[转贴]磁共振成像的展望

磁共振成像的展望-------- 赵喜平

仅仅20年前，人们还无法相信MRI会成为应用如此广泛的临床诊断工具。如今，MRI一词已经家喻户晓。但是，许多专家认为，它的发展才刚刚开始、临床潜力方才显示，因而本世纪还会持续发展。本文就MRI的发展趋势加以预测。 一、MRI系统的价格将大幅度下降 MRI设备价格昂贵的主要原因是因为采用了超导磁体。现在，临界温度在100K以上的超导材料已经发现，如果将这些高温超导体用于超导磁体的制造，MRI磁体将告别液氦冷却的时代。据了解，在获得相同冷量的场合下，用液氦冷却的超导装置，其费用是液氮冷却的50倍。另一方面，随着电子技术和计算机技术的发展，MRI其他设备的费用也会下降。价格下跌的结果，将大大加速MRI扫描仪的普及步伐。 二、MRI系统的装机量将持续增长 1990年代中期以来，MRI设备的年装机量一直稳定在千台左右。现在，全世界已有上万台MRI系统服务于科学研究和临床诊断。但是，这些设备的分布极不均匀：美国和日本等发达国家已在每百万人25台以上，而大多数国家还不足每百万人1台。这说明MRI的发展还有极大空间。 从临床应用来看，随着成像速度的加快和新技术的应用，MRI的适应症正在不断扩大。据估计，由于机器功能的提升而增加的临床病例每年为10~15%。各种新型造影剂的推出，同样起到扩大MRI应用范围的作用。一些创伤性、耗时的诊断方法也有可能逐渐被MRI所取代。也就是说，越来越多的病种将可以通过MRI来诊断。有资料表明，美国1993年每1000病人中仅30人接受MRI检查，1998年这一数字增至42人，5年内使检查率提高了40%。受检群体的增加，客观上需要更多的MRI设备。 MRI设备本身需要不断更新。随着技术发展的加速，MRI系统的更新速度也将加快。如果按8~10年的生存周期计算，1990年代初期到中期安装的机器已全部进入“老化”状态，需要及时换代。以后每年都将有上千台的MRI系统需要更新或升级。 三、高场和超高场系统将占据市场主流 在磁体场强方面，过去美国FDA的市场准入标准一直为2T。但是，该标准现已被刷新为3T。这说明超高场的机器从生物效应和安全性方面已被临床所接受。另一方面，追求理想的信噪比是人们多年来孜孜以求的目标，而3T的机器正好符合这一目标，即它的信噪比要比1.5T的设备(当前的市场主流)高得多。用这档机器无论进行临床成像还是功能成像研究，都将不失为一种最好选择。如果它的价格能降至现在1.5T机的水平，可能很快成为市场主流。 另外，过去几年里已有4T以上的MRI试用系统相继在美、日、加拿大等国的研究性医疗机构建成。在进行一系列安全性和应用研究之后，这些更高场强的系统也可能获准临床使用。但是，估计3T机的普及至少需要十年以上的时间。这是因为有些国家为了控制医疗费用的涨幅，将会对超高场设备的增长量进行限制(美国的有些州已经这样做了)。这种纯粹的政府行为，极可能对超高场MRI装置的发展产生负面影响。由此可见，超高场MRI系统的普及还将经历一个漫长的过程。 四、中、低场的机器还会继续发挥临床作用 从目前的市场占有率来看，中、低场强的MRI系统还有一定优势。一般来说，选购中场或低场强的MRI系统，要比高场强的系统节省50～60%的投资。这是此类设备之所以倍受青睐的重要原因。医院在购买MRI设备之前，将在临床需要、性能价格比和自己的财力三者之中作出决择。但是，随着高场系统价格的下调及新技术的开展，这类机器尤其是低场系统的装机量将会逐步减少。估计在高温超导体的商业应用使超导磁体发生革命性变化之后，低场的永磁系统才可能退出历史舞台。