香港大学电机电子工程系学者研发简化版磁力共振影像扫描仪

(原新闻稿已于2月7日发布)

磁力共振影像 (MRI) 技术是一种广泛使用但成本高昂、用于诊断脑损伤和中风的工具。然而，其高昂的采购、安装和营运成本，令大部分发展中的国家无法负担得起。

香港大学（港大）的研究团队成功开发了一种崭新的磁力共振影像技术 ─超低磁场（ULF）0.055特斯拉脑部磁力共振影像扫瞄仪，这种技术可以透过标准交流电源插座进行操作，而无需配备无线电频率或电磁屏蔽室。

该研究团队由港大电机及电子工程系生物医学工程讲座教授兼林护基金教授（生物医学工程）吴学奎教授带领。团队的最新研究成果在《自然通讯》(Nature Communications) 发表，并在 《Nature Asia》和《Scientific American》中获重点介绍 。

港大团队是全球三大致力开发新型 ULF-MRI 技术的先锋学术研究团队之一，另一个研究团队设于哈佛大学麻省总医院 (Massachusetts General Hospital)。研究团队的目标，与吴教授研究项目目标一致，就是要将磁力共振影像的应用普及化。

从事磁力共振影像研究三十多年的吴教授，对于自己开发的这台他称为「小型」 磁力共振影像扫描仪感到欣喜，并从中获得强烈的成就感，因为这台新研发的磁力共振影像扫瞄仪相对传统的扫瞄仪更容易为医院负担得起。吴教授说：「人体主要由水分子组成，医学磁力共振影像主要是水分子的成像。磁力共振影像是大自然的礼物，目前磁力共振影像扫瞄仪并未被充分利用，我们必须更好地善用它，利用它作为一种诊断工具。」

超低磁场（ULF）0.055特斯拉脑部磁力共振影像扫瞄仪的原型

据估计，目前百分之九十以上的磁力共振扫描仪为高收入国家所拥有，全球

分之二的人口无法负担它们。全球临床扫描仪的总数估计只有约 50,000 台。

吴教授的团队将超低磁场0.055特斯拉脑部磁力共振影像扫瞄仪的设计和演算法设为开放资源，提供给所有有兴趣进一步开发该技术或将它应用于不同领域的人士。

这实际上是开启了一道大门，令磁力共振影像医疗保健取得进步。 「这将是一个很广阔的领域；我们已经展示了这个概念，并证明了简化版磁力共振影像扫瞄仪是可行的，前面的路向可以有很多。」吴教授说。

利用超低磁场（ULF）0.055特斯拉脑部磁力共振影像扫瞄仪拍摄的人脑影像

吴教授的团队透过使用深度学习演算法，消除了传统磁力共振影像的限制 ─ 因需要屏蔽外部来阻隔无线电频率信号，整台仪器变得庞大并不能移动。现有的磁力共振影像扫描仪基本上是一块巨型磁体，需要建造一个专门的房间来阻挡外部信号的干扰及容纳由超导磁体产生的强大磁场，这需要高成本的液氦冷却系统。

吴教授说：「简而言之，正是我们创新的演算法和硬件概念，令此项发展能够取得成果。」

他相信结合大量的研究人员的力量将可开发更多前沿知识。他说：「开放资源是知识传播的最快方法。我们希望磁力共振影像可应用于放射学以外的更多其他领域，例如儿科、神经外科及急诊室。我们欢迎更多来自科学、临床和工业界别的人士进行研究，以造福医疗保健界。」

他的团队与玛丽医院神经外科的梁嘉杰教授和其他医生合作，透过将ULF磁力共振影像扫瞄仪与标准 3 特斯拉磁力共振影像扫瞄仪获得的影像进行比较，成功验证使用 ULF磁力共振影像扫瞄仪得出来的结果。尽管影像的清晰度和解像度不及精确诊断所要求的程度，他们已能区别出大部分相同的病理，包括中风和肿瘤结果。

一台传统典型磁力共振影像扫瞄仪的价钱可高达 300 万美元，而超低磁场磁力共振影像扫描仪的成本仅为这个价格的一小部分。

吴教授说：「我相信演算法和大数据将是未来磁力共振影像技术所必需及无可避免的一部分。鉴于磁力共振影像的固有特质，我相信广泛应用磁力共振影像技术将透过大数据驱动的磁力共振成像和医疗诊断为未来带来巨大的机遇。这将带来多种低成本、有效和更高智能的临床磁力共振影像应用，最终造褔更多病人。」

网站连结:

Nature Communications: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27317-1

Nature Asia: http://www.natureasia.com/en/research/highlight/13913

Scientific American: https://www.scientificamerican.com/article/a-portable-mri-makes-imaging-more-democratic/