2021进博会：脑部磁共振成像前沿创新科技，全球同步分享，会给神经外科带来

　　11月5日，第四届中国国际进口博览会正式开幕。东方之约，四度如期而至，第四届中国国际进口博览会现已开幕。“朋友圈”再扩大“新奇特”更耀眼，六大展区，127个国家和地区，近3000家企业参展，全球500强公司，行业龙头企业携手参展。本届医疗器械及医药保健展区总面积达7万平方米，来自33个国家和地区的约350家企业参展，展区特装率超97%，世界500强及行业龙头企业超70家。多家企业带来首发新秀产品，在进博会上成为令人期待的亮点。

图示：在这张图片中，大脑的血管发出橙色的光，这是由7T磁共振扫描仪产生的。

　　全球首台可用于临床的7T磁共振MAGNETOMTerra已经正式取得CE认证，可以用于临床！

　　本届展会上，西门子医疗还将展示全球首台临床科研双模7T磁共振MAGNETOM Terra。作为全球较顶尖的超高场强磁共振设备，西门子7T已在全球80余家医院和科研院所落地。该设备把人体成像的分辨率、信噪比推到一个从未企及的新高度，对于神经领域科研攻关、实现脑科学前沿技术突破具有重要意义，将全力配合中国“脑计划”等重大科学研究项目。MAGNETOM Terra更将7T磁共振从基础科研向临床价值转化，有望近期在中国获批上市，在中国开启临床应用。此外，西门子医疗还带来了一款划时代的磁共振系统MAGNETOM Free.Max----仅需0.7升液氦，比业内较低的液氦含量又降低了90%，真正实现“零液氦”；整机重量仅仅1.6吨，挑战场地物理极限；80cm大孔径，拓展临床应用疆域；突破肺部磁共振扫描藩篱，无电磁辐射，对于像新冠肺炎这样短时间内需要多次肺部扫描的患者有独特优势；myExam Companion人工智能平台使得操作触手可及。

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　　超高场磁共振发展编年史：

　　1999年，全球第一台7T磁共振原型机安装在美国明尼苏达大学，由西门子公司与明尼苏达大学合作研发；

　　2002年，全球第一台科研用7T磁共振安装于美国麻省总医院；

　　2005年，全球第一台具备Tim技术的7T磁共振MAGNETOM 7T诞生；

　　2006年，主动屏蔽7T磁共振技术推出；

　　2007年，全球第一台9.4T磁共振安装于德国Tubingen；

　　2014年，全球第一台10.5T和11.7T磁共振诞生；

　　2015年，西门子发布第一台可同时用于临床和科研的7T磁共振MAGNETOMTerra；

　　2017年，MAGNETOMTerra取得CE认证，正式可以用于临床。

　　磁共振的“T”代表什么？

　　T代表的是tesla，就是场强的大小，场强越大，信噪比SNR越高。顺便提一下，地球的磁场是0.00005 T。T越大通常意味着可以提供更高的分辨率，以及能更快地对人体成像。在3T时候，磁共振可以分辨小至1mm的细节，而在7T设备上，可以达到0.5mm，也就是说，可以分辨人类脑部皮层的内部功能。在7T磁共振上，人类首次看到了信息是如何在人类的大脑中神经元之间传导。

　　磁共振的磁场越强，排列的质子比例越高，并且质子之间的能量差也越大。这样产生的信号可以比背景噪声更好地检测到。但是场强的每一次跳跃都会带来一些不确定性。Victor Schepkin说：“在磁共振时代开始时，许多科学家认为0.5 T是磁共振的较大磁场强度”，因为他们认为活组织的离子电导率将阻止无线电波渗透到体内。1980年代，出现了用于临床的1.5T磁共振扫描仪。2002年，3T磁共振扫描仪获得批准。但在此之前，研究人员就一直在争取更高的场强。

