西电姜文教授团队发布心脏磁共振新技术，有望突破超高场MRI临床应用瓶颈
西电姜文教授团队发布心脏磁共振新技术，有望突破超高场MRI临床应用瓶颈
近日，西安电子科技大学姜文教授团队在《自然·通讯》杂志上发表了一项关于心脏磁共振成像（MRI）的新技术，这一突破有望显著提升超高场MRI的图像质量和准确性，为心血管疾病诊断带来新的希望。
创新技术解决关键难题
在磁共振成像领域，超高场磁共振因其亚毫米级别的高分辨率成像性能而备受关注。然而，这种尖端设备面临着一个重大挑战：在超高磁场强度下，需要使用更高频率的电磁场来激励自旋质子，这在复杂介质内的大尺度空间中难以实现均匀的电磁场分布，导致图像出现伪影。
姜文教授团队的创新之处在于引入了一种新型的磁共振行波发射系统。通过在成像物体周围包裹空心介质波导结构，该系统能够实现对电大尺寸生物体内电磁波的高效调控。这一设计巧妙地解决了传统方法中发射效率低和自旋质子激励偏差的问题。
技术突破带来显著优势
研究团队通过深入分析经典磁共振行波发射系统的能量传输机理，发现其存在多个技术瓶颈：波导内部介质不连续性、波阻抗失配、填充因子低、辐射损耗大以及主模TE11横向磁场比例低等问题。此外，次生驻波效应也是影响图像质量的重要因素。
针对这些挑战，研究团队创新性地将光学领域的介质波导技术引入磁共振成像领域，并在亚波长尺度上进行结构设计。这种设计能够有效调控金属波导内的主模和复杂介质中的波行为，从而显著提升MRI信号强度。实验结果显示，采用新方法后，人体头部MRI信号强度提升了114%以上，同时发射效率与传统容积线圈相当。更重要的是，该技术有效抑制了驻波效应带来的“中心亮”现象，使MRI信号的全局均匀度提升了22%以上。
临床应用前景广阔
这一技术突破对临床诊断具有重要意义。目前，入门级7T人体超高场磁共振单台售价高达1亿元人民币，且国内仅有少数医院和科研院所装备。即便如此，这类设备仍难以完成常规医用磁共振（1.5T和3T）所能开展的胸腹部等部位成像。姜文教授团队的新技术有望改变这一现状，通过提升图像质量和准确性，为恶性肿瘤早期检测、无创绘制人脑介观尺度脑图谱等临床和基础研究提供更强大的技术支持。
未来展望
随着人口老龄化加剧，心血管疾病已成为威胁人类健康的重大公共卫生问题。据统计，我国心血管疾病现患病人数已达3.3亿。姜文教授团队的这项研究成果不仅展示了在技术创新方面的突破，更为重要的是，它有望推动超高场MRI技术的普及和应用，为心血管疾病患者带来更精准、更高效的诊断手段。
尽管该技术目前仍处于研究阶段，但其展现出的巨大潜力已引起学术界和工业界的广泛关注。可以预见，随着进一步的研发和临床验证，这项创新技术将为医疗影像领域带来革命性的变化，为患者带来更多福音。