在保证图像质量的前提下，
提升扫描速度一直是
磁共振最重要的发展方向之一。
传统的并行采集加速
会导致信噪比的下降，
下降比例正比于根号下加速倍数。
在患者流通量日益增长的中国，
无论是医生还是病人
都需要创新的MR加速技术。
HyperWorks 全身超感成像
基于双线圈同步接收技术，超感成像有效融合HyperSense全身压缩感知和HyperCube聚焦视野成像，实现速度与精度的完美统一。
双线圈同步接收技术
HyperSense 压缩感知成像
奈奎斯特采样定律一直被视为信号与系统领域的金科玉律。2006年，斯坦佛大学的数学家Emmanuel Candes，陶哲轩和David Donoho提出压缩感知理论：利用信号的稀疏性，通过低于奈奎斯特定理的随机采样，重建恢复出原始信号。
2007年，斯坦佛大学的Michael Lustig¹，David Donoho，John M. Pauly打破传统奈奎斯特定律的束缚，首次将压缩感知理论应用于磁共振成像。在GE的磁共振上,他们将五倍加速MRA成像的科研成果发表在2007年MRM的杂志上, 被引用次数高达5173次。2008年，他们又将压缩感知拓展到更多的磁共振成像应用。
（1. 现任加州伯克利大学副教授）
作为斯坦佛大学在磁共振领域最主要的合作厂商，在2016年 RSNA上，GE向全世界的医生和学者展示了磁共振界期待已久的压缩感知技术。2017年4月，GE成为首个获得全身压缩感知FDA的厂家。HyperSense推出的第一年就加速了12万例检查，并持续地造福全世界更多的医生和患者。
传统并行采集由于采用隔行采样会牺牲图像质量。磁共振图像天然具备一定的稀疏，HyperSense通过可变密度K空间稀疏采样获取最重要的采样点，利用非线性的迭代重建算法，最终还原出高保真的全局图像信息。HyperSense不依赖线圈几何信息且对于图像伪影和信噪比损失不敏感，从而提高扫描速度的同时保留足够的图像细节。
1
随机稀疏采样得到 K 空间信息，先后进行傅里叶变换和小波变换。在高维度欧几里得空间里，算法会最小化原始图像在欧几里得空间的 L1 范数，提高图像的稀疏性。
2
小波降噪后的图像经由小波逆变换和傅里叶逆变换后得到观测矩阵，通过比较此矩 阵与稀疏采样矩阵的差异性，最小化其L2范数以提升压缩感知图像与原始图像的一致性。
3
HyperSense 利用λ平衡每个体素信号的稀疏性和一致性，通过一定次数的迭代重建后恢复出最终图像。
HyperCube 聚焦视野成像
HyperCube 是 GE 经典技术 Cube 家族的最新成像序列，通过独有的采集技术，可在缩小 FOV 的情况下，不牺牲图像质量和分辨率，同时大幅缩短扫描时间。或者可在相同扫描时间的情况下，在小 FOV 的成像视野中换取更高的图像分辨率。
余弦调制的选择性饱和脉冲(VSS)被连续使用 2-3 次, 以充分抑制 T1 和 B1 带来的变化，从而同时抑制相位 FOV 两侧的外部容积。HyperCube 通过缩短回波链的长度，有效减少模糊效应。HyperCube 可应用于全身各部位扫描，有效帮助临床针对实际病灶区域进行采集。
传统并行采集由于采用隔行采样会牺牲图像质量。磁共振图像天然具备一定的稀疏，HyperSense通过可变密度K空间稀疏采样获取最重要的采样点，利用非线性的迭代重建算法，最终还原出高保真的全局图像信息。HyperSense不依赖线圈几何信息且对于图像伪影和信噪比损失不敏感，从而提高扫描速度的同时保留足够的图像细节。
超感成像案例分享
颅脑容积成像具有空间分辨率高，对小病灶检出率高等优势，具有广泛的临床应用需求。传统的容积成像扫描时间长， HyperSense 有效缩短扫描时间同时提高分辨率，显著提高了临床实用性。
Cube T2 FLAIR 可显著提高微小白质病灶、转移瘤及脑膜瘤病灶的检出率。结合HyperSense 技术后，扫描时间最短不到 3 分钟，减少了伪影发生使得诊断准确率提升。
Cube DIR 可观察白质及灰质异位病变，结合 HyperSense 技术也能显著缩短扫描时间显著缩短并提高空间分辨率。
常规颅脑 TOF MRA 是临床常用序列之一，若要更好显示小动脉时成像时间一般较长。HyperSense 大幅度减少扫描时间，而血管结构尤其是主干成像效果基本不受影响。
超感成像扫描时间不到 1 分钟，亚毫米薄层成像，有利于垂体微腺瘤的检出。
超感成像一次屏气即可完成 3D MRCP, 扫描时间仅相当于传统呼吸触发方法的 6%，能减少伪影产生的概率，有利于提高诊断的准确率。
传统 2D 成像要求一定的层厚保证信噪比，并保留一定比例的层间隔减少层间干扰，限制微小病变的检出。而传统 3D 成像由于扫描时间较长，临床并未广泛使用。HyperCube 技术选择性只激励前列腺成像区，缩短扫描时间并克服前方呼吸运动伪影的干扰，同时结合 HyperSense 进一步提高扫描速度。
膝关节 3D Cube T1 容积成像空间分辨率和信噪比高，使用 HyperSense 后能将扫描时间缩短为原来的 40%。
总 结
全身超感成像是一种基于双线圈并采，
同步使用全身压缩感知和聚焦视野成像的
磁共振加速技术。
它既能在保证图像质量的前提下
显著提升MR扫描速度，
也可以提高3D成像的空间分辨率，
实现磁共振速度与精度的完美结合。
参考文献
1. Lustig M, Donoho D, Pauly JM. Sparse MRI: The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging. Magnetic Resonance in Medicine, 2007; 58:1182–1195. DOI 10.1002/mrm.21391.
2. Donoho D, “Compressed sensing,” IEEE Transactions on Information Theory, vol. 52,no. 4, pp. 1289–1306, 2006.
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_sensing
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