导读：磁共振成像线圈，这种贴近人体、捕捉射频信号并生成诊断图像的专用天线，长期以来一直是临床成像的瓶颈。它们结构僵硬、价格昂贵，而且采用统一的标准制造，虽然对成人效果尚可，但对儿童、婴儿以及任何需要对心脏或手腕等运动部位进行成像的患者来说，效果却不尽如人意。
2026年5月27日，来自南加州大学维特比工程学院和马克与玛丽·史蒂文斯计算机学院的研究人员直接挑战了这一标准。亚瑟·汗和克里希纳·纳亚克与学生研究员费利克斯·穆尼奥斯以及助理研究教授叶天合作，开发了一种银墨磁共振成像线圈，耗材成本约为30美元，打印时间不到10分钟。相比之下，传统线圈每个售价高达1万至5万美元。
△南加州大学研究人员打印出核磁共振线圈。图片来自南加州大学
相关研究以题为“Improved dynamic MRI of the wristand heart at
0.55 T enabled by rapid 3D printed flexible
coils”的论文发表在《自然通讯》杂志上，结果表明，新型线圈的图像分辨率比商用同类产品高出四倍。
为什么选择白银，以及为什么选择现在
核心工程挑战在于找到一种既具有高导电性又足够柔韧以贴合人体的材料，而这两种特性历来都是相互矛盾的。铜是行业标准，但它是刚性的。大多数柔性替代材料会牺牲过多的导电性，从而降低决定图像清晰度的信噪比。Khan 的团队最终找到了解决方案——银墨。这种银墨印刷在柔软的、类似橡胶的热塑性聚氨酯基材上，信号效率可达纯铜的 95% 左右，同时保持良好的延展性，与人体皮肤的自然弹性非常接近。最终制成的线圈能够紧密包裹复杂的解剖结构，并在整个扫描过程中保持稳定的接触，这正是腕部或心脏动态成像所需要的。
线圈采用标准 Gerber 文件设计，与电路板制造中使用的数字格式相同，并使用自动化直接墨水写入打印机生产，从而消除了传统线圈制造中增加成本和生产时间的手动组装步骤。
从实验室到最小的患者
这项研究的临床意义远不止于节省成本。来自南加州大学凯克医学院和洛杉矶儿童医院的合作者约翰·伍德强调了这项研究在儿科护理中的特殊意义，因为现有的弹簧圈最初是为成人设计并缩小尺寸的，通常无法适应婴儿快速变化的解剖结构。新生儿的心脏可能只有核桃大小，因此需要非常小巧且精准贴合的弹簧圈。新的平台不仅能够实现这种程度的定制，而且速度快、成本低。
研究团队已将儿科肺部成像确定为可能的首个临床应用领域，其他应用目标包括腕部损伤、支气管肺发育不良监测、吞咽功能评估以及新生儿胃肠道评估。由于线圈价格低廉且兼容低成本便携式设备，这项技术也为在全球农村和资源匮乏地区扩大高质量磁共振成像的普及范围开辟了道路。
3D打印对医疗硬件成本构成挑战
磁共振成像技术一直以来都受到硬件和物理原理的双重制约。线圈一直是临床成像中最昂贵、适应性最差的组件之一，制造工艺依赖于专有技术，导致成本高昂且设计僵化。南加州大学团队的研究工作是更广泛的医疗硬件领域挑战现有模式的努力的一部分。
这个方向并非完全是新的。国内厦门大学的研究人员利用3D打印技术制造了能够进行常规和非常规磁共振实验的射频探头，他们发现，尽管在导电性方面存在一些权衡，但打印的探头实现了更高的信噪比，展现了在定制磁共振成像应用方面的巨大潜力。
在更广泛的医疗硬件领域，3D Systems展示了如何利用即时增材制造技术将工程师、外科医生和制造人员聚集在医院内部，在巴塞尔大学医院生产出全球首个符合医疗器械法规 (MDR) 的3D打印面部植入物，与传统的院外生产相比，减少了治疗延误，提高了精度，并降低了成本。他们的目标很明确：优质医疗硬件的定义不应取决于制造商能够负担得起的生产能力，而应取决于患者的实际需求。
来源：南极熊
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