新型人体尺寸 MPI 扫描仪助力外周血管介入成像研究取得重要突破

为解决血管介入手术辐射问题，研究人员开展人体尸体灌注模型中股动脉 MPI 血管造影研究，证明其可用于外周血管介入引导，意义重大。

　　# 新型人体尺寸 MPI 扫描仪在血管介入成像领域的重大进展
在医学领域，血管介入手术是治疗外周动脉疾病等多种病症的重要手段。外周动脉疾病由动脉粥样硬化沉积物导致血管狭窄引起，与心血管、脑血管疾病关联密切，发病率高却常被漏诊、治疗不足。当前，经皮腔内血管成形术是下肢外周动脉疾病的标准疗法，然而血管介入手术的图像引导长期依赖电离辐射，如 X 射线。尽管技术不断进步，辐射剂量有所降低，但低水平电离辐射仍会增加医护人员和患者患癌及心血管疾病的风险，这成为医学领域亟待解决的难题。

在此背景下，德国维尔茨堡大学医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Communications Medicine》上。该研究聚焦于磁粒子成像（MPI）技术在血管介入中的应用。MPI 是一种新兴的成像技术，基于磁性纳米粒子，具有无背景信号、可实时成像等优势，且无需辐射，理论上非常适合血管成像和介入手术引导，但此前在人体应用方面数据稀缺。

研究人员使用一种新型人体尺寸的介入式 MPI 扫描仪，在人体尸体灌注模型上进行股动脉的 MPI 血管造影研究。他们的主要技术方法包括：利用人体尸体标本建立体外灌注模型，通过腹股沟和膝下动脉接入引入鞘管，实现股动脉的连续循环；采用基于行波 MPI 概念的扫描仪，通过特定电磁线圈系统产生无场线（FFL）进行空间编码，接收线圈获取信号并实时重建可视化；同时使用数字减影血管造影（DSA）作为参考，将 MPI 示踪剂（Resotran? 或 Perimag?）与 X 射线造影剂混合注射进行成像123。

实验结果

1. 实验装置与灌注模型：MPI 扫描仪能按预期围绕尸体大腿放置，相关设备便于分散放置，不影响操作人员。灌注模型成功建立，无明显漏液，能稳定灌注，DSA 可清晰显示股动脉情况45。
2. 示踪剂稀释与泵流速：由于多种因素无法直接测量有效泵流速，间接测量得到约 108ml/min 的净流速。实验发现，Perimag? 或 Resotran? 稀释比例为 1:10、1:5 和 1:2 时，实时 MPI 无法检测到信号；而注射 2ml Perimag? 与 1ml Imeron 350 或 1.5ml Resotran?（1 瓶）与 1.5ml Imeron 350 可获得满意的 DSA 图像和 MPI 信号6。
3. 成像一致性、血管可视化及同步操作：MPI 扫描仪空间分辨率约 5mm，可显示股浅动脉中下段。对比 DSA，MPI 能以更高帧率显示示踪剂团通过情况，但对于低级别狭窄（<50%）和一些血管分支无法显示。同时，MPI 扫描仪的部件会影响视野和图像质量，产生声学噪声和条纹伪影7。
4. 结果的可重复性与信噪比：实验在两个尸体的三条大腿上成功进行，参数可在不同标本间转移且结果可比。Perimag? 的信噪比为 23.7，Resotran? 的信噪比为 10.589。

研究结论与讨论

该研究首次在真实环境下，利用人体尸体灌注模型对新型人体尺寸 MPI 扫描仪进行了概念验证。结果表明，该扫描仪能与传统血管造影实验室设备紧密集成，实现股动脉的实时、无辐射可视化，且检测示踪剂团的能力可靠。这为基于 MPI 的血管介入手术开辟了新方向，有望大幅减少手术中的辐射暴露。虽然目前 MPI 技术还存在一些局限性，如视野范围有限、空间分辨率有待提高、示踪剂存在限制等，但在混合成像模式下，MPI 可替代血管介入手术中辐射剂量最高的 DSA 部分，预计能实现高达 70% 的剂量减少。未来研究将聚焦于改进 MPI 技术，如优化硬件设计、提高探测器性能、开发新型示踪剂等，以进一步提升其在血管介入手术中的应用价值，为患者和医护人员带来更多福祉。