地表最強！11.7T磁共振首張影象來了

這不是一個普通的南瓜圖片，而是大家期待已久的11。7T超高場磁共振的第一張影象，更是歷經20年的研究結晶。

這臺重132噸，長5米的巨型人體顯微鏡，是迄今為止場強最高的用於人體的全身磁共振系統，其將突破視覺極限，被學術界寄予厚望。在正式將這個史無前例的場強用於人體前，Iseult專案組還將進行最終的驗證工作以及相關部件的一系列測試，以取得人體應用的正式許可。

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首張 11.7T MR影象

目前醫學影像主要體現在強化精準醫療、轉變醫療服務模式和拓展數字化醫療等方向，推動醫學影像的發展，發現並攻克更多疾病。每年RSNA，超高場磁共振都是最引人關注的話題之一。此前法國CEA原子能研究所與西門子醫療等合作伙伴共同研發的11。7T超高場人體磁共振，已經克服重重困難，順利獲得了首批影象！

11。7T磁共振始於21世紀初開始的“Iseult”專案。來自 Iseult 專案的 MRI 中心的一塊非凡磁鐵重132 噸，長 5 m，外徑 5 m，內徑 90 cm允許整個人體透過。這些是超凡的尺寸Iseult 專案的磁體達到 11。7 特斯拉的標稱磁場，比標準醫院 MRI（通常為 1。5 或 3 T）的磁場強得多。為實現該磁場，磁鐵由 1，500 安培的電流供電；導體線圈由處於 1。8 開爾文 （-271。35°C） 的超流體狀態的氦氣永久冷卻；11。7T的磁場是MRI領域如此體積的世界紀錄，也是這種超導材料的絕對記錄。

2021 年 9 月，世界上最強大的人體成像專案 Iseult 專案的 11。7 特斯拉 MRI 釋出了第一張影象。該 MRI 由 CEA 工程師和研究人員與 Siemens Healthineers 共同設計，將推動基礎研究、認知科學和了解大腦病理學方面的重大進展。他們驗證了整個過程，由於多項技術突破，2017 年交付給 CEA-Paris-Saclay 站點的“傑出”磁鐵轉變為“成像儀”。

2021 年 10 月 7 日，南瓜這個不尋常的物體被 CEA 工程師和研究人員選中，因為它具有多種紋理，以使用世界上最強大的 11。7 T 人體全身 MRI 的 Iseult 專案製作第一張影象，該專案安裝在 CEA-Paris-Saclay 的 NeuroSpin。

南瓜的影象在三個維度上具有 400 微米的解析度，預示著 CEA 及其合作伙伴的科學和技術團隊將能夠實現探測人類大腦的能力，以造福於基礎研究，認知科學和理解大腦病理學。多個“首次突破”驗證了將“傑出”磁鐵轉變為 MRI 機器的整個過程。

CEA-Irfu 董事表示：“Iseult 專案磁鐵的開發是一次非凡的人類、技術和工業冒險。看到它實現了磁鐵標稱磁場強度 - 11。7 T - 隨後是這些第一批如此有前途的高解析度影象，這是我們所有人的真正驕傲。”

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20年研究的結晶

Denis le Bihan於 2000 年代初便啟動了 Iseult 專案，旨在開發一種用於調查神經退行性疾病的新診斷工具。2004 年 7 月，Irfu 根據 Guy Aubert 教授的創新磁性設計製作了磁鐵的初步設計。幾個月後，法國和德國簽署了開發這種高場成像的合作協議。

2006年德國和法國共同設立專案代號為“Iseult計劃以研究11。7T磁共振。該計劃的參與者包括德國西門子醫療、法國阿爾斯通等工業合作伙伴；德國弗萊堡大學、法國CEA原子能研究所等科研機構，並得到了法國Bpifrance、德國聯邦教育科研部基金等基金的款項支援，可以說這是一個真正的聯合研究成果。

這臺巨無霸磁體重達132噸（普通7T的磁體為40噸），長5米，外徑5米，內徑90釐米。經過6年開發，從2017年7月開始安裝，經歷了整整2年的安裝除錯，2019年法國CEA原子能研究所與西門子合作，經過多年的研發積累，開始安裝除錯世界最高場強的11。7T磁共振系統。終於在2019年7月18日完成了11。7T的成功勵磁，為未來的應用做好了準備。在安裝過程中，研發團隊遇到了大量挑戰，如在巨大磁體內填充超過7000L海量液氦、升場中進行復雜的除錯等，僅升場就有超過1300道工序需要處理，但最終整個研發團隊克服困難，實現了目標。

