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不能遗忘的磁共振发展史

发布时间：2016.03.02 新闻来源：科讯网浏览次数：

不能遗忘的磁共振发展史

一、磁共振的早期发展史

1973年，当********台CT扫描仪仅仅发布一年后，核磁共振的先驱之一，科学家罗伯·洛赫尔和他的同事们在荷兰的中心实验室开始了最初的核磁共振研究，并得到了著名的核磁共振图像：“诺丁汉的橙子”。

随着研究队伍的壮大，该实验室在1978年组建了团队开展“质子项目”的研究，并拥有了当时世界上最强大的一台长达1米的0.15T磁体。1980年12月3号，他们得到了第一幅人类头部核磁共振图像。

后来，在优化了序列设计后，他们又获得了体部图像，放射科医生也第一次看到了可分辨的器官。不久，实验室又成功获取到世界上第一张二维傅里叶变换后的图像。

1983年末，美苏核危机愈演愈烈。在这历史背景下，美国放射学会推荐将核磁共振（NMR）改为磁共振(MR)以缓解公众特别是患者对于对于核医学的担心，磁共振成像的术语也沿用至今。

当时，超导磁体逐渐开始流行。超导拥有更高的场强，更均匀的磁场，可以大幅度提高图像质量。响应时代的潮流，飞利浦于1983年生产出了第一台超导磁共振Gyroscan S5。

当时的超导磁体具有两个明显的缺点：液氦的价格较高，每升价格高达$50；磁体的长度较长（约8.5米），常规的检查室空间往往不够。具有多元化技术优势的飞利浦率先解决了这些问题。

该公司生产的低温发生器可以冷却和液化气体，不仅减少了1/3的液氦消耗，同时还将充当隔热层的液氮淘汰出了历史舞台。同时飞利浦电子部门提出了“穹窿”的设计机构，用来限制外部磁场的干扰,并将所需检查室的大小减小成原来的1/2至1/3。

荷兰的莱顿大学利用这种设计在磁体周围加入多个电缆，诞生了第一个具有主动屏蔽的磁体。1984年，飞利浦革命性地推出了世界上第一个表面线圈，得到的图像可以显示非常小的细节，再次引起了放射学届的轰动。

二、紧凑型磁体革命

早期的磁共振系统大且笨重，长度通常达到250cm, 重量在10吨以上。为了提高病人的舒适度和操作的简易型，业界迫切需要短轻紧凑型磁体的问世。

在1988年的RSNA上，飞利浦展示了业内第一款紧凑型超导磁体：Gyroscan T5，并在1989年投入商用。T5拥有当时****的60cm孔径和最轻的磁体重量（2.8吨），从此带起紧凑型磁体全球风潮。

1993年8月，飞利浦推出了第一款紧凑型1.5T磁共振Gyroscan NT,长度仅为157cm，业界最短。从此，昂贵的基础设施和庞大的的磁体屏蔽时代一去不复返,同时也消除了长磁体带来的幽闭恐惧症问题。

另外，第一代3.0T磁共振的磁体较长(超过3m)，梯度性能较差，有效视野很小(仅20cm)。为了让3.0T成为人体临床应用的主流系统，飞利浦在2001年4月推出了业界第一款紧凑型3.0T磁体Intera, 其磁体长度为业界最短的157cm。

2004年，飞利浦开发出Panorama 1.0T。该系统具有160厘米宽的开口，使得临床医生能够为任何需要MRI扫描的患者进行成像检查。这种新型MRI系统具有垂直领域设计，信噪比与 1.5T圆柱型磁体相似，这能够提供高质量图像，进行更加精确的诊断。这些特征使得Panorama 1.0T MRI系统提供更大的检查空间。

2011年，飞利浦推出旗舰级磁共振Ingenia，它是业界磁场均匀度最高的70厘米孔径3.0T磁共振。高磁场均匀度保证全数字磁共振Ingenia无论对于大FOV、压脂、脑功能与频谱成像等临床应用都拥有业界****表现。在拥有诸多优越性能的情况下，Ingenia仍然保持在磁体长度方面的优势，仅仅为162cm。

三、磁共振的并行时代

磁共振成像一经问世,就因其出色的软组织成像的能力而受到广泛的青睐. 而其成像时间长，SAR值高等问题则逐渐成为了影响磁共振在临床广泛应用的制约因素。随着相共振线圈技术的日趋成熟，并行成像技术成为了解决这些问题的****方案。

