中國儀器儀表學會“高靈敏磁共振血管斑塊成像技術”項目

亮相首屆“科交會”獲高度肯定

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????5月22日，由中國科協(xié)舉辦的首屆創(chuàng)新科技成果交流會（簡稱科交會）在廣州白云國際會議中心舉行。由中國儀器儀表學會推薦的中國科學院深圳先進技術研究院勞特伯生物醫(yī)學成像研究中心“高靈敏磁共振血管斑塊成像技術”研究課題組攜“一體化缺血性腦卒中磁共振檢測方案”項目參加科交會，受到廣泛關注與好評。

中國儀器儀表學會常務副理事長吳幼華（前排左二）和項目組成員（前排左一）向李源潮副主席（前排右一）介紹項目情況

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此次中國儀器儀表學會參展項目十一項，本參展項目在交流會的1100余個項目中脫穎而出，成為11個重點匯報項目之一。中國儀器儀表學會吳幼華常務副理事長和項目組成員李燁博士向中共中央政治局委員、國家副主席李源潮和全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席韓啟德等就中國儀器儀表學會參展項目和本項目的具體情況做了匯報。李源潮副主席詳細了解了“一體化缺血性腦卒中磁共振檢測方案”的成果，并鼓勵項目組加快產(chǎn)業(yè)化步伐，盡快進入衛(wèi)計委遴選目錄，從而降低國民的檢查和醫(yī)療成本。在5月23日第十七屆中國科協(xié)年會上，李源潮副主席在致辭中還特別對“一體化缺血性腦卒中磁共振檢測方案”加以肯定，表示成果“十分了不起”。

我國腦卒中的發(fā)病率以每年超過8%的速度增長，世界銀行和衛(wèi)生部的合作研究預測我國腦卒中患者在2020年將超過2000千萬。在我國，腦卒中的死亡率超過150人/十萬人，是美國日本法國等發(fā)達國家的4-6倍。其中的主要原因之一是缺少早期、精準診斷的工具。在我國，腦卒中以缺血性腦卒中為主，有增加趨勢。發(fā)展針對顱內(nèi)和頸部血管病變精確診斷的先進影像方法，配合已有的診斷技術，將會極大地促進缺血性腦卒中的早期診斷和治療效果，對降低缺血性腦卒中的發(fā)病率和死亡率具有非常重要的社會意義。

動脈斑塊破裂引發(fā)血栓形成導致血管完全閉塞是急性心腦血管事件的主要發(fā)病機制。目前，人們已開始更多地關注斑塊的診斷問題，尤其是斑塊的生物穩(wěn)定性或破裂風險。斑塊是發(fā)生在動脈內(nèi)膜和中膜之間由于脂質浸潤和炎癥細胞不斷累積而形成的包塊，主要由覆蓋在斑塊表面的纖維帽（fibrous cap）和斑塊內(nèi)的脂質核（lipid core）構成。有破裂傾向的斑塊稱為易損斑塊或不穩(wěn)定斑塊(vulnerable plaque)。組織病理學研究證實，大脂質核、薄纖維帽、斑塊內(nèi)出血、異常血管增生等是反映斑塊破裂傾向的重要形態(tài)特征。而反映動脈粥樣硬化嚴重性的指標是斑塊自身的生物穩(wěn)定性，如斑塊內(nèi)出血、纖維帽破裂或潰瘍、大量炎性細胞浸潤等，而這些至關重要的信息是無法通過單純測量管腔狹窄程度來獲取的。由于顱骨的限制，超聲目前尚無法對顱內(nèi)的腦動脈斑塊進行檢測和診斷。而現(xiàn)有的CT和磁共振成像技術包括CT血管造影（CTA）和磁共振血管造影（MRA）也只能顯示腦動脈的管腔形態(tài)及其狹窄程度。

高靈敏磁共振血管壁成像是目前唯一能夠在體無創(chuàng)、全景顯示腦動脈和頸動脈血管壁和斑塊的手段，并可以分析斑塊的組成和破裂的風險。然而腦動脈和頸動脈磁共振血管壁成像同時達到高分辨率，短掃描時間和足夠的圖像信噪比，是一個國際公認的難題。由于腦動脈的特殊解剖基礎，導致顱內(nèi)動脈血管壁成像面臨著幾個獨有的技術挑戰(zhàn)：第一，腦動脈細小，例如大腦中動脈直徑只有3mm 左右，且位于深部腦組織的包埋之中，能檢測到的磁共振信號強度有限；第二，腦動脈浸泡在腦脊液中，由于后者的磁共振信號遠比前者強，導致動脈血管壁的分辨非常困難；第三，腦動脈走形迂曲，血管分支多且分布廣泛，對掃描的覆蓋范圍提出了很高的要求。

研究團隊針對目前主流3T MRI系統(tǒng)，開發(fā)了一套缺血性腦卒中磁共振成像解決方案，一次掃描在頭部和頸部同時獲得分辨率不低于0.6 mm的三維血管壁圖像，成像時間不超過7分半鐘。本方案在整體圖像質量和臨床應用研究上暫時領先于國際上其他團隊，達到國際領先水平，研究成果被本領域頂尖的國際醫(yī)學磁共振年會錄用為口頭報告。成果獲得臨床醫(yī)生的肯定，與多家國家衛(wèi)生計生委腦卒中篩查與防治基地醫(yī)院和三甲醫(yī)院建立了密切的合作關系，目前完成了超過100例臨床掃描，極大地促進了缺血性腦卒中的病因認識、早期預防和精準治療效果。

具體來說，方案包括三個部分：一、高信噪比32通道頭頸聯(lián)合血管壁成像線圈。該線圈針對頭頸血管壁成像優(yōu)化，和目前的商用產(chǎn)品相比，在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)了高信噪比，是做到一次掃描同時得到高質量頭部和頸部圖像的基礎。二、高對比度的腦動脈和頸動脈血管壁成像序列。采用DANTE-SPACE技術，并對其參數(shù)進行優(yōu)化，能夠顯著抑制血流和腦脊液信號，從而獲得高分辨率和對比度的血管壁圖象。目前圖像分辨率能夠達到0.6 mm。三、基于稀疏成像理論的快速血管壁成像方法。采用國際上最新的欠采樣稀疏成像理論，與并行成像技術巧妙結合，將掃描時間縮短到7分半鐘以內(nèi)，并正在開展更快速的成像方法的研究。團隊申請/獲得了十余項國家專利和PCT專利，涉及到磁共振硬件、成像方法、快速成像技術等全部主要技術領域，突破了跨國企業(yè)在該領域的專利技術壁壘，填補了我國的空白。

2006年2月，中國科學院、深圳市人民政府及香港中文大學友好協(xié)商，在深圳市共同建立中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱“先進院”），實行理事會管理，探索體制機制創(chuàng)新。先進院目前已初步構建了以科研為主的集科研、教育、產(chǎn)業(yè)、資本為一體的微型協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，由六個研究所、一所特色學院、四個特色產(chǎn)業(yè)育成基地、一支天使基金和三支風投基金、多個具有獨立法人資質的新型專業(yè)科研機構組成，設有學術委員會、學位委員會和工業(yè)委員會。

腦動脈和頸動脈血管壁聯(lián)合成像。左側圖像為曲面后重建圖像顯示頸總動脈、頸內(nèi)動脈和腦動脈血管壁全景。右側為不同部位（①～④）的橫斷面圖像顯示頸內(nèi)動脈近分叉處斑塊形成以及③附近的早期動脈粥樣硬化病變（血管壁增厚）。空間分辨率0.6 mm各向同性，掃描時間8分鐘。