智多星平台是继Tim技术之后MRI领域的又一革命性技术，再一次改变MRI的应用方式，获得稳定优异的图像质量和领先的科研临床应用同时，大大地增加了MRI的患者检查量：根据部分客户的实验结果，结合西门子独有的Tim技术，扫描效率较常规MRI可提高50%。智多星平台的特点主要包括：(1)全新的硬件设计，靶向匀场极大地提高了心脏、压脂、频谱等的匀场效果；(2)领先的临床应用，为临床带来更多的解决方案，提高了诊断信心；(3)人工智能化的扫描，扫描更简单，更快速，更智能，大大提高了图像的一致性和诊断准确性。

1　智多星具有强大的硬件平台——靶向匀场系统

       传统的基础匀场由体线圈上的铁片来完成，减小由磁体本身导致的均匀度差异以及外周环境中铁磁性成分对均匀度的影响，即静态磁场；相关软件序列会在扫描过程中进行主动匀场，以减少低阶和高阶磁场的不均匀性，即动态磁场。患者进入磁场、呼吸运动和心脏跳动都会不同程度地影响局部磁场均匀度，原有的软件序列匀场可解决常规扫描局部磁场均匀度的问题，但对磁场均匀度要求比较高的检查如压脂、波谱、功能成像等，原有的软件匀场效果不佳。

       靶向匀场系统是基于创新的硬件基础，增加了额外的5个匀场通道和32组匀场线圈，并使用全新序列进行匀场，集成在梯度线圈中，极大地提高了静态和动态磁场均匀度和在波谱、功能成像中的磁场均匀度。在不同的解剖部位和序列扫描中使用不同的匀场模式，并在肝脏、心脏等扫描前采集动态主磁场变化图，能有效消除黑带伪影，使TrueFISP电影成为3 T常规(图1)；全新的匀场序列采用迭代和交变梯度场来减少涡电流的产生；靶向匀场还具有3D匀场模式功能，匀场电流实时优化动态磁场均匀度，提高匀场精度和图像质量。

       靶向匀场临床应用相当广泛，涵盖解剖、压脂、波谱和功能成像。对偏中心部位如肩关节压脂、颈部压脂等，新的硬件平台和软件匀场序列提升了主磁场的均匀性，从而获得极均匀的压脂。波谱成像基于全新的硬件平台和GRE匀场序列，匀场时间相同或更短，效果更佳，颅脑单体素的波谱线宽减低约40%(图2)，前列腺3D多体素的波谱线宽减低约20%，从而实现更精准的定量分析。靶向匀场通过提升主磁场的均匀性，使EPI功能成像的变形更小；并可通过梯度系统进行实时反馈，以极大地提高空间编码的准确性，提升功能图像的稳定性和精准度。

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图1  3T True FISP电影，传统匀场系统的图像经常出现黑带伪影(A)，而靶向匀场使用心脏解剖聚焦模式，有效消除黑带伪影(B)
图2  智多星靶向匀场提高颅底区域波谱的成像质量，相比传统匀场(A)获得更窄的谱线，更精确的频谱分析(B)，SVS谱线的线宽变窄，达到40%
图3  3D T1W颅脑扫描实验。A：传统PAT2 (R=2×4)；B：传统PAT2 (R=4×2)；C：CAIPIRINHA (R=1×8)，相关的采样位置作了一定的位移。直方图显示CAIPIRINHA的g因子最大值、平均值和标准差最小，横断面图像显示CAIPIRINHA相比传统PAT2信噪比好
图4  DIXON水脂分离技术，图A~D分别是正相位、反相位、水相、脂相。CAIPIRINHA，并行因子6，FOV 450 mm×450 mm，1.6 mm等体素，128层，全肝扫描只需14 s
图5  A：CAIPIRINHA 3D DIXON全肝扫描，扫描时间10 s；B：传统的2D FLASH全肝扫描，扫描时间20 s
Fig. 1  3 T True FISP heart cine, there is always dark band artifact with traditional shimming system (A), however, target shimming of dedicated mode for cardiac anatomy eliminates dark band artifact effectively (B).
Fig. 2  Target shimming improves the MRS image quality in the skull base area, and obtains more narrow spectrum and more precise spectrum analysis. Compared with the traditional shimming, target shimming improves spectral line-width of up to 40% for brain SVS.
Fig. 3  3D T1W Brain scanning experiment. A: Traditional PAT2(R=2×4). B: Traditional PAT2(R=4×2). C: CAIPIRINHA(R=1×8), there is certain offset in the related sampling position. Histograms display that maximum number, average number and standard number of g-factor of CAIPIRINHA are smallest, and the transverse images show that the signal-to-noise ratio of CAIPIRINHA is best compared to traditional PAT2.
Fig. 4  DIXON water-fat separation technique. A in-phase image, B out-phase image, C water image, D Fat image, CAIPIRINHA, PAT 6, FOV 450 mm×450 mm, 1.6 mm isotropic voxel, 128 slices, only 14 seconds for whole liver.
Fig. 5  A: CAIPRINHA 3D DIXON for whole liver, 10 seconds. B: Traditional 2D FLASH for whole liver, 20 seconds.

