用于 3T MRI 的扭曲调谐双层超材表面
光学
2026-03-25 v1 应用物理
摘要
磁共振成像 (MRI) 能在不使用放射性剂量的情况下深入人体观察组织结构，但图像质量严重依赖于射频场的控制精度。被动共振垫片和超材表面可用于辅助，但往往在靠近含水组织或类组织材料时失去调谐效果。本文展示了一种简单方法，使此类设备重新进入调谐状态。我们制造了一个由两层铝线阵列组成的双层超材表面。其中一层可相对于另一层旋转，两层之间的间隙也可调整。实验测量表明，加入受控水负载后，共振频率下降约 \SIrange{4.2}{11.4}{\mega\hertz}。旋转图层可将其拉回约 \SIrange{13.2}{14.9}{\mega\hertz}，这一效果远大于仅改变间隙的影响。某一装载设置的频率基本落在 \SI{3}{\tesla} MRI 所使用的质子频率上。在一项针对临床 \SI{3}{\tesla} 系统的示范扫描中，制成的超材表面使结构化菠萝幽灵体的内部特征可见性优于仅使用基板的对照组。这些结果表明，可通过几何结构实现制作后调谐和负载下的再调谐的被动 MRI 超材表面，为简单可调的射频配件在 MRI 中的实际应用开辟了一条路线。
引用
@article{arxiv.2603.22639,
title = {Twist-Tuned Bilayer Metasurface for 3T MRI},
author = {Ingrid Torres and Raquel Rodriguez and Robert W. Laird and Angela R. Laird and Alex Krasnok},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22639},
year = {2026}
}