SBIR Phase I: Incorporating High Dielectric Constant Materials into clinical imaging: A Novel Approach for Accelerating 1.5T MRI
SBIR 第一阶段:将高介电常数材料纳入临床成像:加速 1.5T MRI 的新方法
基本信息
- 批准号:2015016
- 负责人:
- 金额:$ 22.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-05-15 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase 1 project will target clinical Magnetic Resonance Imaging (MRI) scanners where there is limited MRI access to a larger patient population. Enhanced spatial resolution and reduced scan time are in urgent demand for investigating a comprehensive range of biological systems from single cells to humans. Long scan times reduce the efficiency of radiology department processes and increase the overall cost to clinics and patients. In the research community, high-resolution MRI is a powerful tool for understanding metabolic activity. This project will pioneer an entirely different solution to the fundamental problem of long scan times by introducing special materials into the clinical MRI scanners most commonly used to address the challenge of signal strength versus patient safety, which ultimately limits the throughput for research studies and clinical tests. The proposed materials developed under this SBIR program will have an immediate impact on animal and human health studies where neuroscientists are using MRI techniques to monitor brain activity and cognition. The proposed SBIR Phase 1 project will advance the development of a new approach to MRI, an indispensable clinical imaging modality for radiology and one of the most powerful research instruments for life science. However, it has an inherently low signal-to-noise ratio, limiting both imaging resolution and scan speed. Development efforts will focus on incorporation of high permittivity dielectric materials into MRI scanners to increase the signal-to-noise ratio by over 40%, thereby cutting the scan time by half. The dielectric materials would be placed near the patient to increase the MRI signal through stronger electromagnetic coupling. Materials with dielectric constant values between 4,000 and 6,000 will be synthesized and incorporated into clinical 1.5 Tesla MRI scanners. Oxide materials with the optimized dielectric properties will be synthesized and characterized before fabricating the final device. The project will pursue an integrated systems approach including electromagnetic simulation, ceramic processing and testing. The magnetic field strengths will be optimized by simulating a range of dielectric materials in the MRI scanner and ultimately tested in clinical scanners with a phantom.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项小型企业创新研究(SBIR)第1期项目的更广泛的影响/商业潜力将针对临床磁共振成像(MRI)扫描仪,其中MRI访问较大的患者人群的访问有限。 增强的空间分辨率和减少的扫描时间正迫切需要研究从单个细胞到人类的全面生物系统。 长时间的扫描时间降低了放射学部门的效率,并增加了诊所和患者的总体成本。在研究界,高分辨率MRI是理解代谢活动的强大工具。 该项目将通过将特殊材料引入最常用的临床MRI扫描仪中,以解决长期扫描时间的基本问题的完全不同的解决方案。 根据该SBIR计划开发的拟议材料将对动物和人类健康研究产生直接影响,神经科学家正在使用MRI技术来监测大脑活动和认知。 拟议的SBIR第一阶段项目将推动开发新的MRI方法,这是放射学必不可少的临床成像方式,也是生命科学最有力的研究工具之一。但是,它具有固有的较低信噪比,限制了成像分辨率和扫描速度。 开发工作将集中于将高介电介电材料纳入MRI扫描仪中,以将信噪比提高40%以上,从而将扫描时间切成一半。 介电材料将在患者附近放置,以通过更强的电磁耦合来增加MRI信号。 介电恒定值在4,000至6,000之间的材料将合成并掺入临床1.5 Tesla MRI扫描仪中。 在制造最终装置之前,将合成和表征具有优化介电特性的氧化物材料。 该项目将采用集成的系统方法,包括电磁模拟,陶瓷处理和测试。 磁场强度将通过模拟MRI扫描仪中的一系列介电材料来优化,并最终在具有幻影的临床扫描仪中测试。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过基金会的知识分子和更广泛的评估来支持的,并被认为值得支持。影响审查标准。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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