磁共振作为一种多序列多参数的成像技术，其在临床诊断工作中具有重要的临床优势。特别是随着磁共振硬件设备的不断发展，新的技术不断涌现和广泛用于临床工作中。例如作为惟一可以在活体上探测水分子扩散行为的扩散加权成像技术已经突破原有主要用于中枢神经系统疾病的诊断范围，而是被广泛用于全身各部位如肝脏、胰腺、肾脏、男女盆腔等。同样的，近年来磁共振腹部等动态增强扫描技术也在不断发展，如GE的LAVA （Liver acceleration volume acquisition-flex，肝脏快速容积采集成像）技术，Siemens的VIBE (volume ric interpolated breath hold examination，三维容积式内插值法屏气检查)技术，Philips的Thrive （各向同性容积激发）技术等。随着这些技术不断深入的应用，临床上也不断提出新的问题和挑战，如传统的扩散加权成像因为分辨率低，使得它们在显示病变细节能力方面受到很多局限，同时被广泛接受的常规b值扩散加权成像具有很重的T2透射效应，此效应有时会影响细微病变的检出；与此同时常规弥散单一的量化参数ADC （apparent diffusion coefficient，表观扩散系数）也常常是很多因素相互混杂的一个参量。同样的，日益广泛应用的动态增强扫描技术也存在很多局限性，偏中心区域脂肪抑制不均匀、不彻底甚至错误抑制给诊断带来很多困扰。所有这些都在客观上要求各大MR生产厂家能开发出更多新的技术来不断满足日益增长的临床需求^[1,2,3]，影像精准，技术先行。

       本文将从高清成像、精准量化以及功能成像几个方面对当前涌现出的磁共振成像新技术做一个简单扼要总结和概述，希望能达到抛砖引玉的目的。

1　高清成像

       在过去的概念里，总是认为磁共振的优势是软组织分辨率好，空间分别率一直是磁共振相对CT、X线等高像素成像技术的劣势。随着配套设备、脉冲序列、计算机系统的进展，高清成像已经成为可能，而且必将成为未来磁共振不断追求的一个方向。

1.1　高清扩散加权成像

       扩散加权成像（diffusion weighted imaging, DWI）是利用水分子的弥散进行的一种磁共振成像技术，它为我们对急性卒中、恶性肿瘤的诊断提高了极大的信心^[4,5,6,7]，但是另一方面，它的最高128×128采集成像矩阵（图1）的低空间分辨率也一直遭人诟病。今天我们已经不再满足于得到一张尽管组织对比度好、但是充满了伪影的低分辨率图像，人们更加期待利用超高清的成像系统真实显示更加奥妙的微观世界。

       高清脑扩散加权成像系统是基于杜克大学开发的成像软件，此成像系统由相关的序列和高清（超高清）扩散加权成像自动重建软件组成，可以实现分辨率高达512×512采集成像矩阵（图2）的DWI图像。该技术使用Multishot技术和运动相位矫正算法，能得到毫米和亚毫米级的高清弥散图像，这项技术可以揭示如微血管和微出血以及皮层纤维的精细结构。当然这项技术需要更多通道设计的相控阵线圈、相应的脉冲序列，以及能够应对超级规模数据重建的计算机系统支持。当这些设备和技术不断发展和更新，相信不久的将来会有越来越多的高清磁共振图像用于临床。

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图1  128 × 128采集成像矩阵
图2  512×512采集成像矩阵
图3  小FOV DWI在直肠MR成像中的应用
Fig. 1  128×128 imaging acquisition matrix.
Fig. 2  512×512 imaging acquisition matrix.
Fig. 3  Clinical application of rFOV DWI on rectum MR imaging .

