用于磁共振研究的3D打印幻头

伍德以电气与计算机工程系的本科生身份开始了她在皮特大学的工作，在那里她遇到了生物工程副教授塔默尔·易卜拉欣。在大四的时候，她开始在他的实验室——射频研究设施进行研究，现在正在完成她的论文，该论文结合了她在生物工程系研究生时的类似研究。

易卜拉欣设想设计一个3D打印的幻象头使用独特设计的超高场技术在他的实验室。“在RF研究设施,我们使用一个全身7特斯拉磁共振成像仪(7 t MRI),这是世界上最强大的人类临床磁共振成像设备,”易卜拉欣说。7 t超高领域技术是一种强大的工具,但不幸的是,有一些挫折,这种类型的成像。

Ibrahim解释说:“当你从较低的场移动到较高的场时，产生的图像变得不那么均匀，局部加热变得更加普遍。”“我们想开发一种拟人化的幻头，通过提供一种更安全的成像测试方法，帮助我们更好地理解这些问题。我们使用该设备来分析、评估和校准核磁共振系统和仪器，然后在人体上测试新的协议。”

先生的研究

研究人员目前正在使用数值模拟来研究不同频率的电磁场对生物组织的影响。Wood说:“在分析这些交互作用时，电磁数值模拟已经成为一种标准，我们希望创建一个与人类形态相似的幻像，用于验证电磁建模，从而为测试提供更真实的环境。”

在伍德能够打印出3D结构之前，她必须做计算工作来建立模型的数字蓝图。她从一个健康男性的3T核磁共振数据集开始，通过分割并将其划分为8个组织隔间，这一特征将她的模型与其他基本的幻像头部区分开来。根据Wood的说法，这些间隔通过充当某种领域的“减速带”来提高图像的准确性。

在计算准备工作完成后，Wood用MRI扫描仪生成了一个健康男性头部的3d数字图像，并通过计算机辅助设计来运行她的模型。计算机辅助设计是一种用于创建、修改、分析和优化设计的软件。

下一步是打印原型，这花了三个学期完成。Wood说:“我们使用DSM Somos®开发的塑料作为印刷材料，因为它使我们能够创造出耐用和详细的零部件，对人体具有类似的导电性。”“为了帮助模型进一步模拟真实环境，我们在原型上创建了填充端口，在那里我们可以沉积类似于各种组织类型的液体。”

现在伍德已经有了一个完全打印出来的拟人化的幽灵头，她可以组装它并开始测试。这种假体有许多应用，包括测试某些植入物是否能够进入核磁共振成像(MRI)，或者基于各种射频仪器检测不同组织的温升。

伍德解释说:“通过磁共振成像，射频暴露的能量在患者组织中转化为热量，这可能会对患者的健康产生有害影响，尤其是在没有扫描仪监测的植入物中。”易卜拉欣说:“通过我们的幻头，我们可以测试成像的安全性，将探头放入头部的某些区域，并测量其影响。”

易卜拉欣和伍德希望这个模型最终能商业化开发，并为其他人提供不依赖人类试验进行研究的能力。