一、3D-MRE：升级后的MRE
磁共振弹性成像（MRE：magnetic resonance elastography）是一种非侵入性定量检测软组织弹性及结构的影像检查手段。在MRE的检测过程中，轻微的机械震动（30到70赫兹之间）通过外界的振动装置传播到所需要研究的组织部位，振动波在组织内的动态传播通过核磁共振机器（MRI）进行采集。在后处理中，根据振动波在组织内部的表象（波长以及振幅），我们便可以重建出组织的结构及弹性数值，简言之，就是量化组织的软硬程度。组织的软硬程度变化和病程以及病理有着密切的联系，很多由组织结构病变引起的弹性特征的改变甚至早于临床的表现，通过MRE，无需活检，就可以帮助区分恶性肿瘤和良性肿瘤
MRE蕞早以及蕞广泛地被用于肝脏纤维化的诊断分级上，在肝脏纤维化的进展中，由于胶原纤维的聚集，肝脏硬度有显著的上升，MRE所提供的弹性数值可以鉴别肝脏纤维化（F1-F3）以及肝硬化，并具有很好的灵敏度和特异性。同时，在评估脑部疾病（如多发性硬化症、脑积水、阿尔茨海默病和肿瘤等）方面，MRE也表现出了巨大的科学和诊断潜力。
MRE蕞新的相关技术，则是三维磁共振弹性成像技术（3D-MRE）。与二维磁共振弹性成像技术（2D-MRE）相比，3D-MRE更加可靠、准确。
3D-MRE由梅奥诊所的专业医生和研究人员发明，并在美国国立卫生研究院的赞助下进行了多年的研究。这项技术由Resoundant公司开发及推动，该公司由梅奥诊所创建，总部位于明尼苏达州。
二、3D-MRE如何改善脑部肿瘤手术方案
在MRE扫描中，精确解析人体的脑组织，需要具备高SNR（Signal Noise Ratio，信噪比）、高空间分辨率、全矢量场和多个MRE相位编码，这就大大延长了扫描时间。此外，到达人体脑组织的机械振动功率会受到颅骨的影响，从而进一步限制位移信噪比，这使得传统MRE难以应用在脑部肿瘤手术中。
因此，梅奥专家对此进行了深入研究，他们在研究报告中提到，通过3D-MRE获取的整个大脑弹性成像的3D数据，与传统MRE相比，显著提高了效率、空间分辨率和SNR。
为了获取较好的SNR，大多数脑部MRE研究都是采用基于SE（Spin Echoes，自旋回波）进行的，受SE的限制，脑部纵向磁恢复所需的TR（repetition time，重复时间）太长（超过2秒）。
3D-MRE的解决方案，是使用GRE（扰相梯度回波）采集，获取更短的TR（约50-200毫秒）。基于GRE的MRE的主要挑战，是在存在偏共振的情况下信号失相，这会导致SNR降低以及信号丢失。因此，在3D-MRE中，梅奥专家利用了多发、可变密度螺旋阶梯（SSC），以便快速、高质量地对整个大脑进行MRE。
3D-MRE新颖地将3D螺旋式数据采集方法、GRE和MEG（脑磁图）相结合。通过3D螺旋式数据采集方法，MRE可以获取超过两个完整振荡周期的MEG，以此来增强位移SNR，同时可保持合理且较短的TE（echo time，回波时间），以获得良好的相位SNR。利用低噪声跨平面并行成像提高采集速度，同时，在后处理过程中，利用共享解剖信息，可进一步提高刚度反演的SNR。
梅奥专家通过体内和模型实验，证明了3D-MRE在定性和定量方面，均能得到与基于SE的方法相当的脑部MRE结果。使用这个技术，医生可在5分钟内获得高分辨率脑部MRE数据，且SNR表现良好。
因此，通过3D-MRE技术，医生可以在脑部肿瘤手术中，快速获取患者大脑MRE，以此来判断肿瘤的性质，以及辅助手术完成，达到微创且精准、迅速的目的，在治疗效果、病情恢复以及副作用控制等方面，都能达到显著效果。