薛蓉研究员
中国科学院生物物理研究所研究员，中国科学院大学（国科大）岗位教授，北京脑重大疾病研究院兼职教授。
博士毕业于美国约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程系，先后在美国约翰·霍普金斯大学医学院放射系、美国纽约大学医学院放射系生物医学成像中心从事博士后、research associate和研发工程师的工作。2007年回国任中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室研究员，射频电子实验室负责人。主要从事高场磁共振成像，磁共振并行发射接收技术，认知科学脑功能成像、弥散磁共振成像及脑神经纤维三维重建。近年来在MRM 、JMR、MRI、IEEE-TMI、IEEE-TBME、Eur. Radiol.等专业期刊上发表了一系列研究成果，获批多项发明和实用新型专利。2017年受聘为中华医学会第十四届放射学分会磁共振专业委员会磁共振物理与工程学组委员。
合作团队：
美国哈佛大学麻省总医院Martinos生物医学影像中心
澳大利亚昆士兰大学信息技术与电机工程学院磁共振实验室
德国莱比锡Max Planck人类认知与脑科学研究所
北京天坛医院、宣武医院、解放军301医院、协和医院
西门子中国磁共振有限公司
实验室研究方向
磁共振成像主要利用质子对人体进行成像，可无创获得具有重要影像学价值的科研和临床图像。脑与认知科学国家重点实验室分别于2002年和2010年在中国率先引进了西门子3T高场全身磁共振成像系统（如图1）和国内第一台7T超高场全身磁共振成像系统（如图2），为脑认知和神经科学的结构与功能成像研究提供了一流的科研及临床应用平台。
西门子 3T高磁场共振系统
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西门子 7T超高场科研磁共振系统
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磁共振成像系统构成非常复杂，磁共振成像仪、计算机控制与数据处理及主要功能外设配件示意图如图3所示。薛蓉课题组的主要研究方向包括高场磁共振技术研发，射频线圈和链路部件的硬件开发，以及成像序列和数据后处理方法的改进及其临床应用。
图3磁共振成像系统示意图（http://www.bmcbr.org）
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硬件方面
同临床3T磁共振系统相比，7T全身磁共振系统在信噪比、功能信号强度和频谱分辨率等几个关键指标上都有了一倍以上的大幅度提高（7T系统目前可以达到0.2毫米的结构图像分辨率）。但是要充分发挥其作用，还有许多技术难题需要解决，如B0静磁场匀场难度较高，超高场系统中B1射频场发射不均匀，人体对电磁能量的过度吸收（高SAR值）等。
课题组高场硬件技术的主要研究集中在7T和9.4T超高场射频阵列线圈和多通道发射接收链路的研发及SAR值监控技术。实验室射频研发团队在西门子7T系统中目前成功研制完成了多个并行发射接收射频阵列线圈及多通道射频接口（如图4），配合相位调节，在7T超高场系统中成功获得了高分辨率、清晰均匀的人脑结构和功能图像。该设计获批实用新型和发明专利3 项。研发团队还研制了多通道双排微带传输线阵列（MTL）线圈，新型感应电流补偿（ICE）去耦合八通道回路阵列发射接收人脑头线圈，超高场混合式单极子/表面回路阵列线圈，并成功应用于7T超高场人脑磁共振成像。
9.4T人体超高场磁共振成像系统的研制是近年来磁共振技术发展的前沿热点，课题组承担了中科院重大科研装备研制项目—9.4T超高场代谢成像磁共振系统射频子系统的研制任务，目前已研制完成了一套9.4T全身磁共振成像多通道并行成像射频子系统，并与9.4T磁体、梯度与谱仪系统进行了联调，成功获得了9.4T油模、水模和葡萄柚的质子图像。此外，团队还设计了一种多通道磁共振成像设备的SAR实时监测系统，用于超高场人体成像的SAR值监控。已获批发明专利。
图4 7T八通道并行发射接收相控阵头线圈及其射频接口实物图
