这个奇怪的头盔可以更好地扫描大脑
Jessica Colarassi撰写，sydney Scott摄影
最初发表于The Brink
它可能看起来像一个奇怪的自行车头盔，或者是在《回到未来》中布朗博士实验室里发现的一件设备，但这个由塑料和铜线制成的小玩意是一项技术突破，有可能彻底改变医学成像。尽管看起来很好玩，但这个设备实际上是一种超材料，它包含了大量的物理、工程和数学知识。
它是由工程学院机械工程教授张欣和她在波士顿大学光子学中心的科学家团队开发的。他们是超材料方面的专家，这是一种由小单元细胞创造的工程结构，它们单独可能并不引人注目，但当它们以一种精确的方式组合在一起时，就会获得自然界中找不到的新超能力。例如，超材料可以弯曲、吸收或操纵波，如电磁波、声波或无线电波。每个单元胞，也称为谐振器，通常以行和列的重复模式排列；它们可以被设计成不同的大小和形状，并被放置在不同的方向，这取决于它们被设计用来影响哪些波。
吴科（左）和机械工程教授张欣设计了这个装置，他们将超材料谐振器精确地连接在一起，以引导核磁共振成像仪的磁场。
超材料可以具有许多新颖的功能。张同时也是电气与计算机工程、生物医学工程和材料科学与工程的教授，他设计了一种声学超材料，可以在不阻止气流的情况下阻挡声音（想象一下更安静的喷气发动机和空调），以及一种磁性超材料，可以提高用于医疗诊断的磁共振成像（MRI）机器的质量。
现在，张和她的团队在可穿戴超材料上又向前迈进了一步。这种圆顶装置可以戴在人的头上，可以在脑部扫描时佩戴，它可以提高核磁共振成像的性能，产生更清晰的图像，可以以正常速度的两倍捕获图像。
头盔由一系列磁性超材料谐振器制成，这些谐振器由3d打印的塑料管包裹在铜线中，排列成阵列，并精确排列以引导核磁共振成像仪的磁场。张说，将磁性超材料——以头盔的形式或最初设计的平面阵列的形式——放置在要扫描的身体部位附近，可以使医生、放射科医生和病人的核磁共振成像成本更低，时间更有效率，同时提高图像质量。
最终，这种磁性超材料有可能与更便宜的低场核磁共振成像仪结合使用，使这项技术得到更广泛的应用，特别是在发展中国家。