Ricerca

La produzione additiva migliora i sistemi di risonanza magnetica

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I ricercatori cinesi che lavorano presso l’Università di Xiamen hanno utilizzato la produzione additiva per creare sistemi di risonanza magnetica più precisi. Hanno pubblicato i risultati del loro lavoro sulla rivista  Nature, una delle principali riviste scientifiche. La ricerca si è concentrata sulla fabbricazione di teste di sonda a risonanza magnetica, che sono strumenti molto difficili utilizzati nell’immaginazione medica, nel rilevamento di materiali biologici, nell’imaging spaziale e nell’analisi chimica. Le teste di misura si basano su bobine a radiofrequenza per restituire dettagli granulari. La precisione con cui vengono prodotte queste bobine influisce quindi sulla qualità dei dati che potrebbero essere restituiti.

Gli scienziati dell’Università di Xiamen hanno utilizzato la produzione additiva insieme allo stampaggio a iniezione di metalli liquidi. Il metallo liquido è stato utilizzato per creare bobine di radiofrequenza personalizzate su scala micrometrica. Queste bobine sono state integrate con camere campione personalizzate. Le camere sono uno spazio neutro in cui le radiofrequenze e l’energia magnetica sono una quantità nota, che consente allo strumento di misurare le distorsioni nel campo magnetico. Le geometrie personalizzate della camera del campione consentono di personalizzare gli strumenti di risonanza magnetica per diverse applicazioni. Questi pezzi del sensore si collegano alle interfacce del circuito a radiofrequenza. Questo gruppo di strumenti è stato stabilizzato in un blocco di polimero stampato in 3D in un unico pezzo.

I ricercatori hanno scoperto che la produzione additiva migliora il fattore di riempimento, che è una misura di quanto il blocco polimerico stabilizzi gli strumenti.

Per costruire i blocchi di polimero sono state utilizzate stampanti FDM e SLA. I blocchi hanno creato canali attraverso i quali i metalli liquidi potevano essere versati. I metalli si sono solidificati a temperatura ambiente, creando così i circuiti a radiofrequenza e la camera del campione.

Questa nuova tecnologia aiuterà studiosi e produttori industriali a implementare sistemi di risonanza magnetica in una più ampia gamma di applicazioni.

Entrambe le tecniche di modellazione a deposizione fusa (FDM) e b stereo litografia aspetto (SLA) sono utilizzate per fabbricare una testa di sonda completa (c) strato per strato secondo il progetto di simulazione.  d Il metallo liquido viene perfuso nel modello attraverso il foro di iniezione per formare una bobina RF.  e La bobina RF è collegata al circuito di accoppiamento da due strisce di rame per formare una sonda completa.  L'ingresso e l'uscita del canale di metallo liquido sono completamente sigillati con pasta d'argento.  È possibile fabbricare e utilizzare varie teste di sonda stampate in 3D adatte per applicazioni di risonanza magnetica, tra cui: sonda a sella con tubo a U (SAP), sonda a U Alderman-Grant (AGP), sonda di monitoraggio della reazione (RMP), sonda di monitoraggio della reazione elettrochimica (ECP ), sonda gradiente (GP) per RM e sonda per imaging solenoide modificato g (MSO),  testa di sonda di imaging Alderman-Grant modificata (MAG) per la risonanza magnetica.  Viene mostrato anche il canale della bobina della testa della sonda MSO, prima e dopo la perfusione di metallo liquido.
Entrambe le tecniche di modellazione a deposizione fusa (FDM) e stereolitografica (SLA) sono utilizzate per fabbricare una testa di sonda completa (c) strato per strato secondo il progetto di simulazione. d Il metallo liquido viene perfuso nel modello attraverso il foro di iniezione per formare una bobina RF. e La bobina RF è collegata al circuito di accoppiamento da due strisce di rame per formare una sonda completa. L’ingresso e l’uscita del canale di metallo liquido sono completamente sigillati con pasta d’argento. È possibile fabbricare e utilizzare varie teste di sonda stampate in 3D adatte per applicazioni di risonanza magnetica, tra cui: sonda a sella con tubo a U (SAP), sonda a U Alderman-Grant (AGP), sonda di monitoraggio della reazione (RMP), sonda di monitoraggio della reazione elettrochimica (ECP ), sonda gradiente (GP) per RM e sonda per imaging solenoide modificato g (MSO), testa di sonda di imaging Alderman-Grant modificata (MAG) per la risonanza magnetica. Viene mostrato anche il canale della bobina della testa della sonda MSO, prima e dopo la perfusione di metallo liquido.

 

 

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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