回扫式 EPSI 序列在小动物 MRI 分子成像中的应用研究
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摘要
本研究基于临床前 MRI 设备搭建回扫式平面回波波谱成像（EPSI）序列，探究不同回波链、读出梯度下的谱伪影特征，并验证该技术用于小动物高分辨显微成像的可行性。回扫梯度可简化数据处理，搭配多组交错回波链能兼顾光谱带宽、信噪比与水脂分离效果，且可通过后处理消除水脂位移伪影。该方案适配常规临床前 MR 系统，为小动物磁共振波谱显微成像提供可靠技术方案。
图1：论文封面概要
方法
采用 3T nanoScan PET/MR 设备，设置不同幅值读出梯度与 1~4 组交错回波链开展实验。先使用仿体模拟脂肪、肌肉组织的弛豫特性完成预实验，再对麻醉 SD 大鼠进行在体与离体扫描；采集多切片影像数据，依托自研算法完成傅里叶变换、相位校正与伪影去除，分析谱线、图像质量及伪影规律。
分子影像设备应用
使用 美迪索 3T 临床前 PET/MR 成像系统，设备梯度最大幅值 550 mT/m、最大切换率 4500 T/m/s。扫描前完成一阶匀场优化磁场，采用回扫式非对称梯度回波链采集信号，结合自研后处理软件完成重建、谱分析与水脂图像分割，实现高分辨显微波谱成像。
分子影像设备实验结果
不同交错回波链会产生对应数量的谱鬼影，鬼影间距与光谱带宽相关；提升回波数量可逐步抑制截断伪影，四组回波链搭配合理参数可实现无伪影水脂成像（图 2）。
图 2（原文 Fig.2）：不同回波链数量下的水、油脂标准谱图，展示谱鬼影分布规律
研究结果
读出梯度幅值在 95.57 mT/m 以内时谱信号稳定性良好，幅值过高会诱发涡流导致信号衰减；交错回波链数量越多，谱能量泄露越明显。四回波链组合可在窄读出带宽下实现优质水脂分离，小动物在体成像可抵御呼吸、蠕动等运动干扰（图 3）。
图 3（原文 Fig.3）：读出梯度、回波链数量与谱线能量泄露的定量关系曲线
研究结论
回扫式 EPSI 序列可在常规临床前 MR 系统实现小动物高分辨波谱显微成像，通过灵活搭配光谱带宽、回波链数量与梯度参数，可精准控制谱鬼影。该技术信噪比优、可消除水脂位移伪影，适用于小动物代谢、脂肪相关 MR 分子成像研究（图 4）。
图 4（原文 Fig.6）：大鼠在体水脂融合成像，呈现无伪影的显微成像效果
原文出处DOI：10.1038/s41598-024-73391-y
YY
摘要
本研究基于临床前 MRI 设备搭建回扫式平面回波波谱成像（EPSI）序列，探究不同回波链、读出梯度下的谱伪影特征，并验证该技术用于小动物高分辨显微成像的可行性。回扫梯度可简化数据处理，搭配多组交错回波链能兼顾光谱带宽、信噪比与水脂分离效果，且可通过后处理消除水脂位移伪影。该方案适配常规临床前 MR 系统，为小动物磁共振波谱显微成像提供可靠技术方案。
图1：论文封面概要
方法
采用 3T nanoScan PET/MR 设备，设置不同幅值读出梯度与 1~4 组交错回波链开展实验。先使用仿体模拟脂肪、肌肉组织的弛豫特性完成预实验，再对麻醉 SD 大鼠进行在体与离体扫描；采集多切片影像数据，依托自研算法完成傅里叶变换、相位校正与伪影去除，分析谱线、图像质量及伪影规律。
分子影像设备应用
使用 美迪索 3T 临床前 PET/MR 成像系统，设备梯度最大幅值 550 mT/m、最大切换率 4500 T/m/s。扫描前完成一阶匀场优化磁场，采用回扫式非对称梯度回波链采集信号，结合自研后处理软件完成重建、谱分析与水脂图像分割，实现高分辨显微波谱成像。
分子影像设备实验结果
不同交错回波链会产生对应数量的谱鬼影，鬼影间距与光谱带宽相关；提升回波数量可逐步抑制截断伪影，四组回波链搭配合理参数可实现无伪影水脂成像（图 2）。
图 2（原文 Fig.2）：不同回波链数量下的水、油脂标准谱图，展示谱鬼影分布规律
研究结果
读出梯度幅值在 95.57 mT/m 以内时谱信号稳定性良好，幅值过高会诱发涡流导致信号衰减；交错回波链数量越多，谱能量泄露越明显。四回波链组合可在窄读出带宽下实现优质水脂分离，小动物在体成像可抵御呼吸、蠕动等运动干扰（图 3）。
图 3（原文 Fig.3）：读出梯度、回波链数量与谱线能量泄露的定量关系曲线
研究结论
回扫式 EPSI 序列可在常规临床前 MR 系统实现小动物高分辨波谱显微成像，通过灵活搭配光谱带宽、回波链数量与梯度参数，可精准控制谱鬼影。该技术信噪比优、可消除水脂位移伪影，适用于小动物代谢、脂肪相关 MR 分子成像研究（图 4）。
图 4（原文 Fig.6）：大鼠在体水脂融合成像，呈现无伪影的显微成像效果
原文出处DOI：10.1038/s41598-024-73391-y
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