来源：器械之家
01
赋能临床：临床7T的诞生
如果说年第一台7T的实现是超高场系统的星星之火，那么在-年之间，7T磁共振已经有了燎原之势。如上期文章提到的，截止到年，全球已经有三十多台7T磁共振投入使用。
在研究中，科学家们惊喜地发现，除了基础研究之外，7T在临床上的价值愈发明显。从科研向临床转移，是7T磁共振的一次重大机遇。
例如，7T磁共振相对3T和1.5T拥有更强的T1对比度，无需造影剂即可获得更为丰富、更为精细的血管结构像。传统1.5T和3T无法直接显示微小的血管结构，而7T可以看见包括穿支动脉在内的多级血管分支，其空间分辨率可达到0.24×0.24mm，使得诊断医生对于脑血管病的诊断和成像研究更有信心，可以快速精确诊断基底节区腔梗。
此外，由于T2*随着场强的提升而缩短，磁敏感成像（SWI）在7T上也有意想不到的效果。例如帕金森病（PD）是老年人中第四位最常见的神经变性疾病，PD的早期发现对患者的及时治疗具有重要意义。
这种疾病与脑黑质密切相关，7T中的SWI成像可精确反映黑质中是否存在金属沉积，有助于超早期发现PD的影像特征（如下图所示）。不仅如此，超高场中的SWI还可以对其他退行性疾病，脑小血管疾病以及脑肿瘤做出更加准确的诊断。
但7T要想落地临床，依然存在着巨大的挑战。
虽然7T的成果不断产出，但其巨大的投入和较少的数量，令相关厂家一直无法取得明显的商业效益。
尤其是超高场的磁体在场强成倍升高的情况下，对于使用材料、绕制工艺、稳定性设计等方面的难度指数级提升，生产周期也相当长，对于公司的实力要求非常高。
也正因为此，最早生产7T磁体的Magnex公司一直未能摆脱颠沛流离的命运。它在年被瓦里安（Varian,Inc，瓦里安科学仪器公司）收购，但瓦里安科学仪器公司在年又被安捷伦公司收购。在不断的并购中，新上任的公司高层也不断发现，超高场磁共振做起来远非想象中容易。年，仅仅过去4年，安捷伦就彻底关停了花15亿美元买来的整个核磁共振（NMR）业务，其中也包括7T磁体业务。
7T磁体面临断供的情况下，大多数厂家都放弃了7T的开发，除了西门子。
西门子医疗一直认为7T必将是未来发展的方向，全力聚焦7T的发展。不但先后推出了专用于7T的高性能梯度和射频系统等，在磁体方面，西门子也早有布局。
早在安捷伦宣布关闭磁共振业务前，西门子已经推动其英国牛津磁体工厂投入巨资，成立专项项目组，专门研发既可用于科研，也可用于临床的7T磁体。
牛津磁体（OxfordMagnetTechnology）在业界久负盛名，它于年成立，当时是牛津仪器的子公司，从事磁体研发生产。从年开始，西门子成为牛津磁体的大股东，占股51%。年，西门子进一步收购了牛津磁体的所有股份，从此它成为了西门子独家全资控股的西门子牛津磁体公司（SiemensHealthineersMagnetTechnology,Oxford）。
西门子牛津磁体工厂创造了业界的多个第一，全球第一台具备主动屏蔽技术的1.0T、1.5T、3T磁体、全球第一台具备大孔径技术的1.5T、3T磁体均来自牛津。在7T领域，西门子牛津磁体也与安捷伦一起定制了第二代主动屏蔽磁体。
基于多年的磁体技术积淀和全新的技术革新，在牛津磁体工厂的全力攻关下，一种既具备顶级科研性能，又适用于临床环境的7T磁体被迅速开发出来。基于该7T磁体，西门子开发的全新一代7T磁共振于年底取得美国FDA和CE，打开了7T的临床应用时代！
这就是鼎鼎大名的MAGNETOMTerra，业内首台临床科研双模7T磁共振！
Terra推出后，迅速吸引了临床用户的目光，并接到了全世界潮水般的订单。
目前全球的用户已经超过40家，在全球多个临床用户，如MayoClinic梅奥诊所、BWH医院、USC医院、PennMedicine医院等均已经安装了西门子的临床7T进行临床精准医学诊疗和科研工作。
△西门子医疗7T磁共振MAGNETOMTerra
其他厂家受到西门子推出Terra的压力，也看到了临床7T的市场。三年后，年底，GE公司采用第三方Tesla公司提供的7T磁体，同时集成了其在3T磁共振Premier中使用的梯度放大器等部件，推出了Signa7.0T。
02
看透你的心：7T核心软硬件技术进步
7T能得以应用于临床，离不开核心软硬件的进步，最核心的硬件，就是7T磁体。
7T磁共振的磁体，同样经历了几代设计变迁，其磁体的结构设计、工艺、重量、效率都得到了巨大提升。
第一代7T磁体，只求能达到足够的场强，采用被动屏蔽设计，除了磁体本身的巨大重量以外，还需要额外使用超过百吨的屏蔽材料，通常需要单独的建筑物才能容纳，其磁体效率（即单位质量所能实现的B0磁感应强度）约为3-5mT/Ton；
第二代7T磁体，采用了主动屏蔽设计，对屏蔽机房要求降低，但磁体重量依然达到了40-50吨，，放置于临床环境的难度非常高，即使勉强安放，也需要做特别的承重加固,其磁体效率约为14-18mT/Ton；
第三代7T磁体，不但采用了主动屏蔽设计，其磁体的生产和集成工艺也做了大量优化，重量大幅降低到15-20吨左右，可轻松放置于医疗环境中，对机房的要求仅比常规3T略高，其磁体效率约为mT/Ton，相比第一代7T磁体提高了10倍。
同时，第三代的7T磁体支持空运，因而可以实现在工厂调试完成后，直接冷磁体运到现场，直接安装，如同常规3T一样灵活简便。
△7T磁体主要区别一览
△西门子医疗的第三代高效7T磁体
具备主动屏蔽技术，可空运到现场
而在软件进展方面，莫过于SMS多层成像技术的广泛应用。
7T在功能成像（fMRI和DSI）中可以达到亚毫米级别的空间分辨率。但随之也带来了一个困扰——覆盖全脑的功能序列扫描时间过长。为了解决这个难题，美国明尼苏达磁共振中心（CMRR）的KamilUgurbil教授在提出了具有划时代意义的同时多层脑功能扫描技术（SMSfMRI），SMS是在对层面间多个层面同时扫描的加速技术，与层面内并行采集同时使用，可以大幅提高脑功能成像的速度，这一成果随后发表在国际磁共振年会（ISMRM）上，并取得了巨大的轰动。随后，同样使用EPI序列的弥散成像（DWI）、弥散张量成像（DTI）都被证实可以和SMS相结合，这意味着超高分辨率、超多方向数的的神经纤维束扫描时间可以被临床接受，使患者获益。
在MAGNETOMTerra上，SMS进一步与西门子的解剖弥散技术RESOLVE结合，进一步抑制了高场上的严重磁敏感伪影，获得低形变的弥散图像。
△西门子7T高分辨神经纤维束成像
图像来源：MaxPlanckInstitute,Leipzig,Germany
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备受
