3T的MRI已不足以引領(lǐng)技術(shù)潮流。以10.5T為代表的超級(jí)MRI正在將人類的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)推向一個(gè)新高度。憑借此，“可以看到所有細(xì)節(jié)而無(wú)需打開(kāi)大腦。”
近日，Nature上發(fā)表了一篇名為《世界上最強(qiáng)大的核磁共振成像設(shè)備正在將人類成像推向新的極限》的研究文章，稱研究人員研究了具有10.5T磁場(chǎng)強(qiáng)度的掃描儀，以及關(guān)于大腦的前所未有的細(xì)節(jié)。
這篇研究文章被Nature刊發(fā)在自己官網(wǎng)的頭版頭條。
目前，醫(yī)院通常使用場(chǎng)強(qiáng)為1.5T或3T的MRI，在3T時(shí)，MRI機(jī)器可以解析小至1毫米的大腦細(xì)節(jié)。那么10.5T的MRI是個(gè)什么概念？“可以看到所有細(xì)節(jié)而無(wú)需打開(kāi)大腦。”一位研究人員如此說(shuō)到。
該研究文章中寫(xiě)到：它的重量幾乎是“波音737”的3倍，任何金屬都可以被強(qiáng)大的10.5T磁鐵撕裂掉。
不過(guò)，這臺(tái)價(jià)值1400萬(wàn)美元的“大家伙”是世界上少數(shù)幾家研究機(jī)構(gòu)將MRI推向磁場(chǎng)強(qiáng)度極限的掃描儀之一。除了它，還有一群“超強(qiáng)MRI們”在文章中被重點(diǎn)研究。
下面就一起看看Nature發(fā)表的研究文章中所說(shuō)的“超強(qiáng)MRI們”到底有多厲害。
那些超強(qiáng)的MRI
需要看到的是，超高倍視野掃描儀正在崛起。
雖然上述10.5T是個(gè)代表，不過(guò)，世界各地的研究實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)有數(shù)十臺(tái)7T的MRI，也在“超強(qiáng)”之列。去年，第一臺(tái)7T機(jī)型在美國(guó)和歐洲被批準(zhǔn)用于臨床。技術(shù)上來(lái)講，超高視野掃描儀的吸引力很明顯。磁場(chǎng)越強(qiáng)，信噪比越大，這意味著身體可以以更高的分辨率或相同的分辨率成像，不過(guò)掃描速度更快。
在3T時(shí)，MRI機(jī)器可以解析小至1毫米的大腦細(xì)節(jié)。在7T機(jī)器中，該分辨率可以達(dá)到0.5毫米，這足以辨別人體皮層內(nèi)的功能單元，并且可能首次看到信息如何在人類大腦中的神經(jīng)元集合之間流動(dòng)。
預(yù)計(jì)具有更高場(chǎng)強(qiáng)的掃描儀的分辨能力至少是7T設(shè)備的兩倍。正如那位研究人員所說(shuō)的，10.5T的MRI可以看到大腦中的所有細(xì)節(jié)。雖然是一個(gè)代表，不過(guò)FDA已于去年8月批準(zhǔn)了將10.5T的機(jī)器用于掃描20個(gè)人類，去年12月，有第一名受試者正式接受測(cè)試。而除了明尼蘇達(dá)的這臺(tái)10.5TMRI，全球還有兩臺(tái)11.7T的MRI，一臺(tái)在法國(guó)巴黎的NeuroSpinCentre，一臺(tái)在美國(guó)馬里蘭州Bethesda的NIH（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究）。目前，NIH的那臺(tái)正在等待維修回送——據(jù)說(shuō)是因?yàn)楫?dāng)年買到手之后，負(fù)責(zé)使用機(jī)器的工作人員開(kāi)關(guān)機(jī)速度太快，導(dǎo)致機(jī)器過(guò)熱，破壞了某些線路，明年才能修好。
而法國(guó)的則是去年5月完成發(fā)貨，預(yù)計(jì)2022年用于掃描人體。除此之外，德國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)計(jì)劃建造14T的掃人MRI。
顯像效果有什么不同
除了這些10T左右的超級(jí)機(jī)器，全球范圍內(nèi)，7T MRI已經(jīng)在臨床上使用了一段時(shí)間了。使用者表示，7T的顯像級(jí)別可以達(dá)到開(kāi)放式外科手術(shù)探查的效果。
