中國科學(xué)院超導(dǎo)電子學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點實驗室博士董慧團(tuán)隊,與德國于利希研究中心教授Krause課題組合作,將極低場磁共振成像(ULF-MRI)圖像中±500Hz帶寬內(nèi)的工頻噪聲干擾抑制85%以上,解決了無屏蔽或簡易屏蔽ULF-MRI成像的固有工頻噪聲干擾問題,向低成本可移動式MRI系統(tǒng)的實現(xiàn)邁出了堅實的一步。相關(guān)研究成果以Adaptive suppression of power line interference in ultra-low ?eld magnetic resonance imaging in an unshielded environment為題,發(fā)表在Journal of Magnetic Resonance上。此外, 研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)的資助。
磁共振成像(MRI)技術(shù)已成為臨床醫(yī)學(xué)診斷不可或缺的手段之一。目前主流臨床MRI系統(tǒng)典型場強為1.5和3.0特斯拉,造價昂貴且對使用環(huán)境要求苛刻。ULF-MRI的工作場強比傳統(tǒng)MRI低4個量級,具有系統(tǒng)簡單、造價低廉、對金屬不敏感的特點,且無需造影劑可獲得腫瘤與正常組織的本征T1對比度,近年來受到廣泛關(guān)注和研究。然而來自電網(wǎng)的工頻諧波噪聲會在ULF-MRI圖像中引入帶狀偽影。這些偽影將跨過樣品圖像,嚴(yán)重破壞成像質(zhì)量,影響信噪比。該研究以超靈敏磁傳感器——超導(dǎo)量子干涉器(SQUID)作為信號檢測探頭,基于工頻諧波噪聲的空間相關(guān)性,從傳感器硬件構(gòu)型和去噪算法設(shè)計出發(fā),提出ULF-MRI工頻諧波干擾的動態(tài)抑制方法。該方法的提出有助于降低系統(tǒng)對環(huán)境磁場的要求,為后續(xù)開展可用于日常普檢的低成本移動式MRI系統(tǒng)研究奠定堅實基礎(chǔ)。此方法可推廣到采用傳統(tǒng)線圈探測的地面磁共振成像、超極化磁共振成像等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。
董慧課題組長期從事基于SQUID檢測的ULF-MRI系統(tǒng)及前沿應(yīng)用研究,與美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、德國于利希研究中心等國際團(tuán)隊保持著緊密的合作關(guān)系,目前該課題組正繼續(xù)升級可用于生物組織離體/在體成像的ULF-MRI系統(tǒng),探索ULF-MRI新應(yīng)用方向,并研究可適用于ULF-MRI的新型成像造影劑。