【中國化工儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所波譜與原子分子物理國家重點實驗室周欣研究團(tuán)隊基于自主研發(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等方法相比具有無放射性的優(yōu)點。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)特征會導(dǎo)致不同的通氣模式，通過觀測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態(tài)過程。因此，亟需發(fā)展對肺部通氣的動態(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，實現(xiàn)了對肺部氣體交換的可視化觀測，“點亮”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，將產(chǎn)生對圖像質(zhì)量具有較大影響的氣體流入效應(yīng)。該效應(yīng)在采樣過程中對超極化氣體信號產(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。這是肺部通氣動態(tài)過程難以刻畫的一個重要因素。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)計了一種基于變角激發(fā)(VFA)的欠采樣策略，同時結(jié)合低秩、稀疏等動態(tài)圖像特性，大幅提高信號采集速度和質(zhì)量。與現(xiàn)有的世界上超極化129Xe肺部動態(tài)成像方法相比，該技術(shù)達(dá)到人體肺部氣體MRI的時間分辨率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和國家杰青、科技部國家重點研發(fā)計劃項目、中科院前沿科學(xué)重點研究計劃的支持。
編輯點評 　　肺部重大疾病時刻威脅著人類健康，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)所實現(xiàn)人體肺部氣體磁共振快速、高分辨、動態(tài)成像)