　　国内获批场强较高的磁共振是多少T？

　　1980年世界上首台用于临床的全身磁共振问世，随后，“GPS”相继推出自己公司的首台磁共振，磁共振三足鼎立的市场形势初现雏形。1989年8月，北京301医院引进了我国首台进口磁共振设备，由于技术有限，当时的磁共振扫描速度相当慢，检查1位患者大约要40分钟。当时，国内关于磁共振的研发刚起步。2017年美国食品药品监督管理局批准了首个7T设备，也就是上面所提到的西门子的那台设备，安装于美国明尼苏达州的梅奥诊所（Mayo Clinic）。目前，国内获批较高场强设备是西门子的7T磁共振，其他厂家不论是国内还是国外厂家，都较高只有3T。而普通三甲医院通常配置一般是1.5T和3T磁共振。

7T磁共振MAGNETOMTerra，图自西门子

　　每年取得CE认证的医疗设备成千上万，为什么全球科学家和医生会为了一台设备取得CE认证而如此兴奋？

　　因为7T具有巨大的潜力，已经正在改变、未来也必然会继续改变整个磁共振成像发展的方向。多年来的研究已经证实，7T提供了数倍于传统3T磁共振的信噪比和空间分辨率，在神经、血管、肿瘤、骨关节等多个方面都会带来全新的突破性进展。尤其是在目前常规影像设备难以诊断的神经退行性疾病如老年痴呆（阿兹海默氏病）、帕金森病、路易体痴呆等疾病的发病机理、早期诊断、治疗方案确定以及治疗效果评估上，有着极大的潜力。

　　据了解，7.0超高场强磁共振清晰度是普通CT的5倍，能够在无创的情况下，超高清地看到大脑神经元、神经网络的工作情况，处理0.2毫米的单元网络。

　　有人说，临床工作中，除了影像科以外，恐怕没有另一个临床科室像神经科一样钟爱磁共振，也没有哪个科室像神经外科那样将磁共振技术发挥到极致。

图示：(A)所有均匀回波(TE2~TE10)3T和7T的星等图像。在TE2=7.91毫秒时，电感性引起的量级变化已经很明显了。7T量级图像信号对噪声的衰减比3T量级图像信号对噪声的衰减快得多。(B)3T和7T的R2*映射，7T的R2*值更高。(C)10名受试者在3T至7T之间感兴趣的深灰质区R2*值的回归。相关性好，斜率为2.28。图自doi:10.1111/jon.12669

图示：两个不同的角度观察3个患者的7T磁共振TOF-MRA影像（AB、CD、EF分别对应同一病人），可以发现脑室内的侧支血管形成了微动脉瘤（箭头所示）

　　那么7T磁共振能够给神经科、神经外科带来哪些变化呢？

　　丁香园《「马力」足、更清楚：浅析7T磁共振在神经科的应用》一文中指出：对于药物难治性局灶性癫痫，现有研究表明，对可疑部位行7T磁共振扫描可以提高病变的发现率。7T TOF-MRA能发现传统较低场强磁共振不能发现的微动脉瘤。这对我们了解烟雾病的病理生理机制提供了更多证据。另外还有借助7T磁共振对血流参数的测量、对局部结构体积及信号测定等来进一步研究肿瘤、神经退行性疾病（如AD）、精神疾病（如精神分裂症、抑郁症等）、预测血管瘤破裂危险因素等，目前都在国外展开。

上图：Terra实现超高分辨率磁敏感加权成像

上图：7T可以实现极高分辨率的解剖结构成像和脑连接通路功能成像

　　西门子医疗磁共振事业部全球CEO，Christoph Zindel向媒体表示：“从今天起，我们成功的将诊断用磁共振的范围扩展到了7T这个全新的场强，为此我们用了超过15年时间。全新的可用于临床的7T磁共振MAGNETOM Terra将人类观察解剖结构和组织功能的能力跨越了一个新的台阶，为未来的个性化精准医疗铺平了道路。”

　　共建开放型世界医疗，让开放的春风温暖世界！相信在不久的将来，可用于临床的7T磁共振也会进入国内的大型医院，探索临床前沿问题并造福患者。

　　参考资料：

　　1.doi:10.1111/jon.12669

　　doi:10.1038/d41586-018-07182-7