科學(xué)家在極低場(chǎng)磁共振研究中獲進(jìn)展

中國科學(xué)院超導(dǎo)電子學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士董慧團(tuán)隊(duì)，與德國于利希研究中心教授Krause課題組合作，將極低場(chǎng)磁共振成像(ULF-MRI)圖像中±500 Hz帶寬內(nèi)的工頻噪聲干擾抑制85%以上，解決了無屏蔽或簡易屏蔽ULF-MRI成像的固有工頻噪聲干擾問題，向低成本可移動(dòng)式MRI系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。相關(guān)研究成果以Adaptive suppression of power line interference in ultra-low eld magnetic resonance imaging in an unshielded environment為題，發(fā)表在Journal of Magnetic Resonance上。

磁共振成像(MRI)技術(shù)已成為臨床醫(yī)學(xué)診斷不可或缺的手段之一。目前主流臨床MRI系統(tǒng)典型場(chǎng)強(qiáng)為1.5和3.0特斯拉，造價(jià)昂貴且對(duì)使用環(huán)境要求苛刻。ULF-MRI的工作場(chǎng)強(qiáng)比傳統(tǒng)MRI低4個(gè)量級(jí)，具有系統(tǒng)簡單、造價(jià)低廉、對(duì)金屬不敏感的特點(diǎn)，且無需造影劑可獲得腫瘤與正常組織的本征T1對(duì)比度，近年來受到廣泛關(guān)注和研究。然而來自電網(wǎng)的工頻諧波噪聲會(huì)在ULF-MRI圖像中引入帶狀偽影。這些偽影將跨過樣品圖像，嚴(yán)重破壞成像質(zhì)量，影響信噪比。該研究以超靈敏磁傳感器——超導(dǎo)量子干涉器(SQUID)作為信號(hào)檢測(cè)探頭，基于工頻諧波噪聲的空間相關(guān)性，從傳感器硬件構(gòu)型和去噪算法設(shè)計(jì)出發(fā)，提出ULF-MRI工頻諧波干擾的動(dòng)態(tài)抑制方法。該方法的提出有助于降低系統(tǒng)對(duì)環(huán)境磁場(chǎng)的要求，為后續(xù)開展可用于日常普檢的低成本移動(dòng)式MRI系統(tǒng)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此方法可推廣到采用傳統(tǒng)線圈探測(cè)的地面磁共振成像、超極化磁共振成像等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

董慧課題組長期從事基于SQUID檢測(cè)的ULF-MRI系統(tǒng)及前沿應(yīng)用研究，與美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、德國于利希研究中心等國際團(tuán)隊(duì)保持著緊密的合作關(guān)系，目前該課題組正繼續(xù)升級(jí)可用于生物組織離體/在體成像的ULF-MRI系統(tǒng)，探索ULF-MRI新應(yīng)用方向，并研究可適用于ULF-MRI的新型成像造影劑。

研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)的資助。

(信息來源：中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所)