低成本紧凑型小型核磁共振系统面世

　　核磁共振波谱（NMR）技术已被广泛应用于生命科学、医学、化学、工业等领域。目前NMR技术主要应用于基于超导磁体的高场波谱仪，其场强最高可达11T。由于超导磁体需要液氦冷却，其重量、体积以及维护成本等约束了NMR的使用，特别是在一些对体积要求比较小、可移动、可实时在线检测的场景。常用的超导NMR的使用受到限制，因此桌面小型NMR的研究有广泛的开发和应用前景。

　　近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医学影像室研究员杨晓冬、副研究员郁朋等人，研究了一种基于海尔贝克阵列（Halbach）磁体的低成本紧凑型小型核磁共振系统。相关成果发表于《磁共振杂志》。

　　杨晓冬表示，目前国外对于桌面小型波谱技术开展研究比较多。2008年，哈佛大学的Lee等人成功研制了片上NMR系统，磁场强度0.5 T，用于高通量细胞分子分析。当前国内开展的相关研究较少，而且主要集中在低场、低均匀度、驰豫测量的应用。其磁体强度小于0.5 T，均匀度高于50 ppm，谱分辨率比较低。

　　现在研究团队研发的系统具有结构紧凑和场强高的优势。考虑到制造和组装磁性块的成本，系统采用3层Halbach磁体和楔形机械结构用于磁体快速组装。初始磁场强度分布的仿真和计算结果的比较表明，设计理论和实践相吻合。在使用两个磁性块和钨钢片进行无源被动匀场后，在同一区域内均匀性达到120 ppm。研究团队开发并测试了具有数字调制和解调功能的紧凑型单板数字化磁共振谱仪，以实现结构紧凑和改善信噪比，并使用自制探头进行波谱实验。在直径为1.5 毫米、长度为1 毫米的圆柱区域内，波谱半高宽达到20 ppm，达到国内领先地位。该研究系统紧凑的结构和低成本的优势将促进和扩展桌面核磁共振系统在各领域内的应用，具有重要的意义。