中國科學院超導電子學卓越創新中心、中科院上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室博士董慧團隊，與德國于利希研究中心教授Krause課題組合作，將極低場磁共振成像（ULF-MRI）圖像中±500Hz帶寬內的工頻噪聲干擾抑制85%以上，解決了無屏蔽或簡易屏蔽ULF-MRI成像的固有工頻噪聲干擾問題，向低成本可移動式MRI系統的實現邁出了堅實的一步。相關研究成果以Adaptive suppression of power line interference in ultra-low ?eld magnetic resonance imaging in an unshielded environment為題，發表在Journal of Magnetic Resonance上。
磁共振成像（MRI）技術已成為臨床醫學診斷不可或缺的手段之一。目前主流臨床MRI系統典型場強為1.5和3.0特斯拉，造價昂貴且對使用環境要求苛刻。ULF-MRI的工作場強比傳統MRI低4個量級，具有系統簡單、造價低廉、對金屬不敏感的特點，且無需造影劑可獲得腫瘤與正常組織的本征T1對比度，近年來受到廣泛關注和研究。然而來自電網的工頻諧波噪聲會在ULF-MRI圖像中引入帶狀偽影。這些偽影將跨過樣品圖像，嚴重破壞成像質量，影響信噪比。該研究以超靈敏磁傳感器——超導量子干涉器（SQUID）作為信號檢測探頭，基于工頻諧波噪聲的空間相關性，從傳感器硬件構型和去噪算法設計出發，提出ULF-MRI工頻諧波干擾的動態抑制方法。該方法的提出有助于降低系統對環境磁場的要求，為后續開展可用于日常普檢的低成本移動式MRI系統研究奠定堅實基礎。此方法可推廣到采用傳統線圈探測的地面磁共振成像、超極化磁共振成像等領域具有應用潛力。
董慧課題組長期從事基于SQUID檢測的ULF-MRI系統及前沿應用研究，與美國加利福尼亞大學伯克利分校、德國于利希研究中心等國際團隊保持著緊密的合作關系，目前該課題組正繼續升級可用于生物組織離體/在體成像的ULF-MRI系統，探索ULF-MRI新應用方向，并研究可適用于ULF-MRI的新型成像造影劑。
研究工作得到了中科院戰略性先導科技專項（B類）的資助。（來源：中國科學院上海微系統與信息技術研究所）
圖1.成像頻率分別為1.3 kHz和4.8 kHz時1D MRI噪聲抑制效果
圖2.CuSQ4溶液的(a)原始圖像、(b)只抑制Z方向噪聲的圖像和(c)三方向噪聲均抑制的圖像。圖(d)為圖(a)與(c)的殘差圖
