磁共振成像（MRI）是窥探人体内部、尤其是大脑奥秘的“神眼”，但其临床应用长期局限于对肿瘤、炎症等病变的宏观形态学观察。

2026年5月6日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校梁志培团队在Nature 在线发表题为Multiplexed magnetic resonance imaging的研究论文，该研究开发了一种名为“MRx”的全新MRI数据采集与处理方法，首次在标准的3T临床扫描仪上，实现了对大脑22种定量生物标志物的一次性、高分辨率、同步成像。这如同为大脑拍摄了一张包含组织结构、生理功能和化学代谢完整信息的“全息定量照片”，为疾病精准诊断与个性化医疗带来了新的工具。

瓶颈：传统MRI的“分而治之”与信息缺失

传统临床MRI如同使用多台功能单一的相机：先拍一张T1加权像看解剖结构，再拍一张T2加权像看水肿，然后做扩散加权像评估细胞密度……这种“分而治之”的串行扫描，不仅耗时，更关键的是，每次只能获取单一、定性的对比度图像。医生能“看到”病变，却难以精确“测量”其组织特性。

更重要的是，大脑中蕴含关键疾病信息的代谢物（如反映神经元完整性的NAA、与肿瘤相关的胆碱等），完全不在常规MRI的检测范围内，需依靠另一项独立、缓慢且空间分辨率极低的技术——磁共振波谱来获取。

突破：MRx技术实现“一箭多雕”

MRx技术的革命性在于，它摒弃了选择性激发特定信号的传统思路。在数据采集端，它设计了一种新颖的脉冲序列，能够同时激发、捕获并编码自旋系统中所有可检测的信号，涵盖了决定T1、T2、T2弛豫时间的质子，以及众多代谢物分子中的原子核。

面对由此产生的、信息量爆炸的高维数据“灾难”，MRx采用稀疏采样策略，并利用基于物理原理的机器学习算法*进行高效重建与分离，最终一次性定量生成涵盖结构、功能与代谢的22种生物标志物图谱。

同时对多个定量的结构、生理和分子生物标志物进行测定和分析（图源自Nature）

验证：定义疾病“组织状态指标”

研究团队在肿瘤和多发性硬化症患者中验证了MRx的强大能力。通过整合这22种生物标志物（包括多种过去无法高分辨率成像的代谢物浓度），MRx能够为每个体素（三维像素）计算出一个综合的“组织状态指标”。结果显示，该指标能有效区分脑肿瘤的不同亚型，并对多发性硬化症患者的斑块进行更精细的特征描述，超越了传统MRI仅能判断“健康”或“病变”的二元分类，实现了对疾病异质性的深度量化描绘。

意义与展望：迈向真正的精准影像医学

这项突破的意义远不止于技术本身：

1.诊断变革：MRx有望将MRI从“看形态”的定性工具，升级为“测特性”的定量仪器，极大提升对神经系统疾病、肿瘤等的早期检测、精准分型和疗效评估能力。

2.临床可行：该技术在标准3T临床扫描仪上实现，避免了超高场强（7T）设备的限制，具备了快速临床转化的硬件基础。

3.科研新范式：为理解大脑在生理和病理状态下的复杂变化提供了前所未有的多维度数据，将推动脑科学及相关疾病的研究进入新阶段。

总之，MRx技术如同为医学影像领域打开了一扇全新的大门，它将MRI从“黑白电视”时代带入了“高光谱全景”时代。未来，一次简短、安全的MRx扫描，或可为每位患者生成其独一无二的“大脑定量全景图”，真正实现影像指导下的个性化精准医疗。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10475-x