1.2　小FOV扩散加权成像

       小FOV成像是另一个高清成像的发展方向。通过控制成像野，在不改变成像矩阵的前提下，空间分辨率得到明显的提高。

       在众多的小FOV技术中，全新的无失真视野受限单次激发回波平面成像(field-ofview-constrained undistorted single-shotecho planar imaging, FOCUS)弥散加权成像方法是一个有代表性的技术。它使用2D选择性激励（2-Dimensional Radio Frequency, 2D-RF），可以在选层激励时实现条状激励，利用2D-RF脉冲减小PE方向的FOV，可以有效地克服图像卷折的问题，同时减小回波链长度，有效改善图像变形，提供了成像的分辨率。另外，为了遏制化学位移伪影对回波平面成像（echo plane imaging, EPI）类（包括DWI）成像的困扰，rFOV技术窄带宽的180度射频脉冲选择性激励，只激发既定扫描片层中的水信号。这一特殊射频脉冲的使用，抑制了脂肪信号从而消除了化学位移伪影，改善体部和脊柱等部位的扩散加权成像质量，这样高分辨率的磁共振图像必将有利于微小病灶的检出（图3）。

1.3　LAVA-Flex多对比度成像解决方案

       动态对比增强一直是临床磁共振成像重要的技术，但是很长时间以来，抑制脂肪不均匀、图像空间分辨率低一直是个顽固的问题。磁共振多对比度肝脏容积采集成像（liver acceleration volume acquisition-flex, LAVA-Flex）动态增强扫描技术，则以其完美的水脂分离技术为临床医生带来多达4倍的对比度和提高40％的信噪比。一次成像能同时提供水像、脂像、水脂同相位和水脂反相位四种对比度图像（图4,图5,图6）。

       LAVA-Flex技术与以往的动态增强扫描技术相比，根本的区别在于它不再采用频率选择的脂肪饱和脉冲，而采用独特的区域增长和相位校正法来进行精准的水脂分离成像，能有效克服磁场均匀度的影响，从而实现腹部大范围脂肪抑制扫描（图7），同时信噪比较传统技术提高了40%。对于肿瘤病变而言，大范围一站式检查对于准确的肿瘤TNM分期，全面地了解血供情况，指导制定手术治疗方案非常重要。

       在肺部这样一向被认为是磁共振成像盲区的器官，LAVA-Flex技术在肺部占位性病变鉴别诊断中的应用同样令人惊喜。由于特殊的解剖特点，肺部缺乏足够的氢质子，而且磁场均匀性非常差，对磁共振成像的挑战特别大，所以以前的磁共振难以开展肺部肿瘤方面的检查。LAVA-Flex序列进行多对比度动态增强成像是一种快速肺部成像的新尝试，该技术是一种基于Dixon技术的快速磁共振成像方法，它对主磁场和局部磁场的不均匀性不敏感，能很好的消除因磁场不均匀造成的磁敏感伪影^[8]。

       全身磁共振成像技术用于筛查恶性肿瘤患者转移病灶方面的研究很多^[9]。但是一直以来全身磁共振成像时间较长，时效比也不高。MR全身多对比度动态增强成像结合相信在未来会得到越来越多的临床应用。因为3D LAVA-Flex序列采用了部分傅里叶采集技术、ARC并行采集技术，大大缩短了MR全身多对比度动态增强成像所需时间，同时3D成像又提供了较高的空间分辨力。刘伟等人^[10]采用MR全身多对比度动态增强成像技术与单光子发射计算机断层成像术（single-photon emission computed tomography, SPECT）骨扫描之间进行了对比研究，其结论显示磁共振全身多对比度动态增强成像在探测骨转移病灶方面有更高的诊断和定位精确性，是一种筛查恶性肿瘤患者有无全身转移病灶高效的检查方法。

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图4~6  为该患者全身核磁多对比度动态增强成像获得三组不同对比的增强图像，可见脊柱、双侧股骨、肋骨多个强化灶　图4　水相　图5　同相位　图6　反相位
图7  LAVA-Flex腹部冠状位成像
Fig. 4-6  is three kinds of whole-body multiple contrast dynamic enhancement MRI images, showing the abnormal enhancement in the spine, bilateral femur and ribs. Fig. 4 Water image. Fig. 5 In-phase image. Fig. 6 Out-of-phase image.
Fig. 7  Abdomen coronary imaging using LAVA-Flex.

