MRM 封面文章︱深圳先进院邹超/程传力团队研发快速精准腹部脂肪与铁定量成像新技术

撰文︱中国科学院深圳先进院

责编︱王思珍

代谢功能障碍相关脂肪性肝病（‌Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease，MASLD，此前称为非酒精性脂肪肝）已成为全球最常见的慢性肝病，影响约全球四分之一人口。疾病谱从单纯肝脂肪变性可进展为脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化乃至肝癌，早期精准评估肝脏脂肪含量至关重要。磁共振质子密度脂肪分数（Proton Density Fat Fraction, PDFF）成像是目前无创定量肝脏脂肪的“金标准”， 但通常需在屏气状态下进行三维采集，对儿童、老人及呼吸困难者适用性差，限制了其广泛临床使用。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）生物医学与健康工程研究所、医学成像科学与技术系统全国重点实验室邹超研究员、程传力副研究员等在磁共振物理领域权威期刊Magnetic Resonance in Medicine上以封面文章发表了题为“Fast and Accurate Abdominal PDFF and R2* Mapping With Model‐Fitted Flip Angle Modulation and Simultaneous Multi‐Slice (SMS) 2D Imaging”的研究成果。该研究提出了一种基于模型拟合翻转角调制（Flip Angle Modulation, FAM）与同步多层（SMS）加速的二维自由呼吸成像新方法，实现了在自由呼吸状态下快速、高信噪比、高一致性的肝脏脂肪与铁定量成像。

方法创新：从“离线迭代优化”到“在线模型拟合”，从“单层采集”到“多层同步”

研究团队针对现有二维FAM方法中翻转角组合需随相位编码步数重复迭代优化、计算效率低的问题，提出一种高斯函数模型拟合法，可直接根据编码步数快速计算最佳翻转角曲线，避免重复优化，大幅提升计算效率与协议设计的灵活性。

同时，该方法创新性地将同步多层成像（SMS）技术引入二维FAM序列，通过多层同时激发与重建，在保持高信噪比的前提下将扫描时间缩短近一半，并有效抑制了传统并行成像（如GRAPPA）在高加速比下的噪声放大问题。

研究提出的模型拟合算法与迭代算法具有很好的一致性

实验验证：体模与在体研究均表现优异

研究通过脂肪‐水体模与多例志愿者进行系统验证，对比了所提方法（FAM-SMS）与传统三维屏气法、二维FAM结合GRAPPA（FAM-GRAPPA）以及混合加速（FAM-Hybrid）等多种方案：

1）体模实验显示，模型拟合翻转角曲线与优化结果高度一致，PDFF与R2*测量无显著偏差（p>0.05），与三维参考方法相关性极高（PDFF: 0.994–0.995，R2: 0.978–0.988）。

2）在体实验中，FAM-SMS在自由呼吸下获得的PDFF与R2*图像噪声水平与三维屏气采集相当，且PDFF与R2*的标准差较FAM-GRAPPA分别降低18.7% 与18.5%，表现出更优的噪声性能与定量稳定性。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-73241-7

该研究由深圳先进院医学成像科学与技术系统全国重点实验室牵头，通讯作者为邹超研究员，第一作者为程传力副研究员。研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、深圳市科技计划项目等多个项目支持。