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5T磁共振将成下一个爆款?

发布时间:2024-03-12 11:32:10作者:朱亦张来源:医药经济报

提起联影医疗5T磁共振,你会想到什么?

有人说,这是退而求其次的结果,因为联影医疗做不出7T磁共振;有人说,这是出于商业的选择,因为5T比3T更好,而比7T更便宜。

对于前者,显然存在巨大“认知误区”,毕竟联影医疗已有uMR 9.4T;对于后者,显然也不够准确,毕竟决定性因素从来都是临床价值。

其实,当你看到图像、看到临床应用的那一刻,就会理解为什么当年德国弗莱堡大学放射医学物理系主任Jürgen Hennig(约根·亨尼希)会提出5T磁共振的设想,并相信5T临床整体表现将超越7T,也将是行业未来发展趋势。

好的新生事物,哪怕初见端倪,也会被眼光敏锐的人察觉到。

比如,德州大学麦戈文医学院诊断与介入影像科主任Dr. Micheal A. Jacobs教授如此评价5T:“5T超越了3T所能呈现的影像细节,其全身成像的能力又突破了7T对扫描部位的限制,让我印象非常深刻。”

甚至,我们可以说,由于其“先天基因”,5T将成为下一代通用高场磁共振,未来磁共振市场格局或将不再是“3T、1.5T”,而是“5T、3T”。


寻找3T和7T的结合点


1983年,第一台商用磁共振(0.15T)获批FDA,正式宣告磁共振时代的到来。同年,世界第一台1.5T 超导磁共振诞生,并获得了巨大的成功。随后,整个行业迅速达成一致:磁共振的未来属于高场,并遵循高场强、高敏感性、高分辨率的市场策略。到1999年,世界第一台具有主动屏蔽技术的3T磁共振诞生,人体磁共振进入3T时代。

随着基础科学和工业技术的进步、计算机和新材料的发展、商业竞争的不断加剧,磁共振在梯度、射频、图像采集技术等领域飞速发展。但MR在磁体领域的“摩尔定律”似乎失效了,场强停留在3T长达18年,直到2017年全球首台7T磁共振获得FDA批准。

众所周知,超高场MR能成倍提高图像信噪比,大大提高空间和时间分辨率,对高分辨率成像和功能甚至分子影像学发展有重要意义。因此,所有人也都期待,有朝一日超高场磁共振能像3T磁共振那样,真真正正地来到“普通人”的身边。但显然,7T很难达成这一目标。且不谈临床,即便是在其擅长的科研领域,也有诸多限制。

一个很典型的案例便是人类脑连接组计划(HCP)——神经领域最高级别的科研项目,以3T为核心,创造性研制出超高梯度场磁共振,但有四点不足:一是,虽然图像信噪比与场强高度相关,但7T磁共振的较短T2弛豫部分抵消了高场强带来的高SNR;二是,在相同参数及受检者情况下,7T的SAR值是3T的5倍,人体热效应过于明显;三是,扩散磁共振成像(dMRI)的对比度取决于施加梯度场,而非主磁场;四是,7T磁共振的振动和噪声过于明显,患者体验差,直到今天也依然如此。

尽管如此,下一代高场磁共振仍是大势所趋。因为早期诊断和快速疗效评估的巨大需求正促使磁共振成像由传统结构成像、功能成像,向分子代谢成像发展。超高场MR能带来更高信噪比、更高空间分辨率、更快速成像、更高磁敏感度和频谱分散度,能推动多核成像、代谢成像的发展,也能为理解生物过程开辟全新途径。

相较而言,5T磁共振巧妙地在7T和3T之间寻求结合点,更好地解决了上述问题,突破了高场强磁共振临床应用和科学研究的边界。

更重要的是,7T及以上超高场磁共振的波长≤11cm,只适用于头部和四肢,几乎不可能实现全身成像,也注定了7T磁共振的“曲高和寡”,因此目前全球也仅100多台7T磁共振;而5T磁共振的波长是16cm,尺寸与大部分重点器官相当,理论上能实现包括体部在内的全身成像,这意味着在目之所及的未来几年,5T磁共振几乎是“普通人”所能享受到的唯一的、也是最好的选择。


5T磁共振成像表现


关于为何发展超高场MR,开发了快速自旋回波成像、磁脑电图、非线性成像等一系列磁共振成像技术的约根·亨尼希教授给出了自己的回答:“The Tesla has to come to the clinic, not the clinic to the Tesla.”

这一诙谐应答表达的意思是:场强需要适应临床,而非临床适应场强。那么,或将成为下一代通用高场磁共振的5T到底如何?

