南方医科大学学报

作者：孙送送, 陶泉, 赵凯旋, 胡秋根, 冯衍秋

单位：1.南方医科大学，生物医学工程学院，广东 广州 510515；2.南方医科大学，广东省医学图像处理重点实验室//广东省医学影像与诊断技术工程实验室，广东 广州 510515；3.南方医科大学第三附属医院，广东省骨科研究院，广东 广州 510630；4.南方医科大学第八附属医院（顺德第一人民医院）放射科，广东 佛山 528308

关键词：平面回波成像,阶跃氧刺激,肾脏,氧合水平,

基金：国家自然科学基金(82372079);国家自然科学基金联合基金(U21A6005);广东省自然科学基金(2024A1515010014);广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515110614)

目的 通过高时间分辨率动态T2*加权平面回波成像（T2*W-EPI）监测大鼠肾脏在阶跃氧刺激下的氧合水平变化。 方法 对SD大鼠（n=10）施加2 min高氧（100% O2）-10 min低氧（10% O2）-10 min高氧（100% O2）的阶跃氧刺激，在9.4 T小动物磁共振扫描仪上连续采集多回波梯度回波序列（mGRE）及梯度回波-平面回波成像（EPI）序列的肾脏动态MRI数据，2种序列的时间分辨率分别为9 s、1 s。对大鼠肾脏不同感兴趣区域（ROI）的动态时间序列曲线建立二阶阶跃响应模型，并定量得到阶跃响应模型参数，包括时间延迟∆t、自然频率ωn、阻尼常数D及振荡周期T。通过对比模型参数差异来比较2种不同时间分辨率的MRI成像方法对肾脏阶跃氧刺激响应的表现。 结果 与mGRE的对照实验结果相比，本研究提出的动态T2*W-EPI技术将监测肾脏阶跃氧刺激的成像时间分辨率提升了8倍，并提高了阶跃响应模型拟合优度；且模型有更优的表现，包括更短的时间延迟∆t（在皮质、外髓外带、外髓内带、内髓质分别缩短29.4%、42.6%、56.4%、47.4%），更大的自然频率ωn（分别增加21.1%、28.6%、52.2%、61.9%），以及各个ROI在阶跃氧刺激下的振荡恢复（阻尼常数D<1）。 结论 对于大鼠肾脏的阶跃氧刺激模型，本研究提出的高时间分辨率动态T2*W-EPI技术可以实时监测到肾脏组织内更快的氧合水平变化，为肾脏异常状态的检测提供了潜在的指标。

来源：2026年第1期

《南方医科大学学报》期刊编辑部

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