基于快速自旋回波与非对称多回波梯度回波序列的9.4T质子密度脂肪定量新方法

《Magnetic Resonance Imaging》：Quantitative proton density fat-fraction at 9.4?T using fast spin echo and asymmetric multi-echo gradient-echo pulse sequences

本文提出一种新型混合7回波化学位移编码磁共振成像（CSE-MRI）序列FSE-AbMGE，通过整合快速自旋回波（FSE）与非对称双极多梯度回波（bMGE）技术，在9.4T高场强下实现小动物腹部无伪影质子密度脂肪分数（PDFF）精准定量。该方法在体模实验中与光谱学结果高度吻合（R2>0.98），为肥胖、非酒精性脂肪肝（NAFLD）等代谢疾病研究提供新工具。

　　

Highlight

方法

快速自旋回波非对称双极多梯度回波（FSE-AbMGE）是一种多回波化学位移编码磁共振成像（CSE-MRI）序列，如图1所示。该方法在临床前9.4T磁共振系统（Bruker BioSpec 94/30）上实现。每个重聚焦脉冲后的首个回波对应标准快速自旋回波（水与主脂肪峰信号同相位，θ_WF=0），后续回波为双极梯度回波，其最小等间隔回波时间由公式定义：

T_bmGRE = N_x/BW + 2?T

体外（体模）测量

为评估方法可靠性，针对不同涡轮因子（TF）进行多次测量。最终计算的PDFF值与光谱学测量值及真实值（GT）进行对比。

不同涡轮因子（TF）的体模测量结果展示于图4至图6，相关性分析的p值与R平方值见表1。在箱线图中，红色叉号代表真实值。

讨论

本研究提出一种新型基于化学位移编码磁共振成像（CSE-MRI）的FSE-AbMGE序列，采用"7回波采集策略"，将双极多梯度回波整合至快速自旋回波框架内，适用于水脂分离处理。该序列在9.4T磁共振系统（Bruker）上完成验证并应用于小鼠活体实验。

在重建流程（图2）的初始步骤中，采用鲁棒性强的解缠算法（如Goldstein二维法）进行场图预处理，可有效避免水脂互换现象，为后续水脂定量提供关键保障。

结论

新型化学位移编码磁共振成像（CSE-MRI）序列融合快速自旋回波（FSE）与双极多梯度回波（bMGE）优势，采用"7回波采集策略"，在动物9.4T磁共振系统上验证成功。该序列可实现数百微秒级的短回波间隔，满足高场应用需求，结果展现出在低场临床前应用的潜力。