在此之前，商家从自己的利益出发，还会陆续推出一些性能较佳的中低档机器。以后中场机的优势应当表现在尽可能开放的体系结构。不开放的中场机将逐渐丧失市场。 五、新的“一体化”机及其发展 作为惟一能无创检测人体生化信息的工具，MRS的临床价值将会倍受重视。过去，谱仪系统价格高、操作复杂、定位不准确、波谱释读困难以及临床应用难等因素在很大程度上限制了MRI／MRS一体化设备的普及。随着波谱检测软件的自动化(定量判读)和更好空间定位方法的推出，将来有可能在高场尤其是超高场MRI系统中均加入波谱功能，使其成为既能进行临床成像又能进行功能成像和波谱学研究的真正意义上的“一体化”机。MRI波谱成像技术，即MRSI(magnetic resonance spectroscopy imaging)将很快成熟，使之进入医疗临床。到那时，极有可能使MRI、MRS和fMRI的检查同步进行。这样，就可同时得到结构图像、代谢图像和功能图像，并由影像医生、波谱学家和神经学家分别进行判读。 六、MRI设备的“多样化” 这里所说的“多样化”是指为各种成像目的而专门设计的成像系统均会出现。除了常见的全身扫描系统之外，还会出现多种小型(或专用型)、微型、移动型(或车载式)MRI系统：小型系统适用于四肢、乳腺等局部病变的诊断；微型机专用于手指或皮肤的成像；移动式则特别适合农村、野战及特殊用途医疗。已出现的专用机主要有乳腺专用机、头颅专用机、心脏专用机和骨与关节专用机等。磁共振微成像已经成为一个热门话题。用于研究皮肤结构的微型MRI扫描仪的表面线圈仅有1～2cm的直径。车载MRI系统已经有了十多年的历史。此外，介入治疗专用的系统已经问世，将来可进入神经外科手术等领域，以便直接指导手术。 MRI创始人之一的达马迪安曾预言：心血管专用的MRI系统一定会出现，以进行冠脉造影、展示心脏的动力学特性及瓣膜功能、测定射血分数、了解心肌的灌注情况等。现在，随着几大公司心脏专用机的推出，达马迪安的愿望已经实现。相信还会有更多特殊的机型问世，从而使MRI系统的发展真正走向多样化。 七、更加人性化的外观及结构设计 为了使病人更乐意接受MRI检查，FONAR公司已在机器表面装饰了五彩缤纷、富有诗义的油画。许多公司已打破过去单一的外壳色调而运用彩色的几何图案来点缀机器。因此，人性化的外观设计已经引起重视。将来的MRI系统应具精雕细刻的外观，使其看起来更像家电而不像医疗设备。 从结构上来说，以后的磁体将更短、成像容积将更开放、对病人的限制将更小。随着体积的缩小，它还可能走出传统的放射科在其他的有关科室安装。例如，四肢扫描装置已进入整形科。完全有理由相信，将来的心脏和神经系统专用机会分别装在心脏科和神经科，成为心脏学家和神经病学家手边的工具。 八、新型造影剂将发挥更大作用 据估计，在所有的MRI检查病例中，使用对比度增强剂的比例高达25~30%。除了Gd-DTPA以外，已有多种专用对比剂经FDA批准用于脑、脊柱、腹部和盆腔的磁共振增强成像。有些新对比剂正在FDA的审查过程中。临床专家估计，MRI将来的许多进展均可能伴随新对比剂的应用。新对比剂的开发方向主要有以下几个方面：①灌注和血池成像的高分子对比剂；②仅使单一器官或单一组织增强的特异性对比剂，例如已经出现的只能由肝细胞获取和经由肝排泄的锰对比剂；③仅由网状内皮细胞吞噬的氧化铁对比剂；④能从血管到达淋巴系统并被淋巴结所捕获的对比剂；⑤可被不同的靶器官选择性摄取(如骨髓)的脂质体对比剂；⑥由单克隆抗体结合的对比剂(可在异常组织如癌细胞成像时起到“魔术子弹”的作用)等。