SLAI Seminar

2025年12月31日（周三）上午，SLAI第十九期 Seminar 讲坛顺利举办。本次讲座由李海洲教授主持，主讲嘉宾是来自新加坡科技设计大学的HUANG Shaoying教授，HUANG教授围绕《Low-field portable MRI, AI and how they would change the Future Healthcare》主题展开报告，聚焦医疗成像与计算电磁学交叉前沿，系统介绍相关技术在早期病灶捕捉、床旁与急救场景部署、以及AI辅助重建与降噪等方向最新进展。

讲座简介

在医学影像与电磁技术交叉领域，如何在更早期捕捉病理变化、如何降低MRI使用门槛、以及如何把成像能力应用于重症监护室、救护车与偏远地区，正成为学术界与产业界共同关注的方向。

本次讲座围绕活体电性质成像（electrical property tomography）与便携低场磁共振（low-field portable MRI）两条主线展开：

· 前者强调利用细胞早期癌化阶段电学活性变化实现“及时预警”；

· 后者则聚焦低场系统在安全性、开放性与可移动性上的优势，并进一步讨论永磁磁体结构、系统集成挑战以及AI在重建、去噪与加速中的作用。

讲座内容

报告首先从“电性质成像”的临床意义谈起：在部分疾病（如早期癌化）进程中，细胞电活动可能在组织尚未出现显著结构变化前就已异常活跃，传统 CT 或常规 MRI在这一阶段往往难以直接识别；而基于电性质的成像有望更早期捕捉这种变化。报告指出，该方向的优势在于在既有 MRI 扫描系统中实现电性参数重构，无需额外电极或复杂硬件改造，对临床落地具有吸引力。随后，报告还分享了电磁检测在工程侧的延展应用，如对高密度电路板焊点健康状态的无线检测，以及植入式器件（如起搏器）无线供电在人体高介电环境下面临的传播、匹配与小型化天线等挑战。

在便携 MRI 部分，报告围绕“为什么需要低场”给出清晰脉络：传统 1.5T/3T MRI系统体积庞大、成本高、对场地与安全管理要求严格，难以进入重症监护室、救护车、灾后救援与偏远地区等，且病患转运存在风险。低场系统则具备更开放的检查形态、较小的 5-gauss 区域、更低 SAR 与热效应等潜在优势，可通过硬件简化显著提升可移动性与可及性。报告进一步比较了低场 MRI 的磁体方案与工程权衡：超导磁体（高场优势但制冷与能耗复杂）、电磁铁（结构相近但受电阻发热与散热限制）、永磁体（无需供电与制冷、适合移动部署但重量与漏磁控制带来挑战），并介绍了C型、Halbach 等典型结构及其在局部成像、介入友好与多模态融合方面的空间。

报告还重点强调了算法与AI在低场MRI中的关键作用：在磁场不均匀、噪声更显著、编码方式更复杂的条件下，图像重建、去噪与质量增强是决定体验的核心环节。分享内容包括基于物理约束的快速磁场/力计算与磁体优化算法、实验室迭代样机的成像示例，以及面向“更快扫描、更易操作”的加速与重建方向（如压缩感知、采集策略优化、以及AI驱动的降噪与重建）。报告指出，对于临床端而言“时间就是生命”，提升成像速度、降低使用门槛、支持远程运维与读图辅助，将共同推动低场MRI从补充工具走向更广泛的医疗服务网络。

在随后的讨论中，与会师生围绕低场系统的噪声来源（磁场不均匀、带宽与射频线圈设计耦合等）、硬件—编码—重建的协同设计、AI应更多用于采集端还是重建端、以及开源与模块化对生态构建的意义等问题展开深入交流。本次报告以“可移动、可负担、可规模化”为主线，展示低场MRI与电学成像如何在工程创新与智能算法的共同驱动下，面向未来医疗的去中心化与普惠化落地。