|
磁共振成像设备的技术进展
一、3.0T设备趋于普及与实用化
2000年RSNA设备展览上作为MR发展热点之一提出的3.0T设备于2001年已可陆续供货。目前在市场上可能提供3.0T设备的厂家有GE、Siemens和philips。到目前，除在头部的应用外，三家3.0T设备在腹部和其他部位的临床应用也先后获得FDA批准。全球至11月底已订货或装机46台（均为GE公司产品），中国目前已有两家医院（北京天坛医院、上海华山医院）装机和订货。
3.0T的磁体有全身通用机（三个厂家均有）及头部专用机（Siemens），全身通用机的磁体一般较长（如 Siemens为2.0m），Philips开发了1.57m长的短磁体型，重量仅 5.5吨。Siemens的头部专用机磁体长度为1.5m。
迄今，3.0T设备的信号采集应用的是体线圈，尚无专用的表面线圈。但是以GE公司展出的设备为例，3.0T设备应用体线圈采集的图像已具有极好的信噪比和分辨力，明显优于1.5T设备的图像质量。
二、7.0T的设备已开始研制作为下一代MR设备发展的理念之一。
GE公司已宣布正在研制7.0T的设备。7.0T的磁体已可工业生产，现有的样机梯度场强可实现50mT／m、SR200 63cm ID有效屏蔽和 100mT／m、SR500 38cm ID有效屏蔽的可移动梯度。具有双通道射频系统，可升级为70－300MHZ的8通道系统。8个通道500MHZ的接收系统，可升级为32个通道。目前，对7.0T设备的优、缺点及发展前景与市场趋势尚不能具体评价。
三、开放式磁体的发展趋势
自2000年RSNA上推出中场超导MR设备以来，几家具有此类设备的公司均已有自己的设备市售 （GE0.7T；Philips0.6T；HitaChi0.7T;Siemens1.0T)但市场趋势似乎不像预期的那么强。而低场开放式设备的市场状况一直较好，其中 0.35T者也有超导型设备（Toshiba，GE）。随着高、中场设备的技术不断移植到低场开放型设备，低场设备的功能与图像质量也不断改善，是为MR设备中具有较好的性能／价格比的主流机型。此外，像GE公司设计的0.5T双磁体开放式设备仍有一定市场，另有一家较小的公司也有类似的机型展出。
一些公司对“开放式”的概念提出了更新，即短磁体型（紧凑型）设备，如 Philips的1.5T（原 Marconi产品）磁体仅140cm长，另一些不同场强的专用磁体长度也很短，这些磁体若能进一步缩短，则已类似于CT的扫描架的宽度，从实际意义上也当属于“开放型”设备。
四、中场设备的发展趋势
MR设备市场中，常规（非开放式）的0.5T的机型已经退出市场。在 3.0T设备趋于普及的背景下，1.0T的MR设备由于几乎具有1.5T设备的大多数功能及更好的性能／价格比，有望将来取代1.5T的设备与3.0T或更高场强的设备匹配配置。
五、专用MR设备
除上述Siemens公司开发的3.OT头部专用机之外，各公司用于关节、心脏、血管（特别是肢体血管）等部位的专用MR设备已陆续有市售，其中有不少是由其他的较小的公司独立开发的小型专用MR设备。GE公司收购Fonar公司的一种新型立式开放式设备，场强0.6T，可让病人站立成像，或卧位成像，尤有利于一些部位的功能位显示。
六、降噪措施
降噪问题已是所有厂家在磁体设计中普遍关注的问题。通过在磁体内置真空层、减少涡电流及应用缓冲材料，大多数设备的噪声水平可降至以往的40％左右。
七、梯度磁场与切换率
梯度磁场与切换率的提升是各家公司、各种类型MR设备在允许的条件范围内不断改进的方向之一。本年度GE公司推出了可实用的双梯度技术，即梯度场与切换率分别由两个梯度线圈决定，小线圈的梯度场／切换率为 40mT／m，150mT／m／ms；大线圈的梯度场／切换率为23mT／m，80mT／m／ms，两个梯度可据视野（FOV）不同自动切换，FOV超过40cm时自动改用大线圈。据GE公司介绍，至2001年末全世界可装机75台。Siemens公司 3.OT设备头部专用机的梯度场／切换率可达68mT／m，180mT／m／ms。
八、线圈
今年首次推出了具有8通道的阵列射频线圈（GE），着眼于优化射频信号。此外，各公司对表面线圈均有更新的设计，如与一体化自由组合线圈（philips）等。一些小的专门开发线圈的公司也有各类可与各种MR设备匹配的各类专用线圈展出，如全身的柔性阵列线圈、特殊的小关节线圈等。以往，对phasearray译为“相控阵”，在MRI领域（及超声领域）并无相位或期相控制之内涵，而是指使多个采集线圈适当排列，来优化采集的信号，故宜译为“阵列“”线圈更为达意。
九、SENSE（sensitivity encodingtechnique）技术普及
