来源：
国家生物医学成像与生物工程研究所
儿科患者可以从腹部、胸部、骨盆的MRI中大大受益，这些以前往往由CT扫描来代替。
其中的一个原因是，为了获取真实的MR图像，患者要躺在扫描仪上，有时候长达一个多小时，必须保持完全静止。对于年幼的孩子来说，这样的几乎要求是不可能完成的。此外，MRI机器的密闭空间加上其产生的高噪音可能会使孩子烦躁，使他们更难以再保持不动。
另一个挑战是，要求年幼的孩子屏住呼吸时存在困难，在躯干的扫描过程中，需要防止胸部及腹部的动作，从而造成图像的失真。
在某些情况下，医生可以通过给孩子足够麻醉，暂停其肺部和腹部的运动，以获得满意的MRI图像。儿童的呼吸在整个扫描过程中由呼吸机控制，它是由麻醉师在需要躯体保持静止时进行的短时间的停滞。
斯坦福大学放射学的副教授、医学博士、哲学博士Shreyas Vasanawala说，这种做法是有问题的。 “在进行一个非侵入的过程，却要冒着更大的风险。麻醉的情况下存在着一定风险，另外还有与之相关的成本很高。纯粹的影响是，孩子应用MRI的可能性被显着降低，因为当你有一个可用的麻醉师，你可能没有足够的核磁共振成像扫描仪供使用，反之亦然。进行MRI检查面临着很大的障碍。”
然而CT扫描在许多情况下是够用的，一种MRI通常提供可以影响治疗的附加信息。例如，MRI是特别适用于揭示异常软组织，如韧带和软骨、大脑和心脏器官。另外，它可以提供有关血液流动的信息，并可以用于检测组织内代谢的变化，或在在疾病的早期阶段，在较大的结构变化之前，显示分子的变化。
此外，不像X射线或CT，MRI不会使病人遭受电离辐射。这使得其是被认为是最容易受到电离辐射的有害影响的孩子的特别有吸引力的成像选择。
伴随着NIBIB对研究的支持，Vasanawala开始打破了让孩子不能接受核磁共振的障碍。使用一种多管齐下、团队科学的方法，涉及调整供儿科使用的MRI设备，开发更好的运动校正策略，应用最先进的图像重建技术，Vasanawala和他在斯坦福的同事们显著减少了孩子接受MRI扫描所需花费的时间。
“用我们的方法，我们能够大幅提高成像速度，因此孩子们能更好地容忍扫描过程，”Vasanawala说。 “我们现在的核磁共振都在10分钟以内，而以前曾经是一个小时。”
Vasanawala博士的这项研究的合作者包括斯坦福大学的约翰•保利博士、基利•斯科特博士和布赖恩•哈格里夫斯博士，以及加州大学伯克利学院的迈克尔•勒斯蒂格博士和Kurt Kuetzer博士。
创建一个适用于儿童的MRI扫描仪
由于磁共振成像仪是针对成年人设立的，Vasanawala的第一个目标是设计和建造适合孩子身体MRI信号接收线圈。信号接收线圈环绕正在被成像的身体部分，并负责在MRI扫描过程中捕获的身体中产生的射频信号。该线圈被设计为最大化，在减少了噪声或干扰的同时增加所接收到的真实信号的量。然而，标准的线圈对孩子来说往往比需要的更多，并产生额外的噪音，导致图像变得不那么灵敏。在与GE医疗集团合作后，Vasanawala和同事合作构建了儿童尺寸的腹部成像接收线圈。在减少线圈尺寸的同时提高图像的清晰度，在平行的阵列布局允许各线圈以从身体的不同部位同时拾取信号，而不是按照顺序，从而缩短了扫描时间。
为了进一步减少扫描时间，Vasanawala与加州大学伯克利分校的电气工程师Lustig合作，实行所谓的压缩传感技术。压缩传感通过收集以往需要启用一个完整的磁共振图像的数据，而现在只需要一小部分来缩短扫描时间；这被称为欠采样。该技术的关键是可以通过扫描之后的几个高保真的数据点，使用一种特殊的算法重构完整的MR图像。