得益于领先的相共振线圈技术，飞利浦率先于1998年开始研发并行成像技术SENSE，并于1999年成功投入商用，磁共振由此进入了并行成像的时代。十多年后的今天，SENSE技术仍然是大多数磁共振系统中不可或缺的配置，发挥着重要的作用。

SENSE技术是利用相共振线圈中各个线圈单元的敏感度信息对欠采样造成的图像混叠进行解混叠，从而重建出没有卷褶伪影的图像。SENSE技术对信噪比影响很小,却拥有很高的加速数据采集能力。而SENSE的重建速度也远高于基于k空间的后处理方法，是速度最快的并行成像方法。

四、超高场磁共振发展趋势

在磁共振成像领域，有一个简单的公式：场强与信噪比成正比。即场强提高一倍，信噪比将提高一倍。根据这一公式，更高场强的磁共振成像意味着更好的影像质量，以此使磁共振成像这一当今医学领域窥视活体内部的高科技之眼变得更加敏锐。

影像科学技术界一直梦想将3.0T以上的超高场磁共振带入临床实践中。2008年北美放射年会上，多源发射技术第一次出现在世界磁共振人的面前。业内首台具备多源发射技术的3.0T磁共振产品——Achieva 3.0T TX多源发射磁共振首次亮相，在全球影像界引发了一场地震。

磁共振磁场强度的提高会带来更高的图像质量和更短的扫描时间，在神经、骨关节、血管成像方面有着显著的优势。然而传统的单源发射磁共振却有着诸多不尽如人意的缺陷，其中体部检查中经常会出现的介电阴影和病人热效应（SAR）产生的过多的不安全因素会使得图像质量和扫描速度都会大打折扣，限制了3.0T磁共振在临床当中的应用及其领先地位。

正如CT由单排发展到多排，多源发射技术是将射频源从单个发展到多个，独特的设计可以从根本上解决上述3.0T磁共振中存在的问题，大幅提高3.0T磁共振的图像质量及扫描速度，同时对病人更加安全。

做为超高场磁共振技术发展史上里程碑式的新技术，多源发射技术解决了制约3.0T体部应用的诸多难题，使3.0T体部成像的图像质量更佳、速度更快、安全性更高，实现了质量和速度的统一。飞利浦通过多源发射技术使3.0T磁共振更加完美，再一次引领了磁共振发展的方向。

五、磁共振的数字革命

对于磁共振成像，每次临床检查都能获得****的图像质量始终是一个重大的挑战。在过去的二十年里，随着并行采集技术的应用，磁共振设备的接收通道及射频线圈单元数不断增加，磁共振系统必须兼容更高的采集通道数，拥有更长的传输电缆。传统模拟传输采用笨重的线圈接口及复杂的电子元器件，使得整个系统对于噪声的引入更加敏感，严重影响图像质量。

近年来，采用dStream全数字架构的全新Ingenia磁共振系统彻底解决了这些问题，在获得卓越的图像质量（信噪比最高可提高40%）的同时，也使得工作流程简化，患者流通量提高多至30%。全数字架构是真正无限通道射频平台，显著降低了升级的经济和时间成本。dStream全数字平台代表着磁共振技术发展的未来。

影像技术日新月异，如今心脏磁共振技术已渐趋成熟。最新的“全数字磁共振”已经实现了“数字线圈＋数字线圈接口＋全程数字传输”的全数字信号传输模式，能在保证患者舒适度的同时提供更快的成像速度，更高的信噪比和分辨率，以及更为复杂和精细的功能成像。

据悉，全球首台全数字磁共振Ingenia已经拥有全数字影像链、四维多源发射、全性能大孔径、全新一代全程智能巡航四大革命性创新技术。这将是一款具有无限临床科研潜能与未来拓展能力的全能平台。

创新不仅仅指某项发明，更应指投入实际应用的发明，即实用性创新。伟大的公司向来不满足于迎合消费者的简单需求，而是通过研发高技术含量的差异化创新产品开创新的市场，引领行业发展的潮流。从某种程度而言，飞利浦是磁共振影像历史的书写者。

贵州省药品监督管理局