[转帖]磁共振成像技术的发展与未来

磁共振成像技术的发展与未来 赵斌 先生

赵斌先生，博士、主任医师、教授，山东省医学影像学研究所副所长，中华医学会放射学分会磁共振专业组组长，山东省医学影像研究会理事长。

关键词: 磁共振 梯度系统

编者按：

　　尊敬的读者朋友，关注磁共振领域进展的朋友：
　　从本期开始，《世界医疗器械》推出“磁共振新进展”专栏，此栏目旨在为广大磁共振领域的专业人士提供一个交流的平台，使得大家了解磁共振方面的新进展，也非常欢迎朋友们利用这个平台交换意见、提出观点或者提出问题以供大家讨论。
　　这个栏目没有设置任何的限制，凡是与磁共振相关的文章都可以在此进行交流，无论是关于基础研究、软、硬件技术进展、临床应用等等，都可以畅所欲言。
　　此栏目为非常设栏目，编辑部将根据相关新进展讨论的深入程度、读者的关注程度，在杂志上连续刊登数期。
　　欢迎医院、研究机构的专业人士投稿，也欢迎磁共研究制造企业投稿，在此栏目中介绍新科研、新应用、新技术、评论新趋势。
　　中华医学会放射学分会磁共振专业组赵斌教授特为本栏目撰写了《磁共振成像技术的发展与未来》一文，代为开篇序语，在此表示衷心的感谢，也感谢西门子以及GE公司磁共振部门对本栏目的大力支持。

　　随着计算机及生物工程等高新技术的飞速发展和临床的广泛应用，磁共振设备及成像技术有着较快的推进和改善。其硬件的发展主要特点表现在以下几个方面：

磁场强度不断增高，以获取更高的信噪比

　　通过提高磁场强度，以获取更高的信噪比，现在已经有4T、7T、11.4T等高场磁共振投入临床应用的研究中，仅将磁场强度从1.5T到3.0T，信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)就提高了2倍。由于磁共振物理特性的限制，如果要提高分辨率和缩短扫描时间，提高磁体场强无疑是一个最直接和有效地方法，即提高了磁共振成像的空间和时间分辨力。但磁场强度的提高也可使比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)明显增加，3.0T磁体的SAR是1.5T磁体4倍，产生能量沉积，使安全性受限，成像范围缩小，图像对比度降低，体部扫描时间明显延长。磁场强度的提高可使磁敏感性效应增强，图像信号干扰大，扫描范围受到一定的限制。但在实际临床应用中，凡利用磁敏感效应成像的技术，如对fMRI和MR血管成像得到了增强，场强高则组织T1时间的延长，更利于时间飞越法(Time of Flight，TOF)血管成像的完成。同时磁场强度的提高可导致化学位移效应的增强，在正常成像过程中，大范围脂肪抑制能力降低，表现为图像中脂肪抑制的不均匀。但对磁共振波谱(Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS)的研究中，则大大提高了各测定物质波谱的识别，明显优于1.5T的MRS分析。另外，随着磁共振场强的增加，电介质效应也增强，常在腹部的大视野成像中，图像产生无信号暗区，特别是有腹水的病人表现更为明显，现在一般需用进一步的技术加以屏蔽来减少和避免这些伪影的发生。

射频发射线圈和接收线圈的多单元化

　　射频发射线圈的多单元化可令射频的发射更加均匀，有效减少SAR值，明显提高MR的图像质量，射频发射线圈有6、8、12、16、32单元不等。接收线圈的多元化和高密度化，在信号的采集、传输和计算机处理等方面都可明显提高速度和质量。覆盖线圈范围的增加和局部高密度靶线圈系统在并行采集和容积通道传输、图像重建等都灵活地应用于不同的成像序列中，在科研和临床应用中都有较大的突破，现有32~128通道的表面线圈在临床上应用于不同的系统中，提高了磁共振成像中的空间和时间分辨力。

磁体的设计更加优化和人性化

　　为了适应病人的需要，随磁体场强的不断升高，磁体的孔径也尽可能的增加，现在可达65~70 cm，磁体的长度也越来越短，增加病人的舒适感，减少幽闭恐惧症的发生。但大孔径和短磁体的设计常以牺牲磁场均匀性为代价，影响图像的质量，所以要克服这些问题就必须在磁体的设计和制造方面增加成本(匀场线圈)。磁场均匀性不断提高，以获取更优质的信号质量和施展更多的信号采集技术。
　　梯度场的发展存在着不同的理念，将来的双梯度理念是否向多梯度及无级梯度发展呢还是只有单梯度？首先无级梯度的设计成本太高，另外磁体的孔径有限制，临床应用价值与制造成本间的利益关系决定着其发展的前途，所以近期的发展应该是以单梯度为主流的发展趋势，只是梯度场和磁场一体化设计，解决孔径的不足和梯度线圈振荡噪声问题，并同时用特殊的技术和方法在不同的成像序列中，尽最大限度的加快梯度场的切换率和提升速度，减少SAR值，提高磁共振成像的速度，以减少伪影和噪音。

技术优化和成像软件一体化，扩展临床的应用

　　成像技术的优化和自动化是如今在现有硬件基础上各种先进软件技术的有机结合，如数据采集的螺旋桨技术、钥匙孔技术、并行采集技术、半傅里叶采集技术、自动图像识别对应技术、高分辨力等体素技术等，使如今磁共振成像的应用达到高速、高空间和时间分辨力和适用于全身各部位的、各种不同成像技术和各种临床需求的成像。
　　将来，如果磁共振成像的发展在读出时数据的空间编码方面进行革命，如改变相位编码的方式，用一种如同频率编码速度的方式替代，几个亚秒即可完成图像采集，你能想象磁共振成像会是怎样的呢？

（全文完）

来源：《世界医疗器械》