高效、无创、可重复的心脏磁共振定量成像技术，在心肌组织特征评估、心肌病诊断、心肌炎病程监测和冠脉微循环功能评价等领域具有重要价值。传统心脏磁共振定量成像通常需要多次屏气扫描，存在检查流程较长、患者配合难度较高、不同参数图像之间空间一致性不足等问题；同时，心肌组织损伤的动态演变和冠脉微循环功能异常的早期识别，也对成像技术的定量化、无创化和可重复性提出了更高要求。由此，发展自由呼吸、多参数、无对比剂和适合纵向随访的心脏磁共振成像技术，对于心血管疾病精准诊断、分期评估和病程监测等具有重要意义。
围绕上述问题，上海科技大学生物医学工程学院齐海坤课题组，近期在Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance、Radiology: Cardiothoracic Imaging和Journal of Magnetic Resonance Imaging发表了三项研究成果。其中，两项工作围绕心脏参数定量成像展开，提出了自由呼吸心肌多参数与脂肪分数同步定量成像新方法，利用多参数心脏磁共振动态监测心肌炎组织损伤演变；另一项工作围绕无对比剂心肌灌注成像展开，系统评估ASL 心脏磁共振在糖尿病冠脉微循环功能障碍检测中的应用价值。相关成果为心肌组织特征评估、心脏疾病病程监测和冠脉微循环功能评价提供了新的无创影像学工具。
基于自由呼吸采集的心肌多参数与脂肪分数同步定量成像
心脏磁共振定量成像能够通过T1、T2、T1ρ 等参数反映心肌组织水含量、纤维化及微观结构改变；脂肪分数则可用于评估心肌脂肪浸润、脂肪化生及心外膜脂肪等信息。研究团队在前期 FB-MultiMap 技术基础上进一步引入 Dixon 水脂分离，提出自由呼吸心肌多参数与脂肪分数同步定量成像方法 Dixon-MultiMap，设计了混合双回波笛卡尔采集方案。仿体、健康志愿者和临床病人实验结果表明，Dixon-MultiMap 能够在自由呼吸条件下获得稳定的多参数定量结果，并有效减轻心肌与周围脂肪交界区域的部分容积效应。在疑似肥厚型心肌病患者中的初步验证显示，该方法检出的异常心肌组织变化与传统分开屏气定量技术及延迟强化成像结果一致，提示其具有应用于临床心肌病综合评估的潜力。
图1. Dixon-MultiMap 序列设计与后处理流程示意图
图2. Dixon-MultiMap 在健康志愿者和临床患者中的成像结果
该工作题为“Simultaneous myocardial T1, T2, T1ρ and fat fraction mapping with hybrid dual-echo cartesian acquisition and dictionary matching”，发表于心血管磁共振领域期刊 Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance。上海科技大学生物医学工程学院齐海坤教授为论文通讯作者，博士研究生吕振峰为论文第一作者。复旦大学附属中山医院上海市影像医学研究所、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心、上海联影医疗科技股份有限公司等单位参与合作。上海科技大学为论文第一完成单位。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jocmr.2026.102721
基于多参数心脏磁共振的心肌炎组织损伤动态监测
心肌炎具有明显的动态演变过程，心内膜心肌活检虽是诊断参考标准，但存在有创性、取样误差和并发症风险，难以用于连续监测。心脏磁共振可通过定量成像实现无创组织表征，其中T2 mapping 对心肌水肿和炎症反应较为敏感，T1 mapping 和 ECV mapping 可反映细胞外间隙扩张及纤维化相关改变。既往研究对于心肌炎不同阶段中各参数的变化规律及其组织学对应关系，缺乏连续、动态的验证。针对上述问题，研究团队建立实验性自身免疫性心肌炎（EAM）小鼠模型。研究显示，多参数定量心脏磁共振能够捕捉心肌炎从炎症水肿向纤维化演变的阶段性特征。心肌节段分析还显示，心肌异常分布具有阶段性和区域异质性：急性和亚急性阶段异常主要累及心尖部及室间隔相关节段，慢性阶段异常则主要集中于室间隔并向心尖区域延伸。上述结果提示，心肌炎影像评估不应仅依赖单一参数或单一时间点，而应结合疾病阶段选择更合适的定量指标。
图3. EAM小鼠模型构建、多参数心脏磁共振采集与组织学验证流程示意图
图4. 不同病程阶段 EAM 小鼠的多参数心脏磁共振定量图及参数变化
该工作题为“Cardiac MRI Monitoring of Myocardial Tissue Changes in a Myocarditis Mouse Model with Histologic Validation”，发表于心血管影像领域期刊 Radiology: Cardiothoracic Imaging。上海科技大学生物医学工程学院齐海坤教授为论文通讯作者，上海科技大学博士研究生苗沁昉和首都医科大学附属北京安贞医院博士研究生赵文婧为共同第一作者。该研究得到上海科技大学生物医学工程学院、先进医用材料与医疗器械全国重点实验室、上海临床研究中心，首都医科大学附属北京安贞医院放射科等单位的合作支持。上海科技大学为论文第一完成单位。
论文链接：https://doi.org/10.1148/ryct.250488
基于无对比剂ASL 心脏磁共振的糖尿病冠脉微循环功能障碍检测
动脉自旋标记心脏磁共振成像（ASL-MRI）利用内源性动脉血水质子作为示踪剂，无需外源性对比剂即可实现心肌血流定量，具有无创、可重复和适合纵向观察等优势。针对糖尿病冠状动脉微血管功能障碍的早期无创识别问题，研究团队建立多种糖尿病小鼠模型，并系统比较 ASL-MRI 与经胸超声心动图（TTE）的检测表现。结果显示，在进展期糖尿病模型中，ASL-MRI 和 TTE 两个模态均可检测到微循环功能受损；而在早期 2 型糖尿病模型中，ASL-MRI 对早期微循环功能异常具有更高敏感性。进一步的组织学对照显示，ASL-MRI 获得的心肌灌注储备与心肌毛细血管密度之间的相关性强于 TTE 指标，说明其能够更直接反映微循环结构损伤。
图5. 心电门控 steady-pulsed ASL-MRI 采集与心肌血流定量流程示意图
图6. ASL-MRI 与 TTE 在糖尿病小鼠冠脉微循环功能评估中的多模态对比
该工作题为“Detection of Coronary Microvascular Dysfunction in Diabetic Mice Using Arterial Spin Labeling Cardiac MRI: A Multimodality Imaging Comparison”，发表于国际磁共振领域期刊 Journal of Magnetic Resonance Imaging，并入选期刊封面图片（Cover Image）。
图7. 该论文入选 Journal of Magnetic Resonance Imaging 封面图片
上海科技大学生物医学工程学院齐海坤教授、上海交通大学附属新华医院简蔚霞教授、山西医科大学第一医院田晶教授为共同通讯作者。上海科技大学博士研究生苗沁昉、同济大学附属第十人民医院心内科石晔飞博士、李博博士为共同第一作者。该研究得到上海科技大学生物医学工程学院、先进医用材料与医疗器械全国重点实验室、上海临床研究中心，同济大学附属第十人民医院心内科，上海交通大学附属新华医院内分泌科，山西医科大学第一医院心内科等单位的合作支持。上海科技大学为论文第一完成单位。
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