华中科技大学研究人员开发出一种新型磁共振成像（MRI）技术，能够在体内实现对磁性微机器人的实时、无伪影导航。该技术显著提升了成像速度与跟踪精度，解决了MRI驱动机器人控制领域长期存在的技术难题。

磁性微机器人被视为微创医疗领域的重要工具，可用于靶向给药、精准治疗及诊疗一体化等场景。其微型化结构与磁响应特性使其能够穿越传统器械难以到达的复杂生物环境。MRI兼具深层组织穿透能力与高空间分辨率，是引导此类机器人的理想平台。然而传统MRI序列成像速度缓慢（重复时间约1000毫秒），导致实时控制延迟并产生图像伪影，不仅降低跟踪精度，还会干扰驱动机器人的磁场梯度，使术中精准导航困难重重。

实现机器人体内实时可视

为突破这些局限，研究团队研发了多频双回波（MFDE）MRI序列，将重复时间缩短至30毫秒，在保持高空间精度的同时实现近实时成像。该序列采用两个相邻的180度射频脉冲生成双回波，加速质子自旋恢复过程。针对超短重复时间导致的稳态信号衰减问题，团队通过正负偏置频率激励交替激发的方式维持图像质量。

该技术使磁性粒子定位相对误差小于1%，驱动梯度占空比达77%，彻底消除了成像梯度与机器人运动间的相互干扰，获得无伪影背景图像。研究人员还开发了重建算法，将运动伪影替换为预采背景图像上的明亮光点，实现运动过程中机器人位置的持续可视化。

从迷宫到生物体的验证

研究团队通过系列实验验证该系统效能：在三维迷宫导航实验中，通过操纵杆控制磁性机器人穿越复杂立体迷宫，三视图成像平台实时更新其位置；在仿生血管模型中，机器人成功穿过曲折的类血管结构，证明该技术在微创血管介入中的应用潜力；在大鼠结肠活体实验中，磁性机器人在MRI实时引导下完成生物环境导航，展现出替代传统结肠镜检查的可能性。

这项突破性研究通过解决成像速度与质量的固有矛盾，将MRI驱动机器人导航技术推向新阶段。未来该技术有望提升微创医疗操作的精准性与安全性。

相关成果已发表于《工程》期刊。

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