在快速发展的医疗技术领域，奥地利维也纳医科大学(Medical University of Vienna)和维也纳理工大学（ Vienna University of Technology，TU Wien）的研究人员的共同努力产生了突破性的发展。这项创新是世界上第一个高分辨率、3D打印的大脑幻影（brain phantom），将改变神经退行性疾病研究和核磁共振诊断的格局。通过利用双光子聚合（ two-photon polymerization， 2PP）3D打印技术的精度，这项研究创造了一个工具，有望增强我们对大脑复杂结构的理解，并改善阿尔茨海默氏症、帕金森病和多发性硬化症等疾病的诊断和治疗。
弥合扩散核磁共振成像的差距
磁共振成像（MRI）是现代医学诊断的基石，为人体的复杂结构提供了一个非侵入性方法。在其众多应用中，扩散MRI（dMRI）因其绘制水分子在大脑内扩散的能力而脱颖而出，揭示了有关组织结构和神经纤维方向的重要信息。然而，由于缺乏能够以高保真度模仿大脑白质的准确测试模型，dMRI数据的验证长期以来一直是挑战。
利用高分辨率大脑幻影：这是一个精心制作的模型，反映了人类大脑中轴突的排列和大小。这一创新不仅是验证dMRI技术的黄金标准，还为MRI技术的发展和提高诊断准确性打开了新的大门。
双光子聚合的力量
这一突破的关键在于使用双光子聚合（2PP）3D打印，这种技术可以以无与伦比的精度创建微观 结构。通过聚焦激光来聚合光敏树脂，研究人员可以在微观和纳米尺度上制造复杂的物体。通过这项研究开发的大脑幻影包含多达51,000个微通道，每个微通道都旨在复制大脑白质中较大轴突的扩散行为。
团队面临的最重大挑战之一是扩大2PP制造过程，以生产足够大的幻影，用于人体核磁共振扫描仪。通过技术创新和印刷参数的优化，他们克服了这个障碍，创造了具有足够尺寸和细节的幻影，可以有效地成像。
行业应用和影响
这项研究的影响远远超出了实验室。在医疗保健行业，大脑幻影可用于校准和验证核磁共振机器，从而更准确的大脑成像和更早地检测神经退化性疾病（neurodegenerative diseases）。对于医疗设备制造商来说，这项技术提供了一种测试和改进核磁共振设备和软件的手段，确保它们符合准确性和可靠性的最高标准。
从事开发脑部疾病治疗方法的制药公司可以利用这些幻影验证的增强核磁共振技术来更好地了解疾病机制并评估药物疗效。此外，幻影可以在学术和临床研究中发挥关键作用，为培训医疗专业人员和促进我们对大脑的理解提供有价值的工具。
未来的愿景
高分辨率大脑幻影的研发标志着医学成像和神经科学研究的一个重要里程碑。随着我们继续探索2PP 3D打印和其他先进技术的能力，神经疾病诊断和治疗的创新潜力是巨大的。通过提供更准确的人类大脑表示，这些幻影可以帮助解锁对大脑运作的新见解，为神经退行性疾病治疗和其他方面的突破铺平道路。
随着这一进步，我们不仅仅是见证了大脑成像的飞跃；我们正在步入一个未来，大脑的奥秘就在我们掌握之中，随时准备被下一代医疗技术揭开。
