MRIスキャナーは重要な診断ツールですが、大きくて非常に重く、冷却するには液体ヘリウムが必要です。 Neoscan Solutionsは、病院の子供病棟に直接配置して、移動を短くし、睡眠中の病気の赤ちゃんをスキャンできる、はるかに小型で軽量のMRIスキャナーを発明しました。 はるかに小さな設計の鍵は、SpectrumInstrumentationによるデジタイザとAWGの使用です。 サブナノ秒、コヒーレンス精度 スキャナー信号を生成し、結果をキャプチャします。
現在のMRIスキャナーの重量は約40トンであるため、この重量に耐えられる床に配置する必要があります。つまり、特別に補強された床か、地下室に配置する必要があります。 彼らはまた、約を必要とします。 スキャナーとすべてのサポート機器用に XNUMX 平方メートル。 最後に、液体ヘリウムで過冷却する必要があり、特別な取り扱いが必要です。
ドイツの Neoscan Solutions の創設者である Stefan Roell は次のように説明しています。 「病気の子供をスキャンすることは、通常、病棟からスキャナーまでの長い旅を意味し、赤ちゃんは簡単に持ち運びできないサポート機器を必要とする場合があります。 このため、MRI スキャンが行われない場合もあります。 新生児と乳児専用のMRIスキャナーを設計しました。つまり、中央の穴の直径は30cmではなく、わずか60cmです。 その結果、スキャナーははるかに小さく (170cm x 150cm x 110cm)、標準の出入り口を通り抜けることができます。 重量はわずか 2000 kg で、標準フロアに設置でき、必要なスペースはわずか XNUMX 平方メートルで、子供病棟の予備室に直接設置できます。 眠っている赤ちゃんをMRIまでわずか数メートル運ぶことは大きな利点であり、建物内の長い旅と、スキャンのために赤ちゃんを動かさないようにするための鎮静剤の必要性を節約します。」
必要なイノベーション
テクノロジー Neoscan マシンの磁場強度は現在のスキャナーと同一であるため、それを検証するために新たな臨床研究は必要ありません。 これを達成するには、同社によるいくつかの革新が必要でした。 まず、サイズを縮小するために、チームは液体ヘリウムを必要とせずに、穴の内側に標準的な 1.5 テスラの磁場を生成する乾式磁石を開発する必要がありました。 これは、2.5T を生成する内側の円筒形磁石と、次に内側の磁場に対抗する外側の円筒形磁石によって行われ、強力でアクティブな磁気シールドを提供するため、デバイスのカバーから約 1 m を超えるところに浮遊磁場が残らないようにします。
4 番目のイノベーションは制御電子機器です。 現在のMRIスキャナーは通常、特別に開発された電子機器の6620つの大きなラックを必要とします。これらは、MRIメーカーによってカスタム設計および製造されています。 Neoscan Solutionsは、別のアプローチを選択しました。 チームは、Neoscanが作成したソフトウェアを実行するPCと、SpectrumInstrumentationのハイエンド測定PCカードを使用します。 MRI の信号は、M8i.2-x6546 および M4p.2-x5968 AWG (任意波形発生器) によって生成され、M4p.5000-x8 デジタイザーを使用して分析されます。 システムは、通常のCPUの16コアまたはXNUMXコアのみを使用する代わりに、XNUMXコアのグラフィックプロセッサが並列処理を実行できるようにするSpectrumのSCAPPソフトウェアドライバを使用します。
スペクトラムカードのサブナノ秒の精度
「スタートアップとして、専用のハードウェアを作成する余裕がなかったため、ソフトウェアを実行するためのプラットフォームを提供する高品質の標準カードのこのルートを使用しました」とRoell博士は付け加えました。 「これは、ハードウェアがすでに試され、テストされていることを知っていれば、非常に高速な開発サイクルでソフトウェア開発にスキルを集中できることを意味しました。 これは、Spectrumカードの設計品質のためにのみ可能でした。 MRIの場合、64MHz信号に位相コヒーレンスがあることが重要です。そうでない場合、キャンセル効果があります。 実際には、これは、AWG とマッチング デジタイザーがサブナノ秒のコヒーレンス精度を備えている必要があることを意味します。これは、Spectrum カードが実現します。 調査段階では、連絡したさまざまなサプライヤから提供されたカードの仕様からこれを判断するのは困難でした。これは、かなり珍しいレベルの詳細であるためです。 ただし、Spectrum は、使用するのに最適なカードの仕様と、実装中の両方で、テクニカル サポートを提供してくれました。 ライバルの提案は到着までに何週間もかかり、彼らは私たちのプロジェクトの詳細を理解する努力をしなかったため、大幅に仕様が過剰で、価格が高すぎました。」
Neoscan はまもなくドイツの病院に最初の装置を設置し、赤ちゃんの画像を撮影する際に見込み客が使用しているのを見ることができます。 CE マークによる認証プロセスは、2021 年末までに完了する予定です。Neoscan の Web サイトでは、以下の詳細情報を提供しています。
Roell 博士は、次のように締めくくりました。「特別に設計されたソフトウェアを実行する、すぐに利用できるハードウェア プラットフォームというこのアプローチは、製品をはるかに迅速に作成できるようになったため、非常にうまく機能しました。 これは、CTスキャナーや超音波装置など、他の多くの複雑な機械に使用できる非常にエレガントなソリューションだと思います。特に、革新的な新しいアプローチを簡単に試して評価できるためです。 ソフトウェア 変化します。」
詳細については、をご覧ください スペクトル-instrumentation.com