超顺磁三维影像系统（Magnetic Particle Imaging, MPI）是最新一代分子影像技术，采用复合组合方式的旋转可变梯度磁场，直接检测活体内的超顺磁氧化铁纳米粒子（SPIO），获得ng级的超高灵敏度成像。
2001年，德国汉堡飞利浦实验室科学家B. Gleich首次提出MPI的概念。
2005年，B. Gleich和另一位科学家 J. Weizenecker研制成功了首台MPI设备， 其可行性论证发表在当年《Nature》杂志上。
2014年，加州大学伯克利分校研究团队创建了Magnetic Insight公司。
2017年，Magnetic Insight公司的MPI设备——MOMENTUM问世。
2019年9月，在世界分子成像大会（WMIC）上，Magnetic Insight再次推出首款集成了CT模块的商业MPI系统，为最新突破的分子成像模式提供了解剖学背景。
MPI利用磁力学独特的几何结构创建一个磁场自由区（Field Free Region，FFR），类似于将两块磁铁的北极对北极放置。快速移动FFR会使得SPIO纳米颗粒的磁性方位发生翻转，从而在接收线圈中产生信号。
MPI的性能、分辨率和灵敏度主要受纳米颗粒的影响。使用更好的或特定的SPIO可以提高设备的分辨率和灵敏度。
1 高对比度，不仅反映示踪剂的分布且信号强度与示踪剂浓度成比例，可以获得定量数据，区别于目前其他医学成像方法。
4 高空间分辨率，MPI的空间分辨率取决于示踪剂本身和外部磁场，MPI成像示踪剂的磁矩是MRI成像中H质子的8倍，因此理论上MPI要比MRI灵敏度高得多，可以达到亚毫米级的分辨率。
5 不存在电离辐射， 也无需使用毒性示踪剂，因为MPI的示踪剂由超顺磁氧化铁（SPIO）制成，相比用于CT的碘和用于磁共振的钆，SPIO要安全得多。
6 不需要屏蔽，与MRI不同，MPI不完全受磁场均匀性影响，因此生产和维护磁场的成本较低。
04 前景
2019年，第5期《中华放射学杂志》发表了《磁粒子成像的发展与临床应用前景》一文，作者提到：“从目前国内外MPI研究现状看，与已经发展了40年的MRI技术相比，MPI在硬件设备、成像示踪材料的选择以及图像重建算法等方面仍需进一步改进提高。从技术的角度看，临床用MPI研发将是未来几年主要面临的挑战。为了保证临床上可靠且具有重复性的检查方法，基于标记的图像融合技术和MPI-MRI扫描仪已在研究中。通过色彩或多光谱MPI成像区分不同的示踪剂或了解示踪剂周围介质的温度、黏度等，实现扫描期间实时重建和可视化等都在探索中。随着硬件和示踪剂的改进，MPI将能产生亚毫米的分辨率和μmol水平灵敏度的图像，有希望在功能成像上应用。相信MPI在今后几年一定会经历一个高速发展期，一旦成熟的理论框架形成并通过安全可靠的设备实现功能，MPI在临床诊断和治疗等领域必将发挥重要作用。”