SENSE技术又称 ASSET（array Spatial sensitivilty encoding technique)，是利用较高的局部梯度磁场，在K-空间增加采样位置的距离, 从而减少K-空间的采样密度，在小视野（FOV）内通过专门的重建算法，在保持空间分辨力不衰减的情况下、使采集时间减少的一种快速成像技术。去年的RSNA上作为一种新的技术推出后，目前各厂家的产品几乎全部采用了此技术（名称有所不同，如 GE公司称为ASSET）。最早应用SENSE技术的Philips公司已将此技术配备了0.23T－3.0T的全部设备，采集速度可达到50层／12－15秒。
应用SENSE技术最初可使成像时间减半，最新的技术已可使采集时间提高4倍，而且有望提高9倍。此外，SENSE技术还可降低检查中的噪声。
十、功能的扩展
（一）前瞻性采集与处理方式
各公司不同程度上开始采用前瞻性采集与处理方式代替传统的手工设定采集方案及作回顾性后处理的方式，尤利于和网络化技术兼容。以Siemens公司的设计为例，一旦病人来到MR室，首先根据在线临床资料设定检查方案，然后设备将自动设定采集参数、采集后自动完成重建与重组处理，再根据临床医师的诊断或智能诊断自动生成报告。大大缩短了整个工作流程，优化与易化了操作。
（二）计算机辅助扫描参数与序列设定
为了易化操作并得到最佳的成像效果，一些设备配置了扫描辅助系统，可以自动设置扫描参数与序列，并可对操作者设置的不恰当的扫描参数提出异议与修改建议。此外，一些设备还可以以菜单的方式与操作者互动操作，由操作者点击选择的成像目的，由设备设定扫描方案。这对不够熟练的操作者无疑是可保证检查质量的一个有用的方式。
（三）磁共振频谱（MRS）
MRS的主要发展有；3D MRS，目前仍用于1.5T及3.0T的设备（GE）；自动MRS，即根据操作者的熟练程度随机切换的、对于不熟练者可以自动设置、对熟练者可提出修改参数建议的系统（Siemens）；除氢质子MRS外，在 3.OT系统已开拓了多种核频谱的功能，目前已可实用者有31P、3He、7Li、13C、19F、129Xe、23Na频谱等。前几年已实现的多体素MRS等已经在高场设备上普及。
（四）扩散张量成像
扩散张量成像是增加采集方向（6－55个方向），克服成像结构内的水各向异性扩散特征的成像方法，目前主要用于脑白质束成像。由于采集方向增加和分辨力提高，现已可获得三维的白质束图像，且软件已可市售。
（五）功能性MRI（fMRI）
fMRI已经在高场设备上普及，最新的进展有：多层显示的脑功能性成像；实时显示的fMRI；3D重建的fMRI等。一些公司已将fMRI扩展到 1.0T的设备。与功能性成像匹配的设施与软件已日趋完善。正在开发的功能还有实时运动检测／校正（轨迹导航运动校正），与阻抗设施组合的线圈（改善分辨力与覆盖范围）；影像融合（与弥散张量影像和MRA）及K-空间螺旋采集技术（提高时间分辨力和减少磁敏感性伪影）等。
（六）其他功能的拓展
MR心肌灌注成像（含应力性灌注成像）已经普及，且在部分厂家已将其推广到 1.0T设备上；采用 K-空间螺旋采集的MRA可获得极好的冠状动脉显示，且可行3D重建；MRA已可从以往的10－20秒完成发展到亚秒内完成，故可作透视显示，尽可作2D－3D显示的随机切换；由于MR 设备的B值已可高达10000，故在多向采集的基础上可实现更好的弥散 -张量性成像；“部分图像冻结”技术是在膈肌导航门控条件下对某些运动的器官以静态方式显示的技术，尤适于心脏与冠状动脉的观察；
Hitachi公司研制了一种激光治疗控制系统，在激光治疗中（大多为介人性治疗技术），利用温度形成的相位差来监视局部温度，以控制激光治疗过程。心脏功能分析以往为脱机处理，现已可行在线的快速评价和功能、形态的动态显示。
（七）推进器（prope11er）技术
实际上是周期旋转重叠平行线（采集）伴增强重建（Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction）技术的缩写。该技术对不能合作的病人预设移动校正，包括一致性K-空间采样方式与多向（横向、旋转）运动校正，以获得更好的影像质量。
(八)联机一体化设计
继以往已实现的 CT+C型臂X线机、MR+PET的一体化设计后，今年推出了MR+大型C型臂血管机一体化的设计，可将血管机与MR设备同置一室，同一病人可连续完成两种检查和／或处置。
十一、MRI下一阶段发展的动态
（一）螺旋MRI
系一种新的采集方式的设想。检查中，可行类似CT扫描的自动进床，采集到的信息可行快速成像，在1.5T的样机上可以于2.5分钟内显示5个全身冠状层面。
（二）阵列线圈
是优化采集信号的重要部件，以往出于技术与成本的限制 ，每个线圈通常设置2-4-8个通道。新发展的阵列线圈，特别是用于全身大范围采集者，可以设置8—128个通道。
（三）心肌延迟渗透成像。
-- 摘自《安盛影像学》2002年第一期《2001年北美放射学会（RSNA）第87届年会——大型影像学装备的技术进展》
作者：祁吉 戴建平 章宗穆 * m9 d1 B- E- V/ i" P
- `6 i- j- z) i5 w B6 U, I+ \本转贴仅用于本版学习交流。作者若有疑义，敬请告知！ | 
发表于 2008-6-5 09:36:52