2021 年 9 月，世界上最強大的人體成像專案 Iseult 專案的 11。7 特斯拉 MRI 釋出了第一張影象。西門子 Healthineers MRI 主管 Arthur Kaindl 表示：“隨著我們的 7 Tesla 掃描器 MAGNETOM Terra 牢固地建立在臨床使用上，以及我們最近推出的 0。55 Tesla High-V MRI，我很高興能夠進一步推動極限。我很高興我們的團隊共同努力現在得到了回報。我們迫不及待地想看看 11。7T 成像將帶來什麼令人興奮的新見解，並繼續我們在超高場領域的長期創新之路。”

儘管如此，仍需要進行一些最佳化才能在 11。7 T 下獲得解析度接近 100 到 200 微米的質量影象。在 Iseult MRI 完全投入使用並在人體上採集第一批體內影象之前，團隊將在未來幾個月內對成像裝置進行最終驗證，並對專為 Iseult 專案開發的射頻線圈進行首次測試。

2022 年，將進一步部署歐洲 Aroma 專案，以開發一種最佳化此 MRI 操作的方法。最後，一旦獲得衛生當局的批准，新的 MRI 將用於在志願者的幫助下進行研究。

對於 CEA-Paris-Saclay 神經影像平臺 NeuroSpin 的主管 Stanislas Dehaene 來說，“由於這種非凡的 MRI，我們的研究人員期待更詳細地研究大腦的解剖和結構組織。這項工作無疑將導致重大的臨床應用。”

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高場磁共振的市場格局

目前，MRI技術已經成為醫學影像技術中一種不可或缺的重要診斷手段，自1984年美國FDA批准醫用磁共振成像裝置用於臨床以來，醫用磁共振裝置市場已歷經了30多年的發展。目前，MRI裝置已成為幾十億美元的市場，世界MRI裝置的裝機臺數從1984年的75臺增加到上萬臺。2015-2019年，全球磁共振成像系統市場規模逐年增長，2019年約為63億美元。

隨著技術在醫學影像診斷環節的滲透，以及對醫學影像市場越來越重視，MRI市場需求有望持續擴大。 臨床的需求正在推動磁共振技術朝著更高信噪比、更高解析度和對比度以及更快成像速度的方向發展，這就需要更高的場強。目前在臨床應用的超高場磁共振主要有7T、5T磁共振，下面我們簡單介紹一下幾款磁共振。

西門子醫療MAGNETOM Terra

據瞭解，相較於傳統的7T磁共振，MAGNETOM Terra的重量減少了50%，在20噸左右，採用了西門子牛津磁體公司全新設計的磁體系統，新的磁體採用了獨特的設計和熱平衡材料，最大限度的減少了核心部件間相互作用；還具有更穩定的結構，更高的磁體穩定度、更佳的靜態磁場均勻度和動態磁場均勻度，從而為臨床帶來更高的影象質量。

此外，MAGNETOM Terra在業界首次實現了兩倍於傳統7T的超強梯度效能，實現超快速、超高效、超高分辨功能磁共振成像；而Tim 技術，可以獲得超高通道數的獨立射頻資料接收能力，為臨床提供了更為強大的系統採集能力。

GE醫療的SIGNA 7.0T 磁共振

GE醫療的SIGNA 7。0T 磁共振系統配置超高場磁體技術、60釐米孔徑，功率是大部分臨床系統的5倍左右。此外，SIGNA 7。0T磁共振採用了GE最強大的全身梯度線圈UltraG梯度技術，可實現超高場強的成像速度和解析度。SIGNA 7。0T磁共振另一個特色是其精密的射頻發射和接收架構，能夠提高影象質量和研究的靈活性。

軟體方面，SIGNA 7。0T磁共振SIGNA Works應用平臺，為臨床醫生提供最先進的應用程式，比如用於自動切片定位的 AIR x brain和Silent MR 成像這樣基於深度學習的平臺工具。

聯影uMR Jupiter 5T磁共振

2021年7月1日，國產影像企業聯影醫療技術集團與上海復旦大學附屬中山醫院開啟了首款國產全身5T磁共振裝置uMR Jupiter的臨床試驗合作。全球首款人體全身5。0T磁共振uMR Jupiter首次突破了超高場磁共振侷限於腦部成像的限制，實現超高場全身臨床成像！在神經系統成像方面，uMR Jupiter更是比肩更高場裝置，可為腦小血管疾病與退行性病變提供更多診斷資訊。此外還有9。4T動物磁共振如下圖。

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回顧四十多年的超高場發展歷史，眾多國內外頂級科研院所的科學家們不斷重新整理著磁共振場強和解析度的極限，相信超高場技術會為我們帶來一個又一個新的記錄和驚喜，器械之家將持續關注未來超高場技術的發展。