磁共振成像是多核一種先進(jìn)的醫學(xué)影像技術(shù)，具有分辨率高、國成功突共振對比度好、破磁無(wú)輻射損傷等優(yōu)點(diǎn)，成像彩色被廣泛應用于臨床醫學(xué)診斷。技術(shù)即近日，醫學(xué)影像中國科學(xué)院科研團隊經(jīng)過(guò)持續攻關(guān)，登場(chǎng)成功突破“多核”磁共振成像技術(shù)。多核
該技術(shù)最大優(yōu)勢就藏在它的國成功突共振名字“多核”里——它不僅能檢測常規磁共振能看到的氫，還可以檢測到磷、破磁鈉、成像彩色氙等多種原子核，技術(shù)即突破了傳統磁共振單一成像維度，醫學(xué)影像為疾病診治提供了全新的登場(chǎng)手段和視角。
突破多核磁共振成像技術(shù)
為疾病診治提供全新手段
通過(guò)多核磁共振成像技術(shù)獲得的多核醫學(xué)影像，不同的顏色代表不同的人體元素，清晰地反映了氫、鈉等元素在腦部分布聚集的狀況。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院研究員 周欣：人體內有60多種元素，除了氫之外，現在還能探測到活體的鈉和磷，這多了兩種元素，這就好比以前80年代我們看照片都是黑白照片，現在相當于“多核”就指的是多種原子核，通俗一點(diǎn)就相當于是以后的磁共振是彩色的磁共振。
周欣研究員帶領(lǐng)團隊一直致力于多核磁共振成像核心技術(shù)攻關(guān)，如今，成功突破磁共振單一氫核成像技術(shù)，實(shí)現人體重要代謝物質(zhì)鈉、磷等關(guān)鍵原子核的多維成像，為疾病認知、定性和定量評估提供了新的信息維度。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院研究員周欣表示：多核磁共振成像能夠反映出我們人體內更精細的信息——
結構信息
功能信息
代謝信息
這三個(gè)方面層次的信息，為人體健康，包括疾病的診斷、治療提供更全面的可視化的工具。能夠直接看到患者腦部、心臟里面鈉和磷的代謝，對疾病的發(fā)生發(fā)展，非常直觀(guān)地看到哪一個(gè)元素的代謝出了問(wèn)題，哪個(gè)通路會(huì )有問(wèn)題，能夠為精準醫學(xué)提供全新的儀器和技術(shù)。
超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振成像儀實(shí)現量產(chǎn)
生命科學(xué)的基礎研究，是實(shí)現全民健康的重要基石。超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振成像儀作為開(kāi)展臨床前生命科學(xué)研究的必備科學(xué)儀器，顯得尤為重要。它是新藥研發(fā)、腦科學(xué)與類(lèi)腦研究等重大生命科學(xué)研究任務(wù)必不可少的高端裝備。然而長(cháng)期以來(lái)，該設備完全依靠進(jìn)口。如今，我國科研人員經(jīng)過(guò)產(chǎn)學(xué)研融合聯(lián)合攻關(guān)，成功研制出我國首臺9.4T(特斯拉)超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振成像設備，并實(shí)現量產(chǎn)。
小白鼠腦部血管的磁共振三維成像，空間分辨率可達百微米級，可以清晰地看到小白鼠腦部精細的血管結構。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院特別研究助理 張鳴：通過(guò)磁共振的一種序列，去無(wú)創(chuàng )地對它的血管進(jìn)行成像。因為小鼠腦袋的尺寸要比人的要小幾十倍，它的整個(gè)視野的范圍可能就只有兩厘米左右，所以說(shuō)能夠去獲得非常高清、非常精細的腦血管結構，對于臨床前的研究是非常有意義的，能夠幫助我們及時(shí)地發(fā)現一些腦部的細微病變。
記者看到，拍攝該影像的設備就是被稱(chēng)為“活體顯微鏡”的國產(chǎn)超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振成像儀，它可以高清且無(wú)創(chuàng )地呈現小白鼠、小兔等小型活體動(dòng)物的組織結構和功能信息，是開(kāi)展生命科學(xué)研究的重要科學(xué)儀器。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院研究員周欣表示，如果把醫院里1.5T(特斯拉)和3T(特斯拉)的磁共振比作相機，那超高場(chǎng)的動(dòng)物成像儀就像單反相機，分辨率更高，因為其磁場(chǎng)強度可達9.4T(特斯拉)，靈敏度比3T(特斯拉)設備至少高3倍以上。
