低價、攜帶式是趨勢
古時候人看醫生，是有錢人請醫師到家裡來看診，而現在演變為患者到醫院去看病，這樣的狀況很有可能在未來幾十年內翻轉，回到古時候的模式。怎麼說呢?如果你長期追蹤生醫人網摘報導的生醫產品應用和設計，許多新的設計思維，動機來自於希望檢測儀器裝置能夠改為攜帶式、低價，還能提供即時地使用，更希望能將高價昂貴的設備，帶入偏鄉。這點和正夯的「point of care」觀念不謀而合，在醫療診斷上，一再強調能即時對患者病況作出診斷。
核磁共振攝影
核磁共振影像(MRI)，聽來就是好大的一個名詞，在醫院內給人一種神秘基地、高價儀器的感覺。它提供身體器官、軟組織和解剖上很好的醫學影像。然而，患者有需要做核磁掃描，仍需要排隊，或者轉介到大型醫院，畢竟這種設備花費高、體積大，不是每個醫療院所都有這樣的場地和資本來建置。
小磁場小型化
隸屬美國能源部的「洛斯阿拉莫斯國家實驗室」(Los Alamos National Laboratory)的科學家，思考如何讓MRI設備小型化。體積大的原因是在於高磁場設備，因此要小型化，首先想到是否也能應用小磁場來產生同樣清晰的影像。因此他們開發「超導量子干涉裝置」(Superconducting Quantum Interference Devices, SQUID)的超敏銳磁場偵測裝置，可以偵測外面80公里之外的無線電信號。但相對也需處理干擾信號的影像，目前科學家正想辦法將原來設計用來攔截干擾訊號的大型鐵盒，改成較輕材質的線圈，用來抵銷地球磁場的影響。
為什麼這種設備很貴?一台核磁共振影像機，可高達幾億台幣，使用費和維護費也相對高昂。這其中一像高價的花費，是在持續冷卻磁鐵的設備，要讓溫度維持在一個溫度範圍內，磁鐵要浸在液態氦(helium)內。氦非常的昂貴，甚至在全世界有相對越來越少的顧慮。而使用氦，如果突然斷電，磁鐵的熱能讓氦蒸發，之後要重新裝填氦以恢復系統，花費是相當高的。
改良磁場和冷卻系統
澳洲「臥龍岡大學」(University of Wollongong)的工程師則針對高價的磁場和冷卻系統作改良，降低設備和維護費。使用價格便宜和容易取得的化學元素「鎂」(magnesium)和「硼」(boron)設計超導磁鐵。混合的線圈較傳統設計減少重量，使其便於攜帶。另一點是，這套系統的工作溫度較傳統的設計更高溫，如此能以較低價的固態「氮」(nitrogen)來維持磁鐵的特殊工作溫度(固態氮的熔點是攝氏零下210度，相當於克式溫度63K)，也就是即使斷電的狀況下，仍然能夠保持低溫。
固態氮的熱穩定性高。這種使用可比喻為用冰塊將保冷箱包起來密封。放在保冷箱中的飲料能夠長時間保持低溫。如果突然斷電，固態氮仍保持低溫，維修人員能夠利用這段時間維修。
而這樣的設計有另外一個挑戰，就是結合超導體的部份。他們已於超導科技期刊(Superconductor Science and Technology)發表了對應的結合技術。
綜言之，未來MRI系統在解決了工作溫度、冷卻系統和超導結合的技術之後，很有可能改為較輕的攜帶式產品，大幅節約維護費和使用費。
文章參考：University of Wollongong
影片來源：LosAlamosNationalLab
圖片來源：digital cat@Flickr CC BY 2.0
原文參考：Superconductor Science and Technology