2　临床应用

2.1　CAIPIRINHA鸡尾酒成像技术

       CAIPIRINHA^[1]采用独特的k空间填充方式和全新的并行采集的重建方式，有效降低g因子(geometry fator)。g因子与信噪比相关，g因子越小，信噪比越好(图3)。CAIPIRINHA使"鱼与熊掌可以兼得"，其相比传统的并行采集技术(dS SENSE、ASSET、ARC)可使用更高的并行采集因子，同时提高了扫描速度和空间分辨率，获得更好的脂肪抑制效果和更少的卷褶伪影(图4, 图5)。

2.2　SPACE DIR鹰眼成像技术

       SPACE DIR鹰眼成像技术，是一种T2灰质容积成像技术。通过同时抑制脑脊液和脑白质，强化脑灰质显示，可以清晰显示脑白质病变(图6)；高分辨率的3D各向同性成像覆盖全脑，较常规序列增加了小病变的探测能力(图7)，显示之前所不能显示的病变；特别适用于多发性硬化(multiple sclerosis, MS)等微小皮层及皮层下病灶的评估，为MS诊断的金标准^[2]。

       SPACE DIR鹰眼技术临床和科研应用极其广泛^[2,3]，包括：(1)脑功能研究：区分大脑运动与感觉中枢；该脉冲序列发现大脑初级运动皮层(Broadmann第4区)表现为三层结构，而其他区域包括初级感觉皮层(Broadmann第1~3区)则无此三层结构，可作为判断运动区的辅助征象。(2)MS的深度研究：病理学和免疫学已证实MS是一种同时累及灰质和白质的疾病，MS的灰质病变与患者临床表现密切相关。①SAPCE DIR序列对MS灰质病灶的敏感度比传统T2提高538%；与FLAIR序列相比提高了152%。Geurts对幕下病灶敏感度比FLAIR序列提高56%，比FSE提高44%。②DIR序列可检测MS的主要临床亚型，包括MS的最早阶段即CIS的灰质病变。③诊断MS的金标准。(3)癫痫：对于难治性癫痫患者，可在外科手术前使用DIR进行病灶定位和定性评价。(4)结节性硬化(tuberous sclerosis，TS)：SAPCE DIR序列可清晰显示皮层结节病灶，敏感性高于高分辨T2和FLAIR。(5)灰质病变：如灰质异位等。(6)其他脑白质病变：如脱髓鞘、中毒、脑白质营养不良等。

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图6  SPACE DIR成像基本原理：使用2个反转脉冲，TI1=3000 ms (3 T)，TI2=450 ms (3 T)，同时抑制脑脊液和脑白质，强化脑灰质显示
图7  SPACE DIR，0.8 mm各向同性成像，可以发现常规T2 FLAIR不能发现的灰质区域病变，精确显示微小皮层及皮层下病灶
Fig. 6  the basic principle of SPACE DIR: two inverse pulses are used, TI1=3000 ms (3 T), TI2 = 450 ms (3 T), then cerebrospinal fluid and white matter are suppressed and the view of gray matter is strengthened.
Fig. 7  SPACE DIR, 0.8 mm isotropic imaging, could find lesions in the gray matter area that conventional T2 FLAIR could not find, and display precisely small lesions in the cortical and subcortical area.

