课题来源：国家自然基金委员会。 课题背景：地中海贫血（地贫）是一类以α 或β 珠蛋白链合成障碍为特征，严重威胁人类健康 致死致残的遗传性血液病，据世界卫生组织WHO估计，全球有近 2.6 亿人是α -地贫基 因携带者，8000 万~9000 万β -地贫基因携带者，每年出生的重症地贫患儿至少 30 万。 地中海贫血在我国的高发区主要分布于长江以南，根据流行病学数据统计分析估算，广 东每年出生重症地贫超过 1000 人，广西地区每年出生重症地贫患儿超过 3000 人。对 于重型 β-地贫患者，贫血使肠道对铁的吸收功能增强，加上治疗中反复输血，使铁在人 体多个实质器官沉积。大量的铁沉积在肝脏会造成肝纤维化、肝硬化等严重并发症, 研究表明肝脏铁沉积量也是准确反映全身铁沉积量的一个重要指标。意大利、美国、澳大利亚等国的地中海贫血治疗指导手册中建议接收除铁治疗的患 者定期接受利用磁共振成像检查测量肝脏铁沉积，以避免过度除铁或除铁不足。 部分研究者提出用单幅磁共振图像中肝脏与肌肉的信号强度比值量化肝脏铁沉积，但基于磁共振 T2 与 T2*的肝脏铁沉积测量是当前应用更广的主流方法。

    研究目的与意义：本项目研究以项目组多年的工作积累为基础，重点研究 UTE T2*测量序列研发、快速准确的曲线拟合算法、全肝肝实质的计算机辅助提取算法，建立肝脏 T2*的更准确可靠且简便易用的测量方法，更好 地服务于地中海贫血患者（及其他输血依赖性疾病）治疗中的肝脏铁沉积量化分级诊断。准确地测量肝脏铁沉积是实现准确肝脏铁过载严重程度分级诊断的前提，对指导和监控地中海贫血治疗（包括定期输血结合除铁治疗的疗效评价和造血干细胞移植前病人铁沉积量的评估），具有重要的临床意义。

    主要的论点与论据：临床表明肝铁浓度可作为衡 量全身铁浓度的一种重要指标，准确地测量肝铁浓度对于指导与监控地中海贫血患者的 治疗具有重要意义。研究表明，磁共振R2*（1/T2*）参数与活检肝铁浓度有很好的相关性。

     创见与创新：本项目（1）完成了R2*图的精确测量方法研究，即提出一种基于自适应正则化的R2* 参数拟合方法，能够直接从噪声图像计算得到准确的R2*图，从而能够正确的反映肝铁浓 度的空间分布信息。（2）完成了R2*图的快速计算方法研究，即采用三次样条插值和查 找表的方法来实现合流超线几何函数1F1的快速计算，从而达到R2*图的快速计算，计算 时间从数小时缩短到1s内。（3）完成了半自动全肝实质的计算机辅助提取方法研究，我 们考虑了噪声、射频场不均匀性以及部分容积效应的影响，采用非局部均值滤波、噪声 补偿拟合模型、模糊C均值聚类方法和形态学操作来提取肝实质，医生只需粗略手动勾画 肝脏轮廓即可，剩下交由计算机完成，结果表明该方法具有较高的精确性和可重复性。

    社会经济效益：研究成果为临床提供了精确可靠、简单易用的肝铁浓度测量方法，为指导和监控地 中海贫血治疗提供了可靠的依据。

    存在的问题：关于“基于 UTE+mGRE 的肝铁 T2*测量序列”的研究部分，因为申请开放序 列平台花了一定时间，而且研究生学习掌握序列设计开发需要较长一段时间， 研究内容中 UTE+mGRE 的部分于 2017 年度完成，但是由于发现国际上已有其他 研究学者于 2017 Magn Reson Med 期刊上发表类似研究，因此该部分研究工作 虽然已完成，但是没能及时发表。 本项目的预实验研究成果为 “肝铁测量中全肝实质的计算机辅助提取方法” 的主要研究成果之一，即提出一种半自动全肝实质提取方法，该成果发表于国 际磁共振杂志（A novel semiautomatic parenchyma extraction method for improved MRI R2* relaxometry of iron loaded liver, Journal of Magnetic Resonance Imaging 2014, 40(1): 67-78），然而由于该论文是在 2013 年 7 月接收，所以未能及时标注本项目编号。

     成果：共发表SCI 论文12 篇，申报国家发明专利3 项，其中已授权2 项，完成肝脏T2*后处理分析软件（Matlab 版本）1 套，培养博士生2 名，硕士生5 名，基本达到了预期研究目标。