介观磁共振—

从“放大镜”到“显微镜”

当你走进磁共振成像扫描室，映入眼帘的装置，其实是一个巨大的环状磁体。确保身上没有任何金属物品后，你会被要求躺到检查床上，随后缓慢送入机器的腔体。需要成像的特定部位，例如头部或腹部，会放置特制的线圈，用于接收信号。

戴上耳塞或耳机后，你还是能感受到强烈的敲击声和嗡嗡声，这是磁体切换和射频脉冲产生的声音。这背后的物理原理就叫“核磁共振”，原子核在强磁场中受到射频波激发后会发出信号，人们可以通过数学方法将其转换为图像信号。

1970年代，化学家保罗·劳特布尔引入附加磁场，也就是梯度场后，在空间中编码信号成为可能，磁共振成像技术才从材料领域进入医学领域。它在软组织成像和精细诊断上优于传统的扫描方式，因无辐射更加安全，在脑部疾病诊断评估方面有着突出优势。

许多磁共振研究已经发现，精神疾病患者的大脑结构发生了变化。比如，抑郁症患者的海马体体积比非患者低10%，一些更先进的磁共振成像技术可以看到，重度抑郁症患者大脑中某些区域血脑屏障的水流动较少，尤其是海马体和杏仁核更为突出；精神分裂症患者的灰质区域改变，例如皮质厚度或额叶和颞叶面积的减少，以及广泛分布的白质改变。

然而，现有的发现仍存在诸多局限，如样本量不足、异质性高、疾病重叠（如共病）等，不同标志物的敏感性和特异性仍需通过更大规模研究验证。

吕粟指出，精神疾病最大的挑战在于病因不明确，且缺乏明确的诊断标准，主要依赖相对主观的症状描述。“患者首先描述自己‘想去死’，初听上去是抑郁症，但如果他进一步说是脑中有声音命令他去死，他不得不服从，这就可能是精神分裂症的症状。”

由于治疗基于症状，且药物作用机制不明确，不同患者的神经反应也不同，因此治疗效果差异大，“基本上都是这样，1/3患者有效，1/3部分有效，1/3怎么治疗都没有效果。”吕粟说，通过影像的“可视化”，看到不同大脑的临床表现，对应不同的治疗方案，才能谈得上“精准治疗”。

华西医院作为中国顶级医学研究机构，肩负着引领“精准治疗”的使命。从放射科的角度，精准意味着从亚毫米甚至更高的分辨率观测大脑。在最新的大孔径3.0T介观成像磁共振加持下，结合深度学习技术，科研人员突破了分辨率的限制，在大规模患者群体中开展亚毫米介观成像，深入探索精神类疾病的致病机理。而后续7T磁共振与极T代谢磁共振的落地，则分别从高清脑功能和实时能量代谢两个角度拓展了我们对大脑的理解。在“合三为一”的15T转化医学平台支持下，中国的精神类疾病研究正式从“放大镜”迈入“显微镜”时代。

国家级

转化医学平台落地

今年4月，亚洲首个15T（T表示磁场强度单位“特斯拉”）转化医学影像平台在华西医院正式落地，医生可以借此全方位探究各种疾病的结构、功能、代谢信息。

在15T转化医学影像平台中发挥关键作用的有超高场7T磁共振，使用目前获批可用于人体的最高场强，和常规3T磁共振相比，将脑部结构和血管成像的清晰度一下提升了近十倍；还有业内唯一的极T磁共振——5T超极化仪加持先进的3T磁共振，可以将人体代谢的核心产物—13C的磁共振信号灵敏度提升十万倍，使得动态监测人体代谢成为可能；以及适用于大规模临床检查的大孔径3T磁共振，在提供宽敞舒适就诊体验的同时产出超越传统3T的成像效果。

2022年，第二代脑科学计划（2020—2026年）宣布启动「细胞图谱网络项目」，目标是绘制世界上最全面的人类大脑细胞图谱。在这个堪比当年的人类基因组计划的项目中，参与美国第二代脑计划（2020—2026年）的唯一的影像设备即是GE医疗的转化医学平台，研究关联大脑的功能活动与认知和行为，针对超短纤维的路径综合评估，从而更精准地理解脑，探究脑。未来，华西15T转化医学平台，也将作为“国家队”之一，在中国“脑计划”中发挥重要的科研实力。

超高场磁共振的奠基人、明尼苏达大学磁共振中心教授Kamil Uğurbil曾指出，7T磁共振的梯度性能至少要达到100mT/m以上，才能够符合其超高场脑神经活动研究的价值。

过去传统7T磁共振一直采用3T梯度系统，造成“小马拉大车”的窘境。而依托7T的专用梯度平台（Ultra G梯度系统），加上MUSE序列和深度学习图像重建技术的“强强联合”，华西医院研究人员扫描不到8分钟时间，就能得到大脑灰质皮层内水分子亚毫米级的弥散成像，并且清晰地看到丰富的灰质纤维连接。这为神经退行性疾病、精神类疾病的影像生物标记物发现提供了巨大的潜力。

作为转化医学国家重大基础设施，15T转化平台吸纳了很多交叉学科的人才，合作开发线圈和相应的扫描序列，继而探索能够用于解决哪些临床问题和需求。该平台还将开放给许多医疗企业，进行药物研发的评测。比如极T磁共振，可以监测癌症细胞消耗糖的速度，帮助评估昂贵的生物治疗对癌症是否真正有效。

走向“见所未见”

的神经前沿

借助尖端的7T磁共振，吕粟和他的同事们不断体会到“眼见为实”和“见所未见”的惊喜：癫痫患者大脑结构成像中，以前看不清的前额叶及尾状核位置的灰质损伤，现在露出了真容；在脑血管成像上，极其纤细的豆纹动脉，数条分支毫发毕现，异常引流的静脉也一目了然，它们都有助于对脑血管病变和神经退行性疾病的早期诊断和研究。

过去被忽视的血管周围间隙、脑内类淋巴系统，已经成为神经内科和外科医生的关注焦点。常规3T磁共振或传统的7T磁共振，都无法充分全面观察血管周围间隙的形态和体积，而新一代超高场7T磁共振开展的100微米脑实质结构像扫描，可以实现血管周围间隙的精准计数和定量研究，更深层次揭示神经退行性变和神经炎症的发生发展过程。

“精准医疗、高端科研、数实融合三个特征，我们认为这是代表整个医疗的方向和未来发展方向。”在不久前的第七届进博会上，GE医疗中国总裁兼首席执行官张轶昊表示，未来将通过融合全球和中国智慧的数实融合、原研创新等方式，推出更多针对中国医疗行业和临床需求的创新产品和解决方案，孵化和赋能更多创新成果转化和商业落地。

无论是引入全球尖端技术，还是积极参与围绕重疾早期诊疗和诊疗一体化、基层医疗能力提升、高端医疗设备智造等生态圈建设，中国这片创新沃土，将会出现更多的全球高精尖技术与资源和中国智慧的交织融合，从而让中国医患同步获益。

“精准医疗，影像先行。”先进磁共振设备的升级换代，将影像学人才推向科研的前沿阵地。“毫厘之间”的尺度提升，不仅带来精准医疗的巨大飞跃，最终将通向解码人类生命和智慧的奥秘。

策划丨三联.CREATIVE

微信编辑丨毛思雨

作者丨暮里

设计排版丨cc

图片来源丨视觉中国、MR 新力场

*文章版权归《三联生活周刊》所有

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