2　精准量化

       磁共振成像的信号强度一直都是一个相对值，和相对比较稳定的CT成像设备的CT值、PET成像设备的标准摄取值（standard uptake value, SUV）等量化指标相比，磁共振信号强度一直都是波动比较大的数值，这也是为什么磁共振定量数据一直没有用于临床评价的原因。但是随着技术的不断进展，量化磁共振成像已经越来越贴近临床实际。以下通过三个技术简要说明。

2.1　IDEAL IQ精准脂肪及铁定量成像解决方案

       最小二乘法非对称采集水脂分离定量分析(quantification using iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation, IDEAL Quant)成像是一种新的、六回波梯度回波成像技术，该方法通过采集6个回波信号并通过迭代最小二乘法估测复数域映射，利用复数域重建来区分水与脂肪并得到动态0%～100％的脂肪比，然后再利用幅度重建对脂肪比定量进行微调并除去相位错误，最后结合这两次重构的结果，对T2^*进行估测，生成最终的水像、脂像以及脂肪比图像^[9]（图8），从而彻底消除了T2^*对脂肪定量评估的影响^[11]。

       组织细胞脂肪精准定量化代谢的信息不但对一些脂肪代谢紊乱性疾病早期诊断、疗效评估具有重要的临床价值，而且对于肿瘤的诊断、鉴别诊断和疗效评估具有更重要的临床意义。IDEAL IQ技术不但在脂肪肝诊断和疗效评估中取代了肝穿刺，在腹部肿瘤诊断、鉴别诊断和疗效评估中也开始逐步替代¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖(¹⁸F-2-fluro-D-deoxy-glucose, ¹⁸F-FDG)、正电子发射断层成像术（positron emission tomography, PET）成像的技术和功能。相信IDEAL IQ对于肝脏脂肪变性疗效评价、肿瘤等药物治疗过程中肝脏损害评价、铁过载诊断及疗效评价^[12]必将有广泛的应用前景（图9）。

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图8  IDEAL_IQ精准定量肝内脂肪含量及铁含量。图8A健康志愿者；图8B脂肪肝患者；图8C脂肪肝＋铁沉积患者
Fig. 8  The accurate analysis of liver fat and iron quantification. Fig. 8A Healthy volunteer. Fig. 8B Patients with fatty liver. Fig. 8C Patients with fatty liver and iron deposition.

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图9  利用IDEAL_IQ可以量化评价脂肪肝治疗疗效。图9A治疗前；图9B治疗3个月后。
Fig. 9  The evaluation of treatment on fatty liver using IDEAL_IQ. Fig. 9ABefore treatment. Fig. 9B After 3 months treatment.

2.2　脑血流测-全新无创容积动脉自旋标记3D ASL

       3D动脉自旋标记（arterial spin labeling. ASL）技术是在GE最新磁共振成像平台上推出的全新容积灌注成像解决方案^[13]。该技术具有以下技术特点和优点：(1)采用准连续式脉冲标记方式，实现更好的信噪比，同时在采集序列之前还有多组饱和脉冲以去除新流入血液的影响，和反转脉冲实现背景抑制。（2）采用3D FSE信号读取方式。对磁场不均匀不敏感，在如鼻窦和颅底等含气区域的图像质量得到保证。(3) Spiral采集。Spiral可实现k空间中心过采样，节约时间，保证信噪比。更重要的是，k空间中心填充可以使TE非常短，从而实现质子加权扫描，这是脑血流绝对定量计算的关键。

       目前，3D ASL技术作为无创的非对比剂灌注技术，为研究组织灌注提供了全新的解决方案，已广泛应用于临床脑肿瘤鉴别诊断、脑血管病诊断等工作中，其与PET灌注有很好的相关性，且在老年痴呆、认知障碍、药物成瘾等功能领域也有很广泛的研究和应用的潜力^[14]。目前已经比较成熟的应用是脑血管病和颅内肿瘤性病变。3D ASL不仅能更敏感的发现早期脑缺血类病变，同时也能准确的评估脑梗塞治疗过程中的高灌注。对于肿瘤性病变，灌注成像能真正反映出肿瘤的新生血管，所以对肿瘤的分级、疗效评价、肿瘤复发或残存等有决定性意义。

