顶科前沿｜PET和超高场MRI人脑成像

原创 羽华 世界顶尖科学家论坛

第三届世界顶尖科学家论坛（WLF）特别设立了科学前沿话题讲堂，邀请12位前沿科技领域的科学家，向公众介绍最新研究进展，畅谈科学为人类带来的福祉。

进入2021，应对人类面临的共同挑战，让我们再现别开生面的“科学盛宴”，重温科学家的精彩演说。今天回访的是韩国总统荣誉勋章获得者赵长熙。

正电子成像（Positron Emission Tomography，PET）和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）目前已广泛应用于医疗领域，尤其是帮助科学家和医生处理中风、帕金森氏病、阿尔茨海默症等脑部疾病。

赵长熙教授基本资料 图 | WLF独家

赵长熙教授回顾了人脑成像技术的发展史：1972年首先出现了CT；1973年劳特布尔提出了MRI的概念；基于CT和核医学，1975年PET出现了，继而是圆环式PET；1980年代早期，多个不同的研究机构或企业开始使用0.1T（特斯拉，磁感应强度单位，简称特，符号是T）的MRI系统；1985年，超导MRI启动，大部分是1.5T；1995年出现了PET-CT；2005年启动了试验性的7.0T MRI；2015年，PET和MRI融合系统及新PET系统上线。

赵长熙介绍说，人脑成像是三维的，可以从矢状面、冠状面、轴向面等各种角度观察；随着系统磁场提升，得到的画面分辨率也越高。现在广泛应用的1.5T或3.0T系统，已经可以看到大脑的结构，如脑干、丘脑、海马体等等。

实验中的7.0T系统，分辨率可达200微米，可以进一步看到精细结构，包括血管系统及周围的纤维组织等。例如海马区，可以看到海马的毛发，甚至可以将这些毛发加以区分。

人脑成像技术的发展为脑疾病诊疗奠定了基础。以帕金森氏病为例，以前医生只能通过解剖患病逝者的遗体，了解大脑病变情况；使用目前常见的1.5T系统，只能看到一点点红色黑质核，但没有任何细节；而使用7.0T系统，可以看到黑质周围纤维的精细结构。

借助这一清晰图像，医生可以精确定位插入电极，使用深部脑刺激技术（DBS）进行治疗（链接：）。除了帕金森氏病，该技术还可以广泛应用于中风、阿尔茨海默症等其它脑疾病，以及各种肿瘤的诊疗中。

本纳比教授在论坛上谈帕金森氏病新疗法

图 | WLF独家

由于MRI不能做分子成像，科学家采用MRI与PET成像并行的方式，利用计算机进行处理，合成之后获得高分辨率的分子图像。“由此，我们第一次看到大脑中缝核的细节，了解了大脑认知、语言、睡眠等不同活动时的脑部活动。”赵长熙说。

展望未来，赵长熙表示：“目前我们正在研发分辨率不到一毫米的PET扫描仪，相信我们能构建14.0T的MRI系统。研发费用会很高，超强磁性材料很难获取，但只要青年科学家和学生们不忘初心，就能克服重重困难，让它成为现实。”

排版｜阿曼

责编｜老黄

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