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软件方面
磁共振成像技术的发展方向根本上是追求更高的图像分辨率、更快的成像速度、更少的图像伪影。磁共振成像软件技术的研发主要包括成像序列和数据后处理算法的改进及其临床应用。由课题组多位研究生完成的成果包括：
（1）研发了多延时(multi-delay)半连续动脉自旋标记(pCASL)磁共振灌注成像方法，在3T系统烟雾病(Moyamoya) 患者中同时得到了动脉血运输时间(ATT) 和脑血流(CBF) 图像。该方法能够提供与临床常用的CT灌注技术较为一致的CBF测量结果，提高了磁共振成像计算CBF脑血流的准确性。
（2）研发了一种多时相分段 passband SSFP自由稳态进动快速成像序列，在7T超高场中实现了高时空分辨率的BOLD-fMRI功能成像，空间分辨率达到毫米级别，时间分辨率达到百毫秒级别（50ms之内），可在HRF血液动力学响应功能曲线中成功观察到initial dip初始下降信号。
（3）发展并完善了静脉抑制的分段飞行时间血管造影成像(Segmented TOF MRA)技术，采用稀疏静脉饱和脉冲以降低人体对射频能量的吸收率SAR值，在7T高场系统上首次成功获得了对静脉血流抑制，并具有较高的时间效率和空间分辨率的TOF血流图像。该技术现已在脑血管病病人的7T扫描中投入使用，并具有了一定的临床应用价值。成功识别大脑的主要静脉对临床诊断和脑外科手术具有重要的意义。
（4）完善了基于Turbo-FLASH动脉自旋标记的7T高场磁共振灌注成像技术。
（5）研发并构建了基于1000例中国志愿者生成的中国人标准脑磁共振结构概率图谱。
（6）7T iSSFP 序列开发及应用。Integrated SSFP (iSSFP)是在传统bSSFP序列的选层或频率编码方向加上一个特定的散相梯度，使得在一个像素中的自旋散相恰好等于2Pi，这样可以将它的一个周期压缩到一个像素中，从而使信号幅度相对于频率偏移保持恒定，减轻超高场状态下人脑颞叶磁敏感伪影。将iSSFP技术结合多频带multiband（MB）射频技术，可同时激发多层，进行快速成像，促进其在超高场功能磁共振成像的应用。
iSSFP序列示意图及信号仿真图
iSSFP与传统的EPI功能图像对比
不同序列功能成像结果对比
在传统的bSSFP序列的基础上，实现multiline bSSFP，结合其他加速方法，以期实现更高的空间分辨率、更快的成像速度，并将该技术运用于超高场功能磁共振成像对大脑皮层不同层状结构和功能柱的研究中。
此外，课题组也很注重科研成果的临床应用，已与协和医院、301解放军总医院、宣武医院等北京各大医院建立了紧密的合作关系，利用磁共振成像技术对癫痫、老年痴呆、脑肿瘤、脑血管瘤等脑科疾病进行了持续的研究，推动高场和超高场磁共振技术在临床中的应用。
课题组毕业生去向
磁共振技术组毕业的博士和硕士研究生，现有多种职业选择。有申请攻读国外高校及研究机构博士后继续深造的，有留所继续进行科研工作的，也有任职于国内各大医疗影像公司，如通用电气、西门子、联影等，从事新一代产品的研发和客户支持。
课题组氛围
现在可以换个轻松的话题了，哈哈哈。
实验室11号楼有良好的学习和工作环境，工作日严谨对待科学问题和实验，周末放松生活，自由发展个人爱好。
实验室后花园，不仅有各种鲜花野草，也有各种水果，如桑葚、杏、桃子、李子、山楂、西瓜等，堪称小百果园。不时也会有萌萌哒的小黄猫到访。
除了科研，脑成像中心也会不时地组织师生的集体活动，实验室每年夏季或秋季会组织一次大型的集体活动，比如周末的轰趴、爬长城、秦皇岛旅游、穿越玉渡山、龙庆峡等。遇上毕业季，国内外会议或专家来访，会不定期聚餐，加深师生之间的交流和沟通。
还有参加国际或国内磁共振专业会议的机会
Sweet Memories
最后附上几张脑成像中心的合影相片，祝同学们学业蒸蒸日上，前途远大！
磁共振成像及应用领域包罗万象、丰富多彩! 磁共振成像技术是一项无止境的艺术创作。欢迎广大有工程或物理学专业背景的同学们加入我们的实验室——北京磁共振脑成像中心。
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