自由呼吸心脏多参数同时定量成像技术问世
上海科技大学联合瑞金医院、联影发布创新FB-MultiMap技术，提升心肌疾病诊断效率与精度
自由呼吸心脏多参数同时定量成像技术（FB-MultiMap）由上海科技大学生物医学工程学院齐海坤教授团队联合上海瑞金医院及联影公司共同研发，相关成果已发表于磁共振领域权威期刊《Magnetic Resonance in Medicine》和《Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance》。
背景：传统技术局限亟待突破
心脏多参数定量成像是非侵入性评估心肌组织特性的重要手段，对心肌炎症、纤维化、水肿、脂肪或铁沉积及淀粉样病变等疾病的诊断具有重要意义。T1、T2和T1ρ参数分别反映心肌组织的不同病理变化：
- T1值升高提示心肌游离水增多或淀粉样物质沉积；
- T2值敏感于自由水含量，可识别心肌水肿；
- T1ρ对大分子变化敏感，可用于检测缺血性与非缺血性心肌病中的纤维化。
目前临床常规方法在一次屏气中仅能获取单一参数，多参数扫描需多次屏气，不仅延长检查时间，还易因呼吸位置不一致导致图像错配，影响联合分析准确性。此外，在3T高场强下，B1+不均匀性会显著干扰T1测量精度。
技术创新：FB-MultiMap实现高效精准成像
FB-MultiMap技术基于膈肌导航与字典库匹配算法，结合自主研发的后处理软件，实现以下突破：
- 自由呼吸采集：无需患者频繁屏气，减少运动伪影，提升图像质量，尤其适用于呼吸配合困难者；
- 单次扫描同步获取T1、T2、T1ρ参数图，总扫描时间仅为传统方法的三分之一；
- 具备B1+校正功能，优化脉冲序列设计，保障高场环境下定量准确性；
- 通过实时跟踪膈肌位移并动态校正采集层面，确保心脏图像空间一致性。
技术原理示意图：利用膈肌导航实现呼吸运动补偿，结合字典匹配算法完成多参数同步重建。
字典库匹配流程示意图
临床应用验证
1. 陈旧性心肌梗死患者（71岁）
扫描参数：2.08×1.67×8mm³，扫描时间89.9秒，TE=1.35ms，TR=2.84ms
数据来源：上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院
结果显示，瘢痕区域T1 = 1402 ± 63 ms、T2 = 66.2 ± 6.2 ms、T1ρ = 61.0 ± 5.6 ms，均高于健康心肌。传统屏气扫描因患者配合不佳出现明显运动伪影，而FB-MultiMap仍能生成高质量参数图。
2. 法布里病患者（31岁）
扫描参数：2.08×1.67×8mm³，扫描时间83.7秒，TE=1.35ms，TR=2.84ms
数据来源：上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院
该患者心肌T1值较健康人低约100ms，T2与T1ρ值正常，未见延迟强化，符合法布里病典型特征。FB-MultiMap成功捕捉到特异性T1降低，体现其对代谢性心肌病的敏感性。
科研验证：与传统方法高度一致
在健康受试者研究中，FB-MultiMap所获T2、T1ρ图质量优良，无运动伪影。分段分析显示，其T2测量结果与传统T2-prep bSSFP方法高度接近，验证了技术的可靠性和一致性。
专家介绍
齐海坤，上海科技大学生物医学工程学院助理教授、研究员、博士生导师，心血管磁共振成像研究课题组负责人。
研究方向：心脏磁共振成像、快速成像序列开发、降采样重建算法、深度学习在心血管影像中的应用。
机构简介
上海科技大学由上海市人民政府与中国科学院共建，是小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学，2022年入选第二轮“双一流”建设高校。学校深度参与上海科创中心与张江综合性国家科学中心建设，承担多项国家重大科技基础设施项目，包括软X射线自由电子激光、硬X射线自由电子激光装置等。
参考文献
[1] Zhenfeng Lyu, et al. Free-breathing simultaneous native myocardial T1, T2 and T1ρ mapping with Cartesian acquisition and dictionary matching. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 25, 63 (2023).
[2] Haikun Qi, et al. 3D B1+ corrected simultaneous myocardial T1 and T1ρ mapping with subject-specific respiratory motion correction and water-fat separation. Magnetic Resonance in Medicine. 2024 Oct 7.
[3] Qinfang Miao, et al. Free-Breathing Non-Contrast T1ρ Dispersion MRI of Myocardial Interstitial Fibrosis in Comparison with Extracellular Volume Fraction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 2024 Sep 6: 101093.