2.3　eDWI多维度测量扩散加权成像解决方案

       利用eDWI得到的多b值数据，根据体素内不相干运动理论（intravoxel incoherent motion, IVIM），可以后处理得到多种测度，包括slow ADC，是真实水分子弥散系数，也可表示为D；fast ADC，称为灌注相干弥散系数，也表示为D^* ，数值与毛细血管平均长度及血液流速有关，可反映血流灌注变化，其在肿瘤良恶性鉴别中有重要意义^{[15, 16]}。不同的参数信息，这些信息反映了病变的不同特性，因而也具有不同的临床意义。(1)一次扫描多b值成像既能提高病变的检出率也能更准确反映病变的弥散特性；(2)肿瘤治疗过程中的药物疗效分析：在肿瘤药物治疗的早期，可能因为治致的炎性水肿而导致病变体积增大，此时单纯依赖于形态学检查无法更敏感的判断药物疗效。但如果药物治疗有效，早期就可以表现为病变微循环血管的减少，因此在eDWI成像测量出的Fast ADC会表现出治疗前后的统计学差别，这对于选择更敏感的化疗药物和制定正确的治疗方案具有重要的指导意义；（3）肿瘤与非肿瘤病变的鉴别诊断：有研究表明在某些肿瘤和非肿瘤病变如胰腺癌和肿块性胰腺炎鉴别诊断中反映快扩散比重的f值具有重要意义；(4)细胞膜模型与水通道蛋白（aquaporin, AQP）：更高b值的弥散反映水分子在细胞膜内外的扩散，而近期的多学科研究证实影响细胞膜内外水分子扩散速度的关键因素是细胞膜上水通道蛋白的数目。因此通过更高b值得扩散成像也反映了AQP蛋白的数目。不同病变的AQP表达不同，通过了解AQP的差别可以对病变做出更深入的量化评价和分析。

3　功能测量

       磁共振测量人体的功能已经在脑科学研究和药物研发中得到应用，随着技术的不断进步，相信会有更多的磁共振功能测量技术出现^{[12, 17]}。以下仅就大脑网络和PET-MR进行简述。

3.1　大脑网络

       脑网络组学（brainnetome）是以脑网络为基本单元的组学，研究内容包括利用各种成像技术及电生理技术在宏观、介观及微观尺度上建立人脑和动物脑的脑区、神经元群或神经元之间的连接图（脑网络），在此基础上研究脑网络拓扑结构、脑网络的动力学属性、脑功能及功能异常的脑网络表征、脑网络的遗传基础，并对脑网络进行建模和仿真，以及实现这些目标所要的超级计算平台^[17]。脑网络组学的研究目标是从脑网络的连接模式及其演变规律阐明脑的工作机理及脑疾病的发生和发展机制，为研究人脑内部复杂的信息处理过程与高效的组织模式提供有效的途径，为理解脑的信息处理过程及脑的高级功能开辟新途径，为实现类脑的智能处理器奠定基础。

       磁共振高清扩散加权成像和功能成像是研究人类大脑的一种重要手段。在特定的大脑神经通路研究中，由于外在刺激的影响，上行性神经通路的信息流到达大脑某相关区域，并顺次因果影响其下游的脑区，最终由下行性神经通路对刺激进行反应；或者在情绪实验中，信息流在大脑的某些神经环路中进行传递，局部环路中脑区的激活存在一定的因果关系。在特定的任务刺激中，信息流的传播方向是固定的。这就为用MR研究脑功能连接提供了基本的依据。

3.2　MRI-PET

       MRI与分子影像的融合将在神经系统的脑血管病研究、痴呆诊断、肿瘤诊断及疗效评估、心肌活性测定中发挥其独有的优势^[18]。MRI-PET有几种不同的组合模式，如分体式、一体化等等。理想的MRI-PET应该是具有时间飞跃（time of flight, TOF）功能的MRI-PET。注意这里的TOF不是磁共振血管成像中的TOF，而是指能计算光子飞行时间的TOF。大家知道，PET中的正电子是一种反物质，处于不稳定的高能状态，正电子会与电子结合发生湮没反射并产生两个γ光子。MRI-PET实际上不仅仅用MR对PET进行解剖定位，同时也是利用MR多对比度成像的技术优势。相信MRI-PET的有机组合一定能挖掘出比PET和MR单独成像更多的功能信息。

       然而，MRI-PET研究目前尚在起步阶段，仍然存在一些问题需要解决：成像时间较长；维护费用较高；图像融合对医师有更高的要求等。但相信随着科技的进步，这些技术难题会被逐个攻克，MRI-PET有望将分子影像学发展到一个新的高度，对现代和未来医学模式产生革命性影响。