【中國(guó)化工儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周欣研究團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的科學(xué)儀器，提出了人體肺部的快速成像新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目前世界上zui快的肺部氣體磁共振成像(MRI)高分辨動(dòng)態(tài)采樣速率，為肺部重大疾病的早期診斷提供了新的利器。相關(guān)研究成果作為封面文章在Journal of Magnetic Resonance上發(fā)表。 　　肺部重大疾病(如肺癌、慢性阻塞性肺疾病)嚴(yán)重威脅人類健康，且隨空氣污染的加劇而日益嚴(yán)重。MRI是一種重要的臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)，與胸透、CT和PET等方法相比具有無(wú)放射性的優(yōu)點(diǎn)。然而，肺部大部分是空腔組織，導(dǎo)致其成為常規(guī)MRI的盲區(qū)。*，不同肺疾病的生理學(xué)和病理生理學(xué)特征會(huì)導(dǎo)致不同的通氣模式，通過觀測(cè)肺的通氣模式能有效解釋肺通氣缺陷的病因。但是，目前已有技術(shù)難以刻畫肺部通氣的動(dòng)態(tài)過程。因此，亟需發(fā)展對(duì)肺部通氣的動(dòng)態(tài)可視化的新技術(shù)。 　　基于武漢物數(shù)所獨(dú)立自主研發(fā)的超極化129Xe人體肺部MRI儀器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)肺部氣體交換的可視化觀測(cè)，“點(diǎn)亮”了肺部。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超極化129Xe氣體連續(xù)不斷地進(jìn)入人體肺部時(shí)，將產(chǎn)生對(duì)圖像質(zhì)量具有較大影響的氣體流入效應(yīng)。該效應(yīng)在采樣過程中對(duì)超極化氣體信號(hào)產(chǎn)生干擾，類似于高通濾波，而在圖像重建過程中則引入額外的噪聲和偽影，從而降低圖像的信噪比。這是肺部通氣動(dòng)態(tài)過程難以刻畫的一個(gè)重要因素。為了發(fā)展快速高分辨人體肺部氣體MRI技術(shù)，研究人員設(shè)計(jì)了一種基于變角激發(fā)(VFA)的欠采樣策略，同時(shí)結(jié)合低秩、稀疏等動(dòng)態(tài)圖像特性，大幅提高信號(hào)采集速度和質(zhì)量。與現(xiàn)有的世界上超極化129Xe肺部動(dòng)態(tài)成像方法相比，該技術(shù)達(dá)到人體肺部氣體MRI的時(shí)間分辨率445 ms/slice，空間分辨率3 mm，為肺部重大疾病的早期診斷提供了自由呼吸狀態(tài)下的快速、動(dòng)態(tài)肺部功能成像。 　　課題組的博士研究生肖灑和副研究員鄧鶴為該論文的共同*作者，研究員周欣為通訊作者。該研究工作得到了基金委重大科研儀器研制專項(xiàng)和國(guó)家杰青、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃的支持。
編輯點(diǎn)評(píng) 　　肺部重大疾病時(shí)刻威脅著人類健康，且隨空氣污染的加劇而日益嚴(yán)重。研究人員基于自主研發(fā)的科學(xué)儀器，提出了人體肺部的快速成像新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目前世界上zui快的肺部氣體磁共振成像(MRI)高分辨動(dòng)態(tài)采樣速率，為肺部重大疾病的早期診斷提供了新的利器對(duì)于肺部疾病治療和防控具有重大意義。 　　(原標(biāo)題：武漢物數(shù)所實(shí)現(xiàn)人體肺部氣體磁共振快速、高分辨、動(dòng)態(tài)成像)