【独家】7T MRI系统的优与劣

　　【HC3i独家翻译】美国的一些临床研究基地部署了7T MRI，该系统为神经、心血管和骨科提供更为强大的磁共振成像。7T MRI比3T系统提供更高的信号噪声比和高达几百微米分辨率的图像。它为新型的高度专业化的临床应用打开了大门。然而，7T系统的高昂造价以及高收费阻碍了其在MRI领域的推广。

　　2004年，加州大学旧金山分校(UCSF)安装了一个7T系统，并自那时起，UCSF的神经放射学和神经病学部门合作开展了该技术在临床研究中的应用。“7T MRI的主要优点是其更高的信噪比、图像对比度和光谱分辨率。”旧金山退伍军人医疗中心神经放射学首席专家、医学博士Christopher P. Hess称。

　　在波特兰的俄勒冈健康与科学大学的高级成像研究中心主任William D. Rooney博士补充说，“我们可以将信噪比看作是烹饪MRI图像“大餐”所必须的面包和奶油。我们有它就可以有更多选择。”

　　7T的大部分用途集中在神经影像学的研究。UCSF的7T系统安置在3T系统旁边，方便比较两者主要的性能。和3T系统相比，7T提供更好的光谱和显示更为详细的脑肿瘤边缘及血管。它还提供了一个窗口用来观察脑瘤患者的大脑。

　　“脑肿瘤患者的寿命延长了，但是仍然会发生轴突侧枝的损害，如神经损害或放疗、化疗后的认知问题，”Hess解释道。3T系统可能会显示辐射有关的几个微小出血点，而7T系统可以更为灵敏地揭示数以百计的微小出血点，“如果我们可以了解放射治疗如何影响大脑的生理机能，我们可以更好地调整治疗基础，避开大脑更易受损的部位。”Hess说。

　　Rooney和他的同事们已经利用7T系统观察大脑多发性硬化症相关的血管变化。该系统降低了磁共振造影剂的检测阈值，提高了灵敏度。“通过使用标准的应用程序，7T系统让我们看到了组织更加微妙的病理变化，它允许我们降低了造影剂的使用剂量，这是非常重要的，因为造影剂的使用是有风险的。”Rooney说，它使用得越少越好，其剂量只要能够满足获得需要的信息即可。研究人员已经用7TMRI成像数据来衡量运动状态下组织中的水在不同细胞内的变化，这也可能是重大的发现，因为它可能为我们提供了细胞新陈代谢的信息。

　　填补之前系统的空白

　　当然7T最令人欣悦之处是能够填补为数不多的由其1.5T和3T兄弟产品产生的空白。例如对于颞叶癫痫的手术，7T的前任系统似乎都不能满足要求。“目前1.5T和3T在临床上成像水平相当不错，这些系统可以使用一种通用方式在颞叶发现癫痫最常见的病理区域，但是并不显示病变的准确程度。”位于明尼阿波利斯的明尼苏达大学的神经学家、医学博士ThomasR说。

　　同时因为其毫米级别的分辨率和有限的磁共振造影图像对比度，1.5T和3T系统对于海马体的主要结构显影并不可靠。与此同时，手术治疗需要精确定位，以确定关键功能如记忆、语言或运动技能不会受到影响。Henry和他的同事们已经开始利用7T图像通知颞叶癫痫患者手术规划。

　　研究人员推测，更高级的成像系统可以显示海马萎缩区域的分布，并允许相关畸形的检测。事实上，根据Radiology杂志2011年7月11日刊登的一项研究显示，利用额外的信号噪声比，7T MRI可以提供更好的可视化图像与患者非常微妙的海马硬化病变。

　　超出神经影像学的领域

　　7T针对大脑的研究份额不断攀升，而更多的应用研究开始初具规模。在高级成像研究中心，研究人员正在进军肝脏领域。肝脏成像利用同位素碳13(C13)分析糖原的利用，并评估其对内分泌失调患者不同治疗方法的影响。最终，7T MRI证实可以帮助医师评估疗效，并更好地调整各种病人群体的治疗方案。

　　7T系统另一有前景的应用领域是血管成像，尤其是动静脉畸形和动脉瘤的诊断。至于其他疾病的早期诊断，7T可以提供更精细的解剖结构的描述。Hess说：“我们可以看到3T系统无法观察到的结构，如大脑中、大脑前和后动脉的豆纹动脉和小动脉的吻合。这些动脉被认为是腔隙性脑梗塞和高血压性脑出血的致病元凶。下一步我们将研究高血压患者的数据是否可以用来预测血管疾病患者的出血或中风风险。

　　爱荷华州的医院和诊所以及爱荷华大学的研究人员将通过国立卫生研究院(NIH)800万美元的资助在2012年年底前加入7T俱乐部。根据NIH资助专员Magnott博士称，约75%的初步工作将集中在影像学的应用，然而仍有将近33个项目的研究领域已经超出了大脑。

　　“研究中心的主要领域之一是使用T2的映射评估外伤后病人是否易患骨关节炎软骨病，”Magnotta称。治疗方法必须能够准确地预测患者疾病可能发生的条件以延缓骨性关节炎的发病，这是至关重要的。Magnotta说，像其他 7T潜在的应用领域，骨性关节炎的诊断虽然不是一种普遍需求，但该系统仍填补了空白。虽然1.5T和3T系统的空间分辨率在膝关节软骨可能就足够了，但是对于较小的结构如踝关节，软骨实现可视化仍然非常困难。

　　细节部分

　　与任何一个新的成像系统一样，7T带来了工程、技术和经济方面的挑战。目前FDA还没有批准任何一个7T的临床应用。UCSF的研究中心设有一个实验室，研究人员构建了一个定制线圈，用于7T系统和先进成像研究。

　　Hess说，成本是各大7T系统共同面对的主要挑战之一，对于每颗核心部件1亿美元的单价，各个机构需要衡量它是否值得投资，同样的资金是部署一个7T系统还是两个3T系统。另一个经济因素是支出管理。3T MRI只需要一个技师即可管理，但一个7T系统需要经常处理非常复杂的突发情况，还需要一个物理家部署线圈和脉冲序列，以及诸多博士后和研究生进行研究。

　　Hess说，“信噪比是MRI的关键，它直接决定我们的研究深浅。”7T MRI技术方面提供了增强的灵敏度和敏感性，但宏观的灵敏度在大脑中的骨结构和空气骨界面可以产生干扰，使其难以评估皮层和内侧颞叶。

　　7T系统的推广侧重点是提高信号的信噪比和分辨率显示，设计一些专门的应用程序，让医疗机构可以掌握磁共振的技术，并根据手术和放射治疗计划提供影像数据，对不同的病人情况告知可能的预后。