交大-瑞金-联影携手迈入5T超高场前沿磁共振技术临床转化新时代

由上海交通大学、瑞金医院与联影医疗集团共建的医学影像先进技术研究院（以下简称“研究院”）在超高场磁共振领域取得重大突破。该院医工交叉科研团队成功研发多项5T超高场磁共振神经血管成像新技术，首次实现对动脉血氧合水平及血脑屏障功能的精准可视化，为脑血管疾病的早期诊断与动态评估提供了全新解决方案。多项成果于近期中国体式学会磁共振成像分会年会展示。

一、多模态技术拓展成像边界，构建完整解决方案

在瑞金医院放射科主任、研究院副院长严福华教授的带领下，邵星锋副研究员团队在5T磁共振平台上的多模态技术研究取得系列重要进展，形成了覆盖神经与体部的完整技术方案群。

在脑功能复杂度分析方面，研究团队提出多变量样本熵分析算法，在利用原始fMRI信号进行复杂度分析的同时，结合T2信号协同计算神经活动复杂度。该算法在年轻与老年人群中进行了验证实验，结果显示，在部分脑区中年轻组与年老组之间存在显著差异，有效提升了fMRI复杂度分析的可靠性。

多变量样本熵算法在年老组和年轻受试组的fMRI时间复杂度分析结果

在磷核磁共振波谱（³¹PMRS）领域，研究团队首次报道了5T场强下³¹P波谱代谢物的T1弛豫时间。结果显示，大多数代谢物的T1值介于文献中报告的3T和7T数值之间，与预期相符。初步研究进一步发现，运动人群的无机磷酸盐（Pi）T1值显著低于普通人群，降幅约为10.5%。

31P波谱数据采集流程及多TI翻转恢复谱线展示

在薄层CEST成像方面，研究团队与上海交通大学医学院医学技术学院张孝勇研究员团队合作，基于临床5T超高场平台，设计了结合频率稳定模块与液体抑制算法的序列与后处理方案，实现了2mm薄层CEST扫描，获得与临床3T厚层扫描相当的信噪比，提升了对早期微小病灶的检测能力。

结合频率稳定模块和液体抑制算法的2mm等体素APTw成像

在肾脏多参数功能评估中，研究团队与瑞金医院高血压科合作，采用5T-ASL及BOLD技术，深入探索发现健康人群、高血压人群以及高血压肾病患者的皮髓质灌注及氧合水平均存在显著差异。研究结果表明，通过5T超高场下的ASL与BOLD技术，能够有效无创测量肾脏灌注及氧合功能，证实了该技术在评估高血压CKD进展方面的有效性与实用性。

健康志愿者（第一行）、高血压患者（第二行）、高血压伴CKD患者（第三行）的ASL、皮髓质ROI标记、RBF及BOLDR2*结果（从左到右）

二、精准“解码”脑血流与氧合动态变化

研究团队基于5T超高场磁共振，提出一种结合时间演化采集与可变重聚翻转角（RFA）的动脉自旋标记新方法，首次实现动脉血T2值的精准定量成像。该技术通过重排k空间采样顺序和优化RFA，提升回波信号信噪比，显著改善T2拟合准确性。水模与数值模拟证实其优于传统方法；在12名志愿者中稳定测得灰质与白质动脉血T2值；并在一例右侧大脑中动脉（MCA）狭窄患者中，显示患侧T2升高，反映血流延迟，验证了临床敏感性。

右侧MCA狭窄患者的TEA-ASL序列采集的动脉血T2成像（A）及传统多PLDASL计算得到的血流到达时间ATT图像（B）。放大图像显示患处因血流延迟效应（长ATT，D），血氧含量偏高，导致动脉血T2增高（C）。MCA狭窄处如图E所示。

三、智能算法开启非增强灌注成像“分钟级”新时代

研究团队利用5T超高场磁共振的高信噪比，结合物理信息神经网络（PINN），将动脉自旋标记（ASL）扫描时间从3.5分钟大幅缩短至1分钟（单次采集+4个PLD），同时保持诊断所需的图像质量与定量精度。ASL无需造影剂，对中风、阿尔茨海默病等具有重要价值，但因信噪比低，传统方法需多次采集和多PLD，限制临床应用。新方法峰值信噪比（PSNR）、组内相关系数（ICC）及病灶检测方面均显著优于传统非线性拟合方法，展现出ASL迈向大规模临床应用的巨大潜力。

健康志愿者和中风病人在不同采集时间下使用直接拟合和PINN拟合的脑血流量（CBF）和动脉到达时间（ATT）定量图

四、产学研医深度融合，铸就自主创新引擎

这些突破得益于研究院构建的“产学研医”协同创新体系，有效融合高校前沿科研、医院临床资源与企业工程能力，形成了从基础研究到技术研发、产品转化及临床落地的完整创新链条，充分验证了“以临床需求引导科研攻关，以产业协同促进技术落地”模式的有效性。

随着相关技术不断优化并在临床中深入应用，5T超高场磁共振有望在脑血管病、肿瘤、退行性疾病等重大疾病的精准诊疗中发挥更大作用，为精准医疗提供关键技术支撑，最终造福更多患者。

素 材丨医学影像先进技术研究院

编 辑丨温兆琦