“在核磁共振成像图片中，没有人们最初想的需要那么多的照片，在一定意义上，你可以收集少一点的信息和静止图像来进行重建，”Vasanawala说。
这个过程可以比喻为用低像素的相机非常快地拍摄一部电影，然后使用算法对图像进行高画质转换。
除了压缩传感，Vasanawala和同事们还创建了一个成像的方法，有助于纠正扫描过程中发生的动作，甚至可以在小孩呼吸时拍摄清晰的图像。
虽然Vasanawala很快就指出，他的研究团队是不是第一次合作研发这些先进的核磁共振成像方法，他认为当代磁共振成像技术和用于儿童使用技术的组合是独一无二的。
“有很多工作在其他地方已经正在进行着这样的议题，例如，很多人已经为特定目的开发研究，如脑成像的高密度线圈专用接收线圈。其他人在探索各种加速成像的方法，许多团体都在做工作的议案修正，我觉得我们的独特之处，我们要做的是，我们已经结合了所有这些方法，并一直将充分考虑儿童的利益放在第一位。”
NIBIB磁共振成像和光谱的项目总监刘帼英（音译）博士同意Vasanawala的做法是独一无二的。
“尽管是最容易受到电离造成的CT辐射的潜在负面影响，但当涉及到医学成像技术的发展，孩子往往成为被忽视群体，”她说。“Vasanawala博士的研究小组通过周到的开发，用系统的方法来处理与儿童相关的MRI著名的小儿体内成像的问题上取得了一个重要进步。”
门诊的小儿MRI检查
在斯坦福大学，Vasanawala的小儿腹部MRI检查项目正在改变儿童拍摄的方式。“我们已经有完全自由的呼吸方法，”Vasanawala说。而不用将在他们的喉咙下放导管来麻醉，孩子们被轻度麻醉，而且，对于在临界年龄组的孩子们，在过去，我们就会让他们经受麻醉，他们现在越来越多地无需麻醉地进行MRI检查。”
这些协议的变化已经大大减少给斯坦福的孩子们进行CT扫描的数量。
“谁最终会进行CT扫描的患者是外伤患者或在特护病房的患者，他们是很脆弱的，但，或者，进行MRI检查的做法是更适宜的，这与5年前有相当大的变化。”
在限制暴露于CT扫描电离辐射的是儿科医学一个有价值的目标的同时，对于一些儿童来说，赌注也高得多。近日，根据Vasanawala的儿科MRI检查程序的结果，5岁的芬兰人Green避免了肝脏移植。经过最初的标准MRI发现这个芬兰人的肝脏有大量的肿瘤，三个不同的医院的医生一致推荐进行肝脏移植手术，这将要求他在余生取每天服用抗排斥药物来维持治疗。
但在邻居的推荐下，男孩的父母见了斯坦福大学医学中心临床移植的院长，他建议他们得到使用Vasanawala的儿科核磁共振技术拍摄肿瘤的另一张照片。所产生的图像使医生认为肿瘤实际上是良性的。在四个小时的手术后，医生切除了Finn长有肿瘤的60％的肝脏；其中大部分肝脏六个星期内恢复了。芬兰人现在没有癌症并能正常生活了。
前瞻
当被问及斯坦福大学的儿科MRI检查程序是否可能会在其他医院实施时，Vasanawala指出，通用电气医疗集团目前在自己的管道拥有基于他的研究团队开发出的方法的儿科MRI线圈。此外，他指出，许多他的团队开发的，专门为图像重建算法的方法，已经被公开发布在网上，任何人都可以利用。
在小儿磁共振成像领域，Vasanawala相信事情正在朝着正确的方向发展：
“从我们开始这方面的工作，并开始在会议上展示成果的时候，我想更多的人开始对儿童的MRI感兴趣，为了孩子的利益，与五年前相比，现在对儿童的MRI有了更多的关注。在这个意义上，我们的工作帮助推动MRI研究界进行更广泛的儿童转换工作。”
