詳細(xì)描述了這一新概念。
多學(xué)科方法
這個(gè)項(xiàng)目是Fink在擔(dān)任麻省理工學(xué)院電子研究實(shí)驗(yàn)室主任時(shí)發(fā)起的“快速風(fēng)暴”活動(dòng)（頭腦風(fēng)暴與速配的融合——Jeffrey Grossman教授的一個(gè)想法）的結(jié)果。這些活動(dòng)旨在幫助研究人員開發(fā)新的合作項(xiàng)目，讓學(xué)生和博士后一對(duì)一頭腦風(fēng)暴6分鐘，并在一個(gè)小時(shí)內(nèi)提出數(shù)百個(gè)想法，這些想法由一個(gè)小組進(jìn)行排名和評(píng)估。
展開 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，800-950nm的近紅外光具有良好的組織穿透性，可用于熒光成像、光動(dòng)力治療和生物傳感器等。優(yōu)化后的高亮度、高效率近紅外PeLED有望成為下一代生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的理想光源。
在通信與傳感領(lǐng)域，近紅外波段是光纖通信的常用窗口，高效率的近紅外PeLED可用于短距離光通信和環(huán)境監(jiān)測傳感器。此外，在夜視成像、激光雷達(dá)（LiDAR）和安防監(jiān)控等領(lǐng)域，近紅外PeLED也具有重要應(yīng)用價(jià)值，其高亮度和低功耗特性可顯著提升設(shè)備性能。
結(jié)論：邁向高效近紅外光電子時(shí)代
本研究通過FDTD仿真指導(dǎo)的層厚度優(yōu)化與活性層吸收調(diào)控策略，成功將近紅外PeLED的光提取效率提升至42.89%，為PeLED的性能提升提供了一條簡單有效的技術(shù)路徑。從科學(xué)意義上講，該研究證實(shí)了通過精確的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料特性調(diào)控，可以有效克服全內(nèi)反射限制，為高效光提取提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。從應(yīng)用角度看，高亮度、高效率的近紅外PeLED將推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)、通信傳感和夜視成像等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，加速PeLED從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的進(jìn)程。隨著研究的深入和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，鈣鈦礦基光電子器件將在未來光電子技術(shù)發(fā)展中扮演更加重要的角色，為人類社會(huì)帶來更多創(chuàng)新應(yīng)用和技術(shù)突破。
Lumerical軟件試用申請(qǐng)，委托仿真，歡迎聯(lián)系摩爾芯創(chuàng)。
參考文獻(xiàn)：
[1] Tabibifar N, Eskandari M, Boroumand F A, et al. Enhanced light extraction by optimizing near-infrared perovskite-based light emitting diode (PeLED)[J]. Scientific Reports, 2024, 14(1): 29165.
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醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的最新內(nèi)容
優(yōu)化后的高亮度、高效率近紅外PeLED有望成為下一代生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的理想光源。
在通信與傳感領(lǐng)域，近紅外波段是光纖通信的常用窗口，高效率的近紅外PeLED可用于短距離光通信和環(huán)境監(jiān)測傳感器。此外，在夜視成像、激光雷達(dá)（LiDAR）和安防監(jiān)控等領(lǐng)域，近紅外PeLED也具有重要應(yīng)用價(jià)值，其高亮度和低功耗特性可顯著提升設(shè)備性能。
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個(gè)已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計(jì)核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個(gè)已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計(jì)核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。
磁共振系統(tǒng)簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術(shù)
酰胺是構(gòu)建脂肪族聚酰胺、肽和蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，并已證實(shí)是一種非典型性熒光團(tuán)（luminogen）。然而，在當(dāng)前設(shè)計(jì)的脂肪族聚酰胺研究體系中，具有相似結(jié)構(gòu)和組成的脂肪族聚酰胺常常呈現(xiàn)出不同的熒光特征，但尚無相關(guān)研究其揭示內(nèi)在的原因。因此，亟需構(gòu)建組成和結(jié)構(gòu)可控且熒光可調(diào)的脂肪族聚酰胺，以闡明酰胺結(jié)構(gòu)及其非典型熒光（NTIL
麻省理工團(tuán)隊(duì)開發(fā)了含有混合、分離和測試流體的系統(tǒng)的纖維。這些基于纖維的微流體系統(tǒng)可以為醫(yī)學(xué)篩查開辟新的可能性。
研究人員通過將導(dǎo)線與微流體通道集成在長纖維中，使其具有細(xì)胞分類的能力——在這微流體裝置中，利用細(xì)胞對(duì)電場的反應(yīng)不同將活細(xì)胞與死細(xì)胞分離。圖中活細(xì)胞（綠色）被拉向通道的外邊緣，而死細(xì)胞（紅色）被拉向中心，允許它們被送入單獨(dú)的通道。
微流體裝置是一種具有微觀通道的微小系統(tǒng)，