也有人表示，7T MRI可以看到過(guò)去需要在人死后做病理切片才能看到的細(xì)節(jié)。
有哪些新的臨床應(yīng)用
超級(jí)MRI由于前所未有的體外成像功能，可以做的事情有很多。目前通過(guò)7T MRI已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的有：
1.精確指導(dǎo)帕金森病的外科深部腦刺激治療
使用3T MRI指導(dǎo)植入電極，有時(shí)候會(huì)不準(zhǔn)確，這種試探性操作如果損傷腦血管，會(huì)造成嚴(yán)重的高風(fēng)險(xiǎn)后果。7T MRI可以一步到位，不存在反復(fù)尋找電極的準(zhǔn)確置放位置的問(wèn)題。
2.提前發(fā)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎
超級(jí)MRI除了能顯示普通3T MRI能顯示的東西，還能掃描追蹤其他一些3T MRI無(wú)力檢測(cè)的東西。比如一些生化變化。紐約大學(xué)使用7T MRI觀測(cè)到，早期骨關(guān)節(jié)炎的患者在骨關(guān)節(jié)沒(méi)有發(fā)生任何結(jié)構(gòu)性變化的時(shí)候，其骨骼中的電解質(zhì)已經(jīng)發(fā)生改變。
3.觀測(cè)到多發(fā)性硬化癥（MS）的認(rèn)知癥狀根源
由于藥物的革新，MS患者壽命得到了極大的延長(zhǎng)，隨之而來(lái)的是過(guò)去不被注意的認(rèn)知功能改變問(wèn)題浮出水面。目前使用7T MRI可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)認(rèn)知問(wèn)題的MS患者腦部的相應(yīng)病灶，這在過(guò)去是很難觀測(cè)的。
此外，超級(jí)MRI除了可以超高清顯像之外，還能超快速拍片和出片。所以如果你不需要超高清顯像，還能大大縮小患者躺在機(jī)器里的時(shí)間，把原來(lái)需要幾分鐘拍完的片在一兩秒內(nèi)拍完，或者把需要幾個(gè)小時(shí)的片在幾分鐘內(nèi)搞定。
MRI場(chǎng)強(qiáng)的極限
自20世紀(jì)70年代中期第一臺(tái)人體掃描儀被開(kāi)發(fā)出以來(lái)，MRI的技術(shù)細(xì)節(jié)并沒(méi)有太大變化。MRI的技術(shù)核心仍然是管狀超導(dǎo)磁體，產(chǎn)生靜電磁場(chǎng)。
“在MRI時(shí)代開(kāi)始時(shí)，許多科學(xué)家認(rèn)為0.5T將是MRI的磁體強(qiáng)度”，來(lái)自佛羅里達(dá)州的美國(guó)國(guó)家高磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的一位研究人員稱。
顯然，這個(gè)強(qiáng)度被一再的突破：到了20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了用于臨床的1.5T的掃描儀。而在2002年，3T掃描儀獲得了批準(zhǔn)。同時(shí)，研究人員正在將其推動(dòng)更高的場(chǎng)強(qiáng)，以至于快來(lái)到一個(gè)極限。
一些研究人員推測(cè)，14T以上的掃描儀也可能導(dǎo)致神經(jīng)傳導(dǎo)減慢，刺激周圍神經(jīng)或損傷DNA，盡管有研究員說(shuō)，目前為止，即使是在21.1T設(shè)備所進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上看不到上述影響的發(fā)生，但是，另有研究人員認(rèn)為在某種程度上，對(duì)于場(chǎng)強(qiáng)將有一個(gè)限制，超過(guò)這個(gè)限度，我們不能在不損害身體的情況下繼續(xù)下去。
除此之外，機(jī)器內(nèi)部空間大小也是個(gè)影響因素。世界上最強(qiáng)大的MRI掃描儀位于美國(guó)國(guó)家高磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室。內(nèi)部空間直徑只有10.5厘米，21.1T的機(jī)器太小，已無(wú)法用于人。
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