联影医疗与中科院深圳先进院合作成果发表于国际权威期刊
基于3.0T磁共振系统实现CEST pH定量成像新突破
自2017年联影与中国科学院深圳先进技术研究院(简称“先进院”)联合研发的中国首台3.0T磁共振上市以来,该设备不仅实现了我国高场磁共振从无到有的跨越,更获得全国顶级医疗机构广泛认可。2021年9月,双方牵头联合解放军总医院、复旦大学中山医院完成的《高场强磁共振医学影像设备自主研制与产业化》项目荣获国家科技进步一等奖,标志着产学研医协同创新生态的成功构建。
近日,先进院与联影医疗在磁共振分子影像领域的合作研究论文《Encoding capability prediction of acquisition schedules in CEST MR fingerprinting for pH quantification》正式发表于国际磁共振权威期刊《Magnetic Resonance in Medicine》。研究由先进院刘洁博士为第一作者,吴垠研究员为通讯作者,刘新、郑海荣研究员及联影医疗刘慧、刘琦、徐健博士等共同参与。这是双方基于联影3.0T磁共振平台在磁共振分子影像方向的首个重要科研成果。
化学交换饱和转移(CEST)作为一种新兴的磁共振分子成像技术,可通过检测具有pH响应特性的化学基团实现组织pH值成像,在肿瘤、缺血性损伤等疾病诊疗中具备重要应用前景。但由于CEST信号受化学交换速率、代谢物浓度及成像参数多重因素影响,pH定量长期面临挑战。
近年来,磁共振指纹(MRF)技术被引入CEST成像,通过伪随机化扫描参数生成独特信号轨迹,并与仿真字典匹配,从而快速获取定量信息,避免复杂模型拟合。然而,MRF-CEST序列自由度高,采集策略优化难度大,亟需有效指标评估其编码能力。
本研究系统比较了余弦距离(DP)、欧式距离(ED)和克拉美罗界(CRB)三种测度在预测MRF-CEST采集方案对pH定量精度影响方面的能力。研究人员设计了四类典型伪随机化采集策略,结合计算机仿真与体外实验验证,结果一致表明:CRB是预测pH定量精度最优的测度指标(见图1、图2)。该成果将为MRF-CEST序列优化提供理论依据,推动pH精准定量成像的临床转化。

图1. CRB、DP和ED预测饱和脉冲能量数目对pH定量精度的影响

图2. 不同饱和脉冲能量采集模式下的pH定量图像


