磁共振T1 T2联合对比成像精准检测心肌水肿的关键问题研究

Myocardial edema is usually used in the diagnosis of acute myocardial ischemia diseases. It has an important effect on choosing the treatment method and evaluating prognosis. Among all the medical imaging modalities, only magnetic resonance imaging (MRI), SPECT and PET can be used for myocardium edema imaging. Cardiac magnetic resonance imaging (CMR) has much higher imaging resolution than the other two imaging modalities and has no radiation. However, the commonly used myocardium edema imaging technique is sensitivity to cardiac motion and coil sensitivity variation, leading to severe image artifact and low image contrast. Therefore, we aim to improve the contrast and stability of myocardium edema imaging of MRI in this project. A novel method combining a new physiccal mechanism that contained T1 and T2 information with self-gating technique will be proposed and implemented. Then the preparation pulse and imaging sequence will be optimized and finally, we’ll establish a high contrast, stable, 3D myocardium imaging method. The new method will also be evaluated using phantom study and in-vivo experiments. This project lays the technology foundation for further clinical application.

心肌水肿是急性缺血性心脏病最重要病理征象之一，对于急性心梗治疗方法的选择和预后评估具有重大影响。现有的医学影像设备，仅有磁共振成像（MRI）、单光子发射断层成像（SPECT）和正电子发射断层成像（PET）三种模式可用于心肌水肿的检测，这其中，只有磁共振成像无辐射影响。而且磁共振图像分辨率高，成像时间也远远小于其它两种设备。但目前常用的磁共振心肌水肿成像方法图像质量和对比度都不稳定，易形成运动伪影，使得扫描失败，或造成误判。本项目围绕提高磁共振心肌水肿成像的对比度和稳定性展开，研究新的联合T1、T2信息的磁共振物理对比机制和自导航用于引导心脏成像的运动校正方案，形成对比度高、稳定性好的三维心肌水肿成像方法。并通过仿体实验和人体测试来验证提出方法的有效性和可靠性，为实现临床应用奠定技术基础。

心肌水肿是急性心肌梗死显著的病理征象之一，水肿的准确检测对于急性心梗的治疗和预后评估具有重要意义。心脏磁共振成像能够为心脏疾病提供全面的检测模式，且具有无辐射、高分辨率等优点。然而，目前临床常规的水肿成像方法存在对比度不足、易产生伪影等问题，影响检测的准确性。针对这一问题，本项目提出了磁共振联合T1 T2对比准备脉冲和绝热锁频准备脉冲，有效提高了心肌水肿和正常组织的对比度；研发了补偿低秩及可学习正则化的快速磁共振成像方法，提高了成像的速度及稳定性。此外，提出的新型准备脉冲和成像方法还拓展至其他部位，形成黑血T2加权血管壁成像和锁频定量成像新方法。在项目执行期内，项目组围绕磁化准备脉冲设计，新型对比成像方法，快速重建方法、及相关分析等方面展开了一系列相关的研究工作，相关研究成果发表期刊论文10篇，其中SCI论文9篇，申请发明专利5项，培养硕士研究生3名，博士研究生1名，其中，三项研究成果在国际医学磁共振学会年会（ISMRM）上进行口头报告（接收率为10%），一项在2019年国际心脏磁共振年会(SCMR)上口头报告，一项研究成果获得了2020年亚洲医学磁共振学会年会ASMRM最佳口头报告奖。研发的锁频脉冲已集成至国产医学影像设备领军企业上海联影公司的磁共振上。