它能無(wú)損觀(guān)測三類(lèi)腦部疾?。?/p>
一是與血管、血流相關(guān)的腦血管病，如卒中；
二是腦部腫瘤；
三是神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病、帕金森綜合征。
由于不能在人體上直接做模型，人類(lèi)研究藥物及發(fā)病機制，必須借助動(dòng)物實(shí)驗。
據介紹，為了突破關(guān)鍵核心技術(shù)，我國科研人員經(jīng)過(guò)產(chǎn)學(xué)研融合聯(lián)合攻關(guān)，突破了超高場(chǎng)超導磁體、高性能雙梯度系統、射頻技術(shù)、全數字化高精度譜儀等技術(shù)壁壘，實(shí)現了我國9.4T(特斯拉)超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振成像從“0”到“1”的突破，打破國際長(cháng)期壟斷，解決了超高場(chǎng)臨床前磁共振成像儀國產(chǎn)化的問(wèn)題，有效助力了重大疾病病理研究、新藥研發(fā)等相關(guān)科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，該設備已經(jīng)在位于武漢的生產(chǎn)基地實(shí)現量產(chǎn)。
展開(kāi)技術(shù)攻關(guān)
研發(fā)新一代磁共振關(guān)鍵技術(shù)
高端醫療裝備的研發(fā)周期長(cháng)、投入大、風(fēng)險高，并且涉及多學(xué)科交叉，技術(shù)高度密集。為了助力該領(lǐng)域的研究，未來(lái)，磁共振波譜與成像全國重點(diǎn)實(shí)驗室將面向國家重大需求和人民生命健康，發(fā)展活體多核、超靈敏、超快及超分辨的新一代磁共振關(guān)鍵技術(shù)，搶占新一代磁共振制高點(diǎn)。
在磁共振波譜與成像全國重點(diǎn)實(shí)驗室，科研人員正在展開(kāi)新一輪的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)更高場(chǎng)5T的人體超高場(chǎng)多核磁共振裝備。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院正高級工程師 石磊：磁共振線(xiàn)圈，就好像磁共振系統的眼睛，用它來(lái)探測磁共振信號，它的性能好壞就直接關(guān)系到磁共振圖像的成像的質(zhì)量。目前我們在做5T(特斯拉)的磁共振系統的多核線(xiàn)圈的研究，我們今年的目標是研制5T的磁共振的鈉和磷，還有氙的線(xiàn)圈，使它能夠用起來(lái)就真真切切能夠得到更好的圖像。
科研人員介紹，磁場(chǎng)強度符號T，也就是“特斯拉”是衡量磁共振系統性能的核心指標，更高的場(chǎng)強通常意味著(zhù)獲得更高的圖像分辨、更快的成像速度。
相較3T的磁共振，5T磁共振在成像清晰度、掃描速度和功能成像方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢，可為臨床采集到更高清的圖像，精準描繪組織微結構，提高微小病灶檢出率，為臨床診斷和科學(xué)研究提供強大技術(shù)支撐。磁共振橫跨物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫學(xué)領(lǐng)域，是醫學(xué)影像突破常規，與前沿生物醫學(xué)結合的關(guān)鍵核心技術(shù)。為此，實(shí)驗室組建了多學(xué)科研究團隊，在人工智能快速發(fā)展背景下，開(kāi)展更具前瞻性和突破性的科學(xué)研究。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院研究員 周欣：從最前端的理論創(chuàng )新，就是我們必須要有原始理論創(chuàng )新來(lái)去支撐關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)，推動(dòng)它的應用場(chǎng)景，不管是解決科學(xué)前沿的問(wèn)題，還是解決臨床的問(wèn)題，還是解決國家重大需求的問(wèn)題，它是一個(gè)全鏈條的。關(guān)鍵核心的東西必須在我們自己手上，這樣才能使我們做成科技強國。
(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉 湖北總站)