2011年元月21日至23日,应武汉物数所周欣研究员的邀请,来自美国马萨诸塞州立大学的Mitchell Albert博士到该所进行交流访问,并做题为”Hyperpolarized Gas MRI for Pulmonary and Neuro-Imaging Studies”的报告。Albert博士现为马萨诸塞州立大学医学院放射科教授、磁共振成像研究中心主任。
传统的质子(1H)磁共振成像(MRI)技术能够对人体几乎所有部位成像,然而肺部MRI却是传统MRI方法的“盲区”。因为,人体大部分组织或部位都由水或脂肪组成,所以质子浓度很高,从而能在医院通常使用的1.5T或3T的磁场下,获得足够的磁共振信号。但是,人体的肺部大部分是空腔,即由肺泡组成,因此肺部低的质子浓度(比普通组织低约1000倍),使得传统的磁共振方法不可能获得足够的气体质子MRI信号。超极化气体磁共振方法是区别于传统的热极化磁共振的一种新技术,它利用原子分子物理学中的激光光泵和自旋交换碰撞的技术,使得惰性气体(3He、129Xe)的极化度大大增强,从而将超极化气体的磁共振信号提高10000倍以上。因此,当人呼吸超极化气体之后,就可以利用特别开发的MRI技术来研究肺部的结构以及功能。
Albert教授报告了超极化惰性气体3He在哮喘、肺气肿、慢性阻塞性肺病、肺癌中的应用和目前的最新研究进展。但3He属于稀缺资源,价格极度昂贵,目前很多国家开始控制其销售。和129Xe相比,3He不溶于血液;而129Xe溶于血液并循环至脑部,这也为神经成像提供了独特的研究方法。Albert教授也介绍了和周欣研究组的合作——首次利用超极化Xe MRI对中风进行的最新研究,此研究也被麻州大学医学院作为网站头条报道过(http://www.umassmed.edu/news/articles/2011/stroke_imaging.aspx)。但是129Xe比3He的旋磁比和超极化度各要小约4倍,因此总的信号要低1个量级多,这给目前129Xe MRI的研究提出了很大的挑战。
Albert教授随后参观了波谱实验室,并对超极化Xe装置和500MHz磁共振谱仪的自主研制表示了极大的兴趣和充分的肯定。2004年中国之行后,时隔六年Albert教授再次来访中国,不由得对中国近年来的发展发出了由衷的敬佩和赞赏。