磁粒子成像(MPI)是一种新兴的成像方式，基于对注入体内的超顺磁性氧化铁纳米颗粒的检测。磁性粒子的作用类似于示踪剂，并响应于移动的磁场自由点(FFP)进行检测，该点会改变其磁性方向。由于这些颗粒自然存在于人体内，因此它使MPI高度敏感且没有背景噪音。MPI可能会改变医学成像。然而，目前可用的商用扫描仪通常在覆盖范围和成像分辨率之间做出折衷。

在2022年4月29日在线发表在IEEE Transactions on Industrial Electronics上的一项新研究中，韩国光州科学技术研究所(GIST)的研究人员现在已经解决了这个问题。他们开发了一种兔子级三维(3D)MPI系统，可以以高分辨率扫描大体积。“对于MPI的大孔径尺寸，重要的是要实现高磁梯度以实现高图像分辨率以及大视场(FOV)，同时允许快速扫描和高灵敏度，”该研究的通讯作者Jungwon Yoon教授解释说。

这必须在不增加磁场强度或系统尺寸的情况下完成，因为高磁场会在患者体内引起不良的周围神经刺激，并且大型系统会产生更高的冷却费用。为了实现这一壮举，研究人员转向了一种称为“幅度调制”(AM)的技术，该技术使用低振幅，高频激发场与低频，高振幅驱动场相结合，以快速扫描FFP并检测磁性纳米颗粒。“AM MPI可以实现大视场和良好的分辨率，同时最大限度地减少周围神经刺激限制和硬件要求，”参与该研究的GIST博士后研究员Tuan-Anh Le说。

为此，他们开发了一个孔径为90 mm的AM MPI系统，并开发了七个线圈，其中包括选择线圈，驱动线圈(沿x，y，z)，励磁线圈，接收器线圈，驱动z线圈的副本，激励线圈的副本和取消线圈。在这种配置中，选择线圈产生产生FFP的磁场，而驱动和激励线圈产生驱动和激励场，这些驱动和激励场扫描FFP并从磁示踪剂产生信号，然后由接收器线圈测量。通过使用 AM 技术将从扫描 FFP 获得的 3D 切片图像转换为 MPI 图像，可以创建 3D 图像。

通过使用3D幻像测试其系统的成像能力，研究人员证明它具有更高的磁梯度扫描仪(4 T / m / μ0与 2.5 吨/米/μ0)和更大的覆盖范围(175，616 mm)3与 117，440 毫米3) 比市售的 MPI 扫描仪。使用AM技术，他们开发了一种低成本的小型MPI扫描仪，以展示该方法在实现高分辨率3D人体规模扫描仪方面的潜力。