申香梅

（新鄭市第二人民醫(yī)院，河南 新鄭 451100）

磁共振成像的臨床應(yīng)用進(jìn)展初探

申香梅

（新鄭市第二人民醫(yī)院，河南 新鄭 451100）

自20世紀(jì)80年代初開始，磁共振成像（MRI）技術(shù)逐漸被引入臨床應(yīng)用中，經(jīng)過多年的探索與發(fā)展，MRI技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種相對較為成熟的臨床診斷成像方法，目前在臨床多種疾病診斷中具有較高的應(yīng)用價值。近年來隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與普及，MRI技術(shù)的各種硬件以及臨床應(yīng)用軟件實現(xiàn)了新的突破與發(fā)展，解決了很多臨床診斷技術(shù)難題。本文主要闡述了MRI技術(shù)在磁體、射頻、計算機(jī)及圖像重建三個方面的新進(jìn)展及其臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

磁共振成像；臨床應(yīng)用

磁共振成像（MRI）技術(shù)一種以核磁共振現(xiàn)象為基礎(chǔ)的無放射性成像技術(shù)，MRI技術(shù)走過了從宏觀到微觀，從形態(tài)到功能，從理論到實踐等發(fā)展歷程，目前在所有影像診斷技術(shù)中已經(jīng)確立了較為重要的地位[1]。MRI技術(shù)不僅可以清晰的顯示病變的形態(tài)學(xué)改變，對器官的功能性變化可以準(zhǔn)確反映，同時也可以反映生化過程中的動態(tài)變化以及信息，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中已成為疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，在軟組織病變以及骨關(guān)節(jié)病變診斷中也尤其獨特的優(yōu)勢[2]。近年來隨著MRI技術(shù)的快速發(fā)展，像心血管成像、MR介入、偽影、功能與分子成像等臨床診斷技術(shù)難題都得到了有效解決，MRI技術(shù)在臨床應(yīng)用中的突破主要得益于數(shù)字信號處理、網(wǎng)絡(luò)化、超導(dǎo)技術(shù)、并行采集技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用[3-4]，現(xiàn)將MRI技術(shù)臨床應(yīng)用做如下報道。

1 磁體的發(fā)展

磁共振設(shè)備的核心部件之一就是磁體，目前磁體的發(fā)展主要朝著專用機(jī)、短腔磁體、開放性、高場強(qiáng)以及低損耗的方向進(jìn)行。全身3T系統(tǒng)已經(jīng)在2000年得到美國FDA的臨床應(yīng)用批準(zhǔn)，且FDA也許可4T系統(tǒng)的臨床應(yīng)用并無明顯危險，人們已經(jīng)開始從動物實驗開始著手研發(fā)7T、9.4T、12T等磁共振成像設(shè)備。一直以來，快速的掃描速度以及理想的信噪比是人們追求的目標(biāo)，目前1.5T磁相對低場磁共振而言，微小病變檢出率以及組織微細(xì)結(jié)構(gòu)的顯示優(yōu)勢更為突出，掃描速度有所提高，且超導(dǎo)開放式磁體的場強(qiáng)也已經(jīng)達(dá)到1.0T，基本上都實現(xiàn)了零液氦消耗。近年來，高場磁共振系統(tǒng)所占份額越來越高，低場磁共振設(shè)備的圖像質(zhì)量以及功能在高、中場設(shè)備技術(shù)的移植下也在不斷改善，因此具有較高的性價比，成為一種主流機(jī)型[5-6]。隨著MR設(shè)計理念的不斷更新與進(jìn)步，市場上逐漸出現(xiàn)了各種專用部門的MR設(shè)備，比如像血管、乳腺、天節(jié)、心臟等部位，且專用MR設(shè)備的發(fā)展引領(lǐng)了一種新潮流，像專門用于兒童、超聲、腫瘤放療、特體肥胖患者檢查、手術(shù)等MR設(shè)備也不斷涌出。

2 射頻系統(tǒng)

射頻系統(tǒng)對于磁共振技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要，是磁共振信號的采集以及激勵系統(tǒng)，也是影響磁共振成像質(zhì)量的關(guān)鍵[3]。想要提高磁共振圖像質(zhì)量，需要從多方面努力，首先最為直觀的途徑是通過提高主磁場強(qiáng)度提高圖像的信噪比，但是在實際應(yīng)用中并不是很理想。高場強(qiáng)磁共振存由于射頻系統(tǒng)的束縛在初期發(fā)展過程中，便產(chǎn)生系統(tǒng)匹配問題，導(dǎo)致磁共振圖像質(zhì)量與設(shè)計期望相差較大，很多射頻研發(fā)人員為了有效解決這一問題，著力于研發(fā)與3.0T高主磁場強(qiáng)度匹配的專門射頻系統(tǒng)。很多公司對該射頻系統(tǒng)有不同的命名，但是系統(tǒng)設(shè)計的主要目的都一致，實現(xiàn)B1場強(qiáng)的均勻化，降低SAR值，其核心技術(shù)原理是設(shè)計較短的發(fā)射體線圈提高B1場發(fā)射效率，而SAR值也會隨之下降1/2。采集速度在全方位利用并行采集技術(shù)下有很大提高；體部大范圍掃描圖像信號在SPA1R脂肪抑制序列以及CLEAR信號均勻技術(shù)利用下也更加均勻；可以不用依賴延長回波鏈，可有效縮短掃描時間，降低整體的SAR值；FAS技術(shù)采用漸變的射頻翻轉(zhuǎn)角降低整體SAR值。體部圖像在這些技術(shù)應(yīng)用后有了很大改觀。

