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uMR在线生态 | 浙大林子暄团队自旋标记下的横向弛豫技术上线联影生态,助力无创高效脑氧代谢评估!

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2025-06-25
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TRUST MRI技术上线联影在线生态平台,推动无创脑氧代谢评估新发展

基于静脉血T₂弛豫成像的定量技术,实现全脑氧代谢率快速、无创检测

脑氧代谢异常在阿尔茨海默症、卒中、脑肿瘤等多种神经系统疾病中具有关键作用,精准评估相关生理参数对疾病早期诊断与疗效监测意义重大。传统金标准15O-PET虽可定量测量脑氧代谢,但存在操作复杂、辐射暴露等问题,难以广泛应用于临床随访和大规模研究。

由约翰霍普金斯大学Hanzhang Lu教授提出、浙江大学林子暄团队进一步开发的自旋标记下横向弛豫技术(T2-Relaxation-Under-Spin-Tagging, TRUST),现已正式上线联影在线生态平台。TRUST MRI通过无创方式,结合静脉自旋标记与T₂加权成像,实现全脑静脉血氧饱和度(Yv)及脑氧代谢率(CMRO₂)的快速定量评估,为神经退行性疾病、脑血管病等领域的临床与科研提供创新解决方案。

用户可通过联影设备直接访问生态平台,一键下载TRUST应用协议,快速部署于临床与科研场景。

TRUST技术原理

TRUST是一种专用于无创定量脑静脉血氧饱和度和全脑氧代谢率的磁共振成像方法。其核心原理基于血液横向弛豫时间(T₂)与血氧饱和度之间的确定性关系,在红细胞压积恒定条件下,通过测量静脉血池的T₂值即可推算出血氧参数。

该技术采用静脉自旋标记结合多回波T₂准备脉冲序列,在不同有效回波时间(eTE)下采集图像,增强对T₂衰减的敏感性,同时减少血液流出效应带来的误差。通过标记与对照图像相减,获得纯静脉血信号,再拟合T₂衰减曲线,并结合体外校准模型,最终转化为静脉血氧饱和度Yv。

氧摄取分数(OEF)由动脉血氧饱和度(Ya,通常通过脉搏血氧仪获取)与Yv计算得出:

整个扫描过程仅需约1分钟,即可获得全脑平均氧代谢参数,且结果与PET金标准高度一致。

TRUST MRI脉冲序列示意图

技术优势与创新点

  • 高灵敏度与高一致性:可准确检测生理及病理状态下的脑氧变化,已在阿尔茨海默病、血管性痴呆、神经免疫疾病等模型中验证,与PET结果高度吻合。
  • 数据处理简便:通过信号差分直接提取静脉血成分,无需复杂建模,提升分析效率。
  • 最小化流出效应:优化脉冲设计显著降低T₂估计偏差,提高测量准确性。
  • 扫描速度快:单次扫描约1分钟完成,适合临床常规使用。
  • 多模态融合潜力:可与颈动脉相位对比法等血流测量技术联合,实现脑血流与氧代谢同步评估,助力机制研究与精准诊疗。

临床与科研应用

TRUST已广泛应用于多种神经系统疾病的机制探索与辅助诊断,包括阿尔茨海默症、血管性痴呆、多发性硬化等。其无创、定量特性特别适用于长期随访与早期干预研究。

研究表明,携带APOE4基因的健康老年人,其脑氧摄取分数(OEF)显著低于非携带者,提示在临床症状出现前即存在脑代谢功能异常,为阿尔茨海默病的早期预警提供了影像学依据。

开发者介绍

林子暄
浙江大学
生物医学工程与仪器科学研究院百人计划研究员、博士生导师

参考文献

  1. Lu H, Ge Y. Quantitative evaluation of oxygenation in venous vessels using T2-Relaxation-Under-Spin-Tagging MRI. Magn Reson Med. 2008 Aug;60(2):357-63. doi: 10.1002/mrm.21627.
  2. Jiang D, Deng S, Franklin CG, et al. Validation of T2-based oxygen extraction fraction measurement with 15O positron emission tomography. Magn Reson Med. 2020; 85: 290–297. https://doi.org/10.1002/mrm.28410
  3. Lin Z, Sur S, Soldan A, Pettigrew C, Miller M, Oishi K, Bilgel M, Moghekar A, Pillai JJ, Albert M, Lu H. Brain Oxygen Extraction by Using MRI in Older Individuals: Relationship to Apolipoprotein E Genotype and Amyloid Burden. Radiology. 2019 Jul;292(1):140-148. doi: 10.1148/radiol.2019182726.
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