2.3　MP2RAGE

       MP2RAGE是T1灰质容积成像技术，有效减少B1射频场效应，获得更均匀的T1对比；3D各向同性高分辨率成像，提高小病变的探测能力(图8)。

       由于其B1(射频场)不均匀性的校正和减少的质子、T2^*的污染，MP2RAGE对于病变的发现优于其他序列，具有更低的假阳性；并且可以定量分析MS等的亚型，评估和监测病变预后^[4]。

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图8  1.5 T MP2RAGE扫描完成自动生成：从左至右分别是压白质像、压水像及灰质像
图9  ABLE技术，自动定位对比剂监测ROI。当ROI区的对比剂达到一定阈值，自动停止监测序列，启动自动语音及自动后续序列扫描
图10  从左至右分别是无线蓝牙门控、膈肌导航、自动相位导航扫描出的图像，可清晰显示自动相位导航的图像伪影更少
Fig. 8  1.5 T MP2RAGE get simultaneously white matter suppressed image, water suppressed image and gray matter image.
Fig. 9  ABLE technique, Automatic positioning of the Carebolus ROI of the contrast agent. When the intensity of contrast agent in the ROI reach a certain threshold, ABLE stops automatically the Carebolus sequence and launches automated voice command and automatic follow-up sequence scanning.
Fig. 10  From the left to right, images with wireless blue-tooth gating, PACE navigator and automatic phase scout. The images with automatic phase scout shows fewer artifacts.

3　人工智能化的扫描

       人工智能化的扫描，共有四大主要特点："会说话"、"会扫描"、"会思考"和"会学习"。智多星平台涵盖了从患者准备阶段(如自动定位、个性化扫描方案等)到图像采集阶段(自动配准定位、自动参数优化、自动相位导航等)，以及到自动图像后处理的整个工作流程，极大地提高了患者的检查量，并且保证了图像的稳定性和可重复性，实现了MRI检查的真正智能化。

3.1　"会说话"

       "会说话"指集成的自动语音指令，与对比剂注射、序列扫描和暂停时间等无缝集合，极大地节省了操作人员的工作量。以每天扫描15个腹部检查为例，每例患者需接收30次指令，总共450次。试想如果MR"不会说话"，操作人员额外的工作负担是多么巨大！

3.2　"会扫描"

       "会扫描"，智多星实现头颅、腹部甚至动态增强等部位的一键式扫描，无需人工交互。传统腹部腹部扫描中的九大步骤：患者定位，呼吸垫放置、线圈选择、扫描定位、参数修改、捕获采集窗、对比剂探测、捕获动脉期、图像重建，现在由智多星自动完成，单次检查节省扫描时间约5 min，且增强采集时间更准确，图像更标准化。

       "会扫描"最大的特点是自动扫描定位，即层面配准技术，接下来分别以颅脑和腹部的检查来分别介绍层面配准技术的优点。颅脑层面配准技术优势无需建模，从患者第一次检查就可以实现全自动配准；无年龄限制；术前、术后一样可以实现准确评估；针对多种不同的临床检查需求，如标准头颅、垂体、海马、眼眶、视神经等等，均可实现。腹部层面配准技术特点：选择第二次测量的位置作为参照，实现弹性配准方案，去除各期屏气不同程度的影响，每个像素的测量值更加可靠；腹部层面配准技术保证层面的自动匹配和校准，无需人工干预即可完成不同期相之间解剖位置的精准配准，增加多期扫描之间数据的可比性及稳定性。

3.3　"会思考"

       "会思考"，ABLE多期扫描技术(图9)，"会思考"何时为对比剂自动触发和自动扫描的最佳时间。ABLE技术整合了自动语音、自动对比剂监测ROI定位、自动对比剂触发、自动扫描等技术，充分考虑到k空间中心的填充时间；自动定位对比剂监测ROI，当ROI区的对比剂强度达到一定阈值，自动停止监测序列，启动自动语音命令及自动后续序列扫描，使动脉期采集时间更准确，并完成不同期相的解剖配准，为临床诊断提高精准的信息。

3.4　"会学习"

       "会学习"体现在智多星会学习操作者的操作：(1)智多星首先自动修改参数，自动调整扫描视野和层面设定；(2)如果需再手动微调视野和层面设定，信息反馈给智多星记忆和学习调整的内容；(3)后续的序列，自动重新调整，以操作者为准。

       "会学习"还体现在学习患者呼吸的自动相位导航技术，属于呼吸触发技术的第四代，第1~3代呼吸触发技术分别是有线触发、无线蓝牙触发、膈肌导航技术。自动相位导航技术无需绑缚腹带和定位膈肌导航条，操作更简单，扫描更方便，获取的相位变化反应呼吸类型，图像伪影更少，解剖细节更精微(图10)。患者深吸气或深呼气时，自动相位导航会实时调整采集的位置，确保扫描层面的准确性，其适合所用部位的呼吸触发扫描。

       智多星具有全新的硬件和临床应用，以及人工智能化的扫描，结合Tim一体化矩阵线圈技术，必将重新定义MR的使用方式，再一次在全球用户的期待中掀起新一轮热潮！