上海科技大学团队研发新型自由呼吸心肌多参数定量技术

FB-MultiMap实现T1、T2、T1ρ同步精准测量，具备B₁⁺校正功能，临床应用前景广阔

上海科技大学生物医学工程学院胡鹏、齐海坤教授团队联合上海瑞金医院、北京理工大学及联影公司，基于联影高端科研型3T磁共振系统，成功研发一种高效的自由呼吸心肌多参数定量技术——FB-MultiMap。该技术可在自由呼吸状态下，通过一次扫描同步获取心肌的T1、T2和T1ρ值，并具备B₁⁺场不均匀性校正能力，显著提升临床检查效率与准确性。

相关研究成果《Free-breathing simultaneous native myocardial T1, T2 and T1ρ mapping with Cartesian acquisition and dictionary matching》已发表于国际权威期刊《Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance》（IF=6.90）。上科大博士研究生吕振峰为论文第一作者，胡鹏教授与齐海坤助理教授为共同通讯作者。

研究背景：多参数同步成像提升心肌病诊断效能

心脏磁共振参数定量成像可无创评估心肌组织特性，对心肌炎症、水肿、纤维化等病变具有重要诊断价值。其中，T1值反映心肌炎症、淀粉样变及铁沉积；T2值对炎症与水肿敏感；T1ρ则对大分子物质变化敏感，有助于检测心肌纤维化。传统方法需多次屏气完成单一参数扫描，耗时长且易因呼吸位移导致图像错配，影响多参数联合分析。因此，开发高效、稳定的多参数同步成像技术成为临床迫切需求。

技术方法：集成优化序列与字典匹配算法

FB-MultiMap采用反转恢复（IR）、T2准备和T1ρ准备脉冲引入多对比度信号，结合bSSFP读出模块，在单次自由呼吸扫描中完成数据采集。为提升精度，研究团队通过仿真与实验筛选最优序列结构，最终确定包含16个心动周期的采集方案。

针对高场强下B₁⁺不均匀导致的定量偏差，技术引入变翻转角策略并测量B₁⁺因子进行校正。同时，利用膈肌导航（dNAV）实现前瞻性呼吸运动补偿，确保成像稳定性。后处理阶段采用组配准对齐多对比图像，并基于实际R波间隔与触发延迟信息，通过Bloch方程仿真构建字典库，实现T1、T2、T1ρ的高精度匹配定量。

图1. FB-MultiMap技术流程示意图

研究成果：验证显示高精度与强临床适用性

在仿体实验中，FB-MultiMap生成的T1、T2、T1ρ图无明显伪影，在心率40–120 bpm范围内保持稳定定量结果，各参数与参考值相关系数R²均大于0.99。未进行B₁⁺校正的简化版本（sFB-MultiMap）则出现T2高估和T1ρ偏差，凸显校正必要性。

图2. 仿体实验结果验证定量准确性

健康受试者测试显示，FB-MultiMap图像质量良好，无运动伪影，与传统屏气技术（BH-MultiMap）相当。而sFB-MultiMap仍存在T2高估现象。

图3. 健康志愿者多参数成像对比

在两名心脏病患者中，FB-MultiMap清晰识别出高血压心肌病和心肌梗死区域的T1、T2、T1ρ升高，且远端心肌异常提示潜在非纤维化病变。对于无法有效屏气的患者，传统方法图像模糊，而FB-MultiMap仍可提供高质量参数图。

图4. 心脏病患者LGE与多参数成像对比

在两名法布雷病患者中，FB-MultiMap检测到心肌T1显著缩短，T2与T1ρ正常，结果与MOLLI等传统方法一致，证实其在罕见心肌病中的可靠性。

图5. 法布雷病患者T1降低特征的一致性验证

研究展望：推动心肌疾病精准诊疗发展

FB-MultiMap实现了自由呼吸下心肌T1、T2、T1ρ的同步定量，并集成B₁⁺校正，兼具高准确性、强鲁棒性和良好图像质量。得益于高效的采集流程与简化的后处理设计，该技术具备广泛的临床转化潜力，有望提升复杂心肌疾病的早期诊断效率与综合评估能力。