受拉胀材料启发的可调超材料用于磁共振成像
医学物理
2021-07-30 v1 应用物理
摘要
拉胀（auxetics）指具有负泊松比的结构或材料，从而能够表现出反直觉的行为。本文利用拉胀结构设计可在兆赫（MHz）频率下工作的平面与半球形机械可调超材料，并针对其在磁共振成像（MRI）中的应用进行优化。具体而言，所报道的可调超材料由带金属螺旋的互联单元阵列构成，可实现具有负泊松比的拉胀图案。超材料的可展开形变由于单元间电磁相互作用的相应改变，带来了频率可调性的额外自由度。该超材料采用 3D 打印技术制造，在形变过程中可实现约 20 MHz 的共振模式频移。在临床（3.0 特斯拉）MRI 中进行了实验验证，表明该超材料在共振匹配条件下能显著增强射频（RF）场强，最终使 MRI 的信噪比（SNR）大幅提升（约 4.5 倍）。本文所提可调超材料为超材料在 MRI 及其他一系列新兴应用中的实际使用提供了一条新途径。
引用
@article{arxiv.2107.14011,
title = {Auxetics-Inspired Tunable Metamaterials for Magnetic Resonance Imaging},
author = {Ke Wu and Xiaoguang Zhao and Stephan W. Anderson and Xin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.14011},
year = {2021}
}