Page 43 - 《中国医疗器械杂志》2026年第1期
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部署在运动场


              Chinese Journal of Medical Instrumentation  [21]  [21]                             2026年 第50卷 第1期

                                                     研   究   与   论   著

                                    诊断脑卒中

                                                                                                [26]
                                                                信号处理，例如k空间的低秩分解 和模型拟合方
                                                                  [27]
                                                                法 ，受污染的k空间被分解为低秩和稀疏分量，
                                                                可以从低秩分量中获得无噪声的MRI信号。图4
                                                                所示为基于深度学习的有源干扰抑制的模型拟合方
                                                                法，其使用卷积神经网络（convolutional neural
                                                                network, CNN ）拟合模型参数。

                               (c) MRI部署在病床边                        Input                                Output
                           (c) MRI deployment at the bedside
                        图3   移动式低场MRI的应用场景                                                 Conv   Conv  Conv
                    Fig.3  Application scenarios of mobile low-field MRI
                                                                  Complex
               4    移动式低场MRI设备研发中的创新点                            k-space data                      k 3 k 3
                                                                                     n  k 1  k 1  k 2  k 2
               4.1    移动式磁共振成像磁体结构形式
                                                                    n
                  磁体是移动式低场MRI系统中最重要的组成部
              分。磁体结构主要包括Halbach结构、双极板结构                                        FC2     FC3    C1     C2  IMAGE
                                                                                n 2    n 2  n×n  m 1 ×n×n  m 2 ×n×n  n×n
              和其他异型结构等。
                 （                                                         FC1 2
                   1）Halbach结构磁体。Halbach磁体结构紧
                                                                           2n
              凑，产生磁场效率高。2019年，荷兰莱顿大学                                      图4   有源干扰抑制的模型拟合方法
                        [22]
              WEBB团队 利用2 948块钕铁硼磁块搭建了Halbach                      Fig.4  A model fitting method for active interference suppression

              磁体结构，在直径27 cm的球形成像区域内的磁感
                                                                   （  3）低频干扰信号主动控制方法研究。超低
              应强度达到了50.4 mT。                                    场MRI设备易受工频干扰、电力列车以及其他大型
                 （
                   2）双极板结构磁体。永磁体的双极板结构
              形状与电容相似，磁体的极化方向相同，均沿上下                            运输系统产生的低频噪声影响。采用主动控制方法
                                                                能够更加精准地获取干扰信号特征，并采用合适的
                                              [23]
              两块平板法向。2020年，重庆大学 研制出用于脑
              卒中诊断的低场MRI设备，并验证了其有效性。                            控制方法进行干扰信号消除。利用信号传感器获取
                 （                                              干扰信号，根据信号特征设计相应的有源或无源滤
                   3）异型结构磁体。MCDANIEL与COOLEY
              等  [24] 提出一种头盔式的颅脑MRI系统，磁场为                       波器，通过模拟电路设计或数字电路设计将特征信
                                                                号经过放大等处理后输出至补偿线圈，进而产生补
              63.6 mT，质量为6.3 kg。异型结构磁体产生的背景
                                                                偿磁场。
              磁场在磁感应强度、磁场均匀度方面均无优势，距
              离实现人体脑部成像的实际应用仍有差距。                                  （  4）高频干扰信号主动控制方法研究。高频
                                                                干扰信号主动控制方法借助电磁干扰感应线圈采集
               4.2    电磁兼容性优化与噪声抑制技术
                  针对噪声所处频段，可以采取不同的噪声消除                          电磁干扰特征信号，并建立电磁干扰特征信号到射
              方法。                                               频接收线圈噪声的映射模型，在不牺牲设备便携性
                 （                                              的条件下，获得较好的去噪效果。目前建立映射模
                   1）无源干扰屏蔽方法研究。对于低场MRI
                                                                型主要有三种方法：一是使用小波分析和最小二乘
              设备，采用无源EMI屏蔽方法，不能影响设备的可
                                                                                     [28]
                                                                法等的自适应抑制方法 ；二是利用信号在时域和
              移动性。因此无源电磁干扰去除方法需要在材料选
                                                                               [29]
              择、屏蔽层设计和设备结构等方面进行优化，满足                            频域做线性回归 ；三是基于深度学习的方法，构
                                                                           [30]
              轻量化的要求。具体来说，可以通过合理应用高导                            建网络模型 。
              电性材料、高磁导率材料、多层屏蔽结构以及开口                             4.3    基于并行成像和深度学习的快速成像
              优化设计，来减少外部电磁干扰，提高MRI成像质                               为了提升诊断效率和患者体验，加快成像速度
              量。同时，可以配合吸波材料和无源滤波器，进一                            一直是医学影像研究者重点攻关的课题。低场
              步提升屏蔽效果和系统稳定性。                                    MRI的快速成像可以分为以下几步。
                   2）有源干扰抑制方法研究。有源干扰抑制
                 （                                                 （  1）采样方式研究。对于低场磁共振的快速
              方法是帮助MRI扫描仪完成轻量化目标的有效手                            成像，采样方式研究是优化成像速度和质量的关键
              段。目前该方法可分为两个主要部分：一部分是图                            之一。传统的笛卡尔采样方式需要对整个频率空间
              像后处理，例如设计滤波器 。然而，后处理方法                            进行采样，而快速成像的欠采样方式包含笛卡尔欠
                                       [25]
              通常仅限于特定类型的干扰，并且原始图像中的                             采样和非笛卡尔欠采样。笛卡尔欠采样包括均匀欠
              一些重要信息在干扰抑制后会丢失。另一部分基于                            采样、随机欠采样，以及带校准行和不带校准行的


                                                             39
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