磁共振成像（MRI）扫描仪是现代医学中一项重要的工具。但这类大型设备价格高昂，常常要约636万~1908万元人民币，而且需要专门的测试房间，这一种原因是为了限制MRI扫描仪强大的磁场对外界的影响，另一方面是为了屏蔽外界信号的干扰。此外，MRI扫描仪还需要额外复杂的液氦冷却系统。更重要的是，世界上约三分之二的人用不上MRI扫描仪，这种设备的90%都位于高收入国家。好在现在，科学家正在开发价格低的替代设备。在生物医学工程师吴学奎的带领下，香港大学的研究人员在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志上报道了一种小型MRI扫描仪，它可以依靠滑轮移动，不需要专门的屏蔽防护，标准的墙壁插座就能为其供电。这项新设备是采用的是超低场（ULF）MRI技术，尽管它的图像分辨率不足以对一些疾病做出精确诊断，但物料成本预计不到13万元人民币。目前，这项新设备的设计和算法已经开源，以便世界各地的研究人员一起发展这项技术。

  人体主要由水组成，MRI测试的就是人体组织中水分子的信息。水中氢原子的质子能做自旋运动，由此产生磁矩。在MRI扫描仪的主磁场下，这些磁矩会趋于与主磁场平行的方向排列。这时候如果通过射频线圈施加脉冲，氢质子就会受到激励而引发磁共振效应，使氢质子的磁矩发生改变；因此在停止脉冲后，氢质子为了使其磁矩恢复到共振之前的状态，就会发射磁共振（MR）信号，进而被接收线圈探测到。不同的身体组织具有不一样的含水量和磁性能，从而在用MR信号重建的图像中呈现不同的明暗程度。现在，MRI扫描仪上配备的主要是高场超导电磁铁（磁场为1.5或3特斯拉），而这项新研究采用的则是超低场永久磁铁（0.005特斯拉）。超低的磁场使这种设备无需冷却系统和屏蔽防护。但同时，更小的磁场强度也带来了更弱的探测信号，从而使图像分辨率降低。研究人员表示这在他们的预期之内。原本的防护罩是为了屏蔽外界射频的干扰。在这项新研究中，为便于携带而抛弃了防护罩后，研究人员转向用一种基于深度学习的算法识别和预测干扰信号，然后从探测信号中扣除掉这些噪声。美国哥伦比亚大学的生物医学工程师塞拉姆·格塔纳特（Sairam Geethanath，未参与这项研究）评价道：“这是一项很实用的创新技术。它类似于降噪耳机的原理——通过用内部电路进行实时运算、了解噪声模式后，发出这些噪声的反向声波以抵消噪声。”

  此外，研究团队还用新设备对25名患者进行了脑部扫描。在与传统高场MRI扫描仪获取的图像对比后发现，这项新设备能准确识别出大多数病症，包括肿瘤和中风。对此，澳大利亚斯威本科技大学的神经科学家汤姆·约翰斯通（Tom Johnstone，未参与这项研究）表示：“这项新设备得到的图像的质量足以在一些医学场景下发挥作用，比如需要快速评估中风程度时，而快速评估对能否干预成功具有很大的影响。超低场MRI扫描仪也因价格低和轻便而能被用于更多场所的更多人身上，从而促进快速且有效的临床评估。”事实上，这不是超低场MRI扫描仪的第一个原型。2021年，一家名为“Hyperfine”的美国公司研发出的便携式MRI扫描仪获得了美国食品和药品管理局（FDA）的批准，但没有公开技术细节。吴学奎和同事则在网上公开了他们的数据、设计和代码，以便促进超低场MRI技术的发展。尽管超低场MRI技术的发展并不是为了完全取代高场MRI扫描仪，但正如格塔纳特所说，在分诊检查时，尤其是在病人不能移动或时间很紧迫的场景下，超低场MRI扫描仪能发挥特有的作用。吴学奎说他相信超低场MRI技术会随着性能的提高，而被应用于更大范围的领域。他说：“现在设计的MRI系统总是假设我们对被扫描的事物一无所知，但其实我们应该的往往是很独特的信息。”或者说我们想要的是意料之外的东西。他继续说：“由成本低廉的计算驱动的MRI技术将会是一场巨大的变革。”