毋庸置疑,5T磁共振在头部和四肢的表现一定远超3T;对于7T无法覆盖的体部成像,涵盖胸部、腹部、盆腔、心血管、乳腺、脊柱、肌肉等,这才是5T能否适用于全身、甚至下一代通用高场磁共振的关键。

先看一组真实世界的访问数据:医工研习社实名请教了几位磁共振专家,也在三个磁共振技术交流群中,采访大家对两幅肝脏图像的直观感受。根据统计结果,8.7%的人认为3T磁共振更好,69.6%的认为5T磁共振更好,21.7%的认为二者一样或各有优劣。

结果出乎意料,毕竟在理论上,5T的腹部图像本该伪影比较严重。这无疑间接说明联影医疗的8通道并行发射技术,不仅解决了超高场MR面临的高SAR值问题,减少了局部射频能量沉积,还有效控制了超高场下介电效应带来的射频场不均匀问题,实现体部均匀激发。但从学术角度,或许这一调研尚不够严谨。

复旦大学附属中山医院、北京协和医院、武汉大学中南医院、安徽省立医院、清华大学、复旦大学、中科院深圳先进技术研究院等国内一批顶尖医院和高校也在5T上完成了腹部、心脏等部位成像研究,并公开发表于《Radiology》《Journal of Magnetic Resonance Imaging》《Medical physics》等顶尖学术期刊。

结果显示:5T的整体图像质量受伪影影响程度与3T无显著差异,验证了5T磁共振在体部成像上的可行性;相较于3T的弥散加权成像,5T的主观图像质量评分更高,为后续开展基于DWI的腹部脏器研究奠定了基础。

对于5T,复旦大学附属中山医院放射科主任曾蒙苏教授如此评价:在体部、关节、波谱等定量成像方面5T>3T,在血管及神经系统高分辨解剖成像,甚至达到了5T≈7T。5T磁共振成像对神经系统、膝关节系统、腹部相关疾病及心脏和全身血管相关疾病等四大系统疾病诊断有很好的辅助作用。


国产品牌的底气和勇气


联影医疗推出5T,除了众所周知的“5T实现了全身成像,带来了新的可能”外,笔者认为还有两个原因:

技术实力的体现

由于存在高场射频伪影、扫描速度和热安全问题,超高场强(>3T)技术的实现难度很大,无论是已经获批用于临床的5T、7T,还是尚未获批但已试用于人体的9.4T、10.5T、11.7T。

究其原因,超高场磁共振一方面受SAR值限制,尚无法配置用于全身成像的大体线圈,另一方面受射频场均匀度以及射频脉冲穿透深度的限制,一直无法形成有效的全身各部位成像的临床解决方案,直到5T出现,体现了联影医疗在超高场磁共振领域的技术实力。

超前布局的眼光

2020年5月,联影医疗推出了世界第一台75cm孔径3T磁共振uMR OMEGA,当时一度被认为可能没有市场的产品,今天已取得成功。

如同超大孔径磁共振,联影医疗推出5T,也体现了其超前布局的眼光,因为高场磁共振一定会更好,正如当年1.5T之于低场磁共振、3T之于1.5T。


超高场MR时代将至


无论临床价值还是配置证放开,CT领域已经出现了明显的“消费升级”,64排CT超过16排成为新起点几乎已成必然。那么,3T是否也会超过1.5T成为新的磁共振“主力”呢?

其实,磁共振的“高端化”趋势远比CT更明显,无论是效率还是价值,3T都全面碾压1.5T。比如,近年来三甲医院在新增或更新MR时,基本不再考虑1.5T磁共振。即便放宽至全国所有医疗机构,1.5T增速早已停滞不前,而3T复合增长率却高达19%。按此增速,预计未来3年,国内3T的年新增市场必将超过1.5T。

再思考一个问题,如果3T真的成为磁共振新起点,下一代“高端磁共振”会是怎样的?

笔者认为,下一代磁共振应该满足“三个必须”:必须为全身服务,必须为科研带来无限可能,必须在可承受价格范围内。目前来看,5T的确是下一代“高端磁共振”最优选择。

或许,有人还想问,现在3T已经很好了,为什么还要升级?

这个问题,正如当年从3G升级到4G,笔者当时也很困惑,升级到底会带来什么?今天所有人都已深切感受到4G给生活带来的巨大变化,因此,毫不怀疑,从4G升级到5G也会给世界带来变革。

若不身临其境,何来感同身受?若不亲身体验,何来联心共振?

其实,笔者也怀疑过5T。但正如大量的事实证明了4G的价值,医疗和科研机构也在用大量的事实证明5T的价值:5T不仅对全身很友好,还给临床和科研带来无限可能。

如果一直沿着既熟悉又舒适的既定路线前进,那么我们不会进步,也不会有无限可能,世界如是,磁共振亦如是……

(作者系医工研习社高级研究员)


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