隨著多元陣列式全景線圈的發(fā)展，支持并行掃描線圈技術(shù)也取得了較大進(jìn)步，支持最優(yōu)化的接收通道配置的多通道接收線圈（像4、8、16、32、64等）、帶寬/通道（3 MHz）射頻系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器速度以及圖像采集加速（3～4倍）等均有很大程度提高，可進(jìn)行混頻、濾波、模擬處理等環(huán)節(jié)的全數(shù)字化采集。這些技術(shù)的發(fā)展，使MRI的掃描速度、對比度以及圖像分辨率都有質(zhì)的飛躍。其次多源發(fā)射技術(shù)的發(fā)展有效解決了單源射頻系統(tǒng)無法自由調(diào)整波形、功率的問題，其可以獨立調(diào)整每一個獨立射頻發(fā)射源的相位以及相位差參數(shù)，針對患者的實際情況對射頻發(fā)射源發(fā)出了波形以及發(fā)射功率進(jìn)行智能化調(diào)整，可有效提高圖像質(zhì)量及掃描速度，是診斷肝臟以及乳腺疾病的重要手段。

3 計算機(jī)及圖像重建

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，MRI的采集技術(shù)也得到了快速發(fā)展，現(xiàn)階段，1.5T磁共振設(shè)備已經(jīng)配置了4CPU以及64位CPU陣列處理器，配置后的CPU陣列的圖像存儲硬盤可以實現(xiàn)1.9TB，“引擎”可以配置的最大為12CPU系統(tǒng)，單碟以及DVD存儲容量可以達(dá)到9.4 GB，可進(jìn)行全視野采集，信號采集速度高達(dá)4000幅/秒。MRI掃描采集的數(shù)據(jù)量以及重建的數(shù)據(jù)量隨著系統(tǒng)實時能力的提高以及MRI系統(tǒng)技術(shù)的不斷改進(jìn)有很大程度的提高。采集效率是現(xiàn)代掃描技術(shù)以及脈沖序列設(shè)計的主要著力點，近年來臨床上已經(jīng)開始逐漸應(yīng)用K空間數(shù)據(jù)共享技術(shù)、非線性K空間軌跡技術(shù)、并行成像技術(shù)、不完整數(shù)據(jù)采集等相關(guān)重建方法。目前重建速度在各種先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下已經(jīng)實現(xiàn)4000幅/秒的在線處理。

4 軟件技術(shù)的臨床應(yīng)用

在各種磁共振成像系統(tǒng)硬件的快速發(fā)展下，各種新的應(yīng)用軟件也不斷涌出，這些技術(shù)的發(fā)展使MRI技術(shù)在臨床應(yīng)用中的優(yōu)勢越來越突出，如疾病的預(yù)知、早期發(fā)現(xiàn)、全面評估、后期治療等。VIBE以及THRIVE等LAVA技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了多期超快速的腹部三維容積動態(tài)增強(qiáng)檢查，對早期微小病灶也可以及早發(fā)現(xiàn)。對全身任何部位的血管通過實時MR-DSA可以獲得的血管增強(qiáng)信息比DSA高的分辨率更高，能盡早診斷并鑒別超早期的乳腺微小病變。目前臨床上已經(jīng)逐漸應(yīng)用了7Li、33P、3He、120Xe、23Na、13C、19F頻譜等磁共振頻譜成像。目前在冠狀動脈的成像中，臨床上廣泛應(yīng)用了主要以MRA的K-空間螺旋采集為主的應(yīng)力性灌注成像等MR心肌灌注成像技術(shù)，使成像顯示更為清晰。

磁敏感加權(quán)成像（SWI）相對于其他常規(guī)序列而言，具有較高的微小磁場非均勻性敏感性，不僅可以使三維成像具有高分辨率，同時可盡早發(fā)現(xiàn)并診斷微小病變，在臨床上主要適用于神經(jīng)退行性病變內(nèi)鐵沉積、靜脈系統(tǒng)高分辨成像、微量急性腦出血、腦腫瘤或者腦梗死區(qū)出血等。全身擴(kuò)散加權(quán)成像（DWIBS）可以全面反映病變情況，主要用于區(qū)分良、惡性腫瘤，篩查淋巴結(jié)以及轉(zhuǎn)移瘤，鑒別腫瘤和腫瘤內(nèi)壞死組織和腫瘤性病變之間的區(qū)別。在臨床應(yīng)用中，較為常用的是腫瘤的篩查、分期以及臨床療效評估。實時-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖（Time-SLIP）是一種測量人體腦脊液流動的技術(shù)，具有較高的精確性以及無創(chuàng)性，臨床主要用于診斷Chiari畸形以及腦積水等。SPACE技術(shù)一種加速采集技術(shù)，獲得的各向三維同性圖像具有極好的對比度，且可顯示在任意層面方向上，通過該種技術(shù)可以使骨盆、內(nèi)耳、脊柱等相對較為復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)得以成像，從而為臨床提供黑水成像以及3D-T2WI。

綜上所述，隨著磁共振成像硬件及應(yīng)用軟件技術(shù)的快速發(fā)展，MIR技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床各種疾病診斷中，目前已經(jīng)成為臨床最為常見的診斷手段之一。目前影響MIR技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要問題是缺乏一定素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員、醫(yī)師以及工程師，導(dǎo)致并沒有充分開發(fā)出一些高端MR技術(shù)。臨床醫(yī)師、MR專職工程師以及操作員應(yīng)共同努力，相互協(xié)作，才能使MR技術(shù)更好的服務(wù)于臨床疾病的早期診斷、評估以及治療。

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1671-8194（2014）33-0061-02