5T磁共振:见所未见,解锁全身磁共振成像新场景

超高场磁共振被誉为磁共振皇冠上的明珠,一直以来都是最引人关注的话题。2021年,由联影医疗自主研发的全球首款5T人体全身磁共振系统uMR 5T(简称:5T)在复旦大学附属中山医院正式落地投入临床测试。2022年8月,正式获得NMPA注册证。
据了解,在5T磁共振诞生以前,临床绝大部分应用的磁共振场强主要为1.5T、3T,场强越高扫描影像越高清。而国际上已有的超高场人体磁共振系统仅限于头和关节的临床应用,5T磁共振的诞生首次将超高场强磁共振成像延展至腹部、心血管、四肢关节等全身各部位,带来了更高质量的图像、更全面的细节显示以及更加精准的定量分析,为全身各部位疑难重症机理机制研究和诊疗打开全新的大门。目前,5T已入驻复旦大学附属中山医院、北京协和医院、武汉大学中南医院、复旦大学等国内一批顶尖医院和高校。
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世界首款5T人体全身磁共振系统uMR 5T
自5T 正式入驻复旦大学附属中山医院以来,放射科主任曾蒙苏教授率领团队在脑血管、腹部等部位已经开展了一系列研究,并发表在《Radiology》《journal Of Magnetic Resonance Imaging》、《Medical physics》等顶尖学术期刊上。时隔两年,曾蒙苏教授深入畅谈创新哲思与医学洞见。
‍医学人文栏目《思享家 》5T自由梦想
研究成果登上国际顶级期刊《Radiology》:
5T脑动脉图像质量与7T相当,显著优于3T
2022年,曾蒙苏教授团队与复旦大学张江国际脑影像中心合作的基于联影医疗5T磁共振最新研究成果登上国际顶级放射学期刊《Radiology》(if=29.014) ,该研究发现5T脑动脉TOF-MRA在图像质量和脑动脉远端分支及侧支小动脉的呈现上与7T效果近平相当,而显著优于常规3T成像。
脑血管病变是脑卒中的主要原因,由于具有发病率高、致残率高、复发率高的特点,成为目前研究热点和健康管理焦点。筛查方便、诊断准确及精确鉴别是脑血管病变临床管理的重要方向。
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曾蒙苏教授在工作中
基于3T的时间飞跃磁共振血管成像(timeofflight mr angiography,tofmra)能够清晰显示脑血管结构,目前是临床一线的无创脑血管成像技术。但其抑制背景组织信号不佳,对大血管远端分支和细小穿支动脉的评估无法满足临床需求。尽管超高场强7T的tofmra技术可以解决这一短板,但场强的提升使得b1场的不均一性和受试者的生理不适感有所增加。如何使得超高场MR在满足高信噪比的同时又不会增大b1不均一性、增强受试者不适感?5T成为解决该问题的一个合适选择。
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联影医疗5T磁共振最新研究成果登上国际顶级放射学期刊Radiology
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代表性TOF-MRA图像。注:7-T MRI 扫描显示颈动脉虹吸管中的信号强度损失(红色箭头)。 在左侧大脑中动脉的狭窄部位(黄色箭头),5-T 图像上的豆纹动脉和 7 T 图像上的豆纹动脉均可见。
全球首篇5T超高场磁共振研究成果:
5T为腹部恶性肿瘤病变诊断提供更高应用价值
腹部是磁共振检查中最困难的部位之一,在肝、胆、胰、脾、肾等器官众多的方寸之地,恶性肿瘤频繁横生,因此腹部扫描也是衡量一台磁共振扫描系统性能最重要的临床评判标准之一。
曾蒙苏教授团队在5T磁共振上完成了全球首次腹部成像研究,并发表于磁共振核心期刊《Journal of Magnetic Resonance Imaging》。作为全世界首篇基于5T高场磁共振的论文,该研究对肝脏、胰腺、脾脏、肾脏等腹部脏器的弥散特性做了系统性分析,结果显示:相较于3T的弥散加权成像(DWI),5T磁共振的主观图像质量评分更高。此外,各脏器的ADC值也未存在显著性差异,为后续开展基于DWI的腹部脏器研究奠定了基础。
“基于研究结果,可以推断出5T可以为恶性肿瘤病变诊断提供更高的应用价值,可助力医生提升诊断信心。”曾蒙苏认为,在体部、关节、波谱等定量成像方面5T大于3T,在血管及神经系统高分辨解剖成像,甚至达到了5T约等于7T!
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代表性DWI成像结果
深入对比研究:
5T在胰腺超高场磁共振成像上有特殊优势 
据了解,曾蒙苏教授团队在腹部研究中,围绕肝脏、肾脏、胰腺在3T磁共振与5T磁共振对比成像,验证了5T磁共振在体部成像上的优势,并发表了一系列SCI期刊。
在胰腺成像上,胰腺解剖位置特点决定了其临床症状隐匿,常规B超检查难探查到早期病变。胰腺癌病程进展迅速,外科干预措施可应用的时间窗比较窄。尽管在过去几十年中,许多恶性肿瘤的癌症相关预后稳步改善,但胰腺癌患者的存活率仍然有限,五年内生存率甚至小于5%。基于5T高场磁共振,曾蒙苏教授团队发现在3T和5T之间,整体图像质量受伪影影响的程度无显著差异,在胰腺成像上,5T克服了超高场磁共振腹部难以成像的困境,充分展现出全身显微镜级高清成像的临床科研优势。
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在3T和5T之间,T2加权成像的整体图像质量受伪影影响的程度无显著差异
“中山-联影”产学研医深度融合创新
5T磁共振不断打破人体成像极限的背后,不仅是中国高端医疗装备产业的跃进,也是中山医院与联影医疗多年来产学研医深度融合创新机制的注脚。
2021年7月,中山医院与联影医疗在开启全球首款5T磁共振临床试验合作,创造了属于中国人自己的超高场磁共振新标准,其在颅内血管和管壁成像上也有更清晰的表现,同年联影医疗与中山医院深度合作的“高场磁共振医学影像设备自主研制与产业化”获得2020年度国家科技进步奖一等奖。
2022年8月31日5T磁共振获批上市,为后续临床诊疗和研究做出中国标准、发出中国声音。
有感于这一产学研医融合创新生态机制所取得的成就,曾蒙苏教授感慨到: 当代科学研究的发展有两个重要方向,一是团队科学,科研已经不是一个人的单打独斗,必须要依靠团队合作;二是学科交叉融合。具体到临床医疗器械领域,曾蒙苏教授认为,学科交叉、知识交叉,必须通过产学研合作,才能产生更多新想法,解决实际问题。
近年来,联影医疗与中山医院相继开展PET/MR、Total-body PET-CT uEXPLORER、5T磁共振等高水平临床试验及应用示范,接连取得系列临床突破和有世界影响力的科研硕果,步入2.0时代,双方将围绕5.0T磁共振、智慧复合手术室等展开探索,持续推动前瞻科研与医学转化。2022年初,中山医院、联影医疗与中东侯赛因国王癌症中心战略携手,通过国际高水平多中心合作持续推广“中山-联影模式”,打造世界级创新资源引力场。