科学家实现四维心肌应变定量新技术

心肌应变定量是评估心脏收缩功能、早期识别心肌病变的重要指标，能早期发现心肌功能障碍。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院等提出了一种从常规心脏磁共振电影成像（Cine MRI）中提取四维心肌力学参数的创新框架，在技术上为稳定重建时空一致的心肌应变提供了方法基础，在临床上为心肌病早筛、分型与随访提供了更可靠的定量支撑。

该框架以有限元形函数表征心肌位移场，通过全局相关优化保证空间连续性并引入符合生理特性的力学约束以抑制噪声放大和非物理形变；同时结合基于奇异值分解的数据驱动时空模态分解策略，确保时间连续性，并显著降低计算复杂度，实现了从常规Cine MRI到心肌运动场与应变场的统一求解。

研究团队在合成数据集、三个国际公开数据集以及真实临床数据集上对该方法进行了系统验证，并与两种经典配准方法及四种主流深度学习模型进行了全面对比。结果显示，该方法在多项定量与任务型指标上，均整体优于对比方法并可稳定得到高时空一致的四维心肌应变可视化结果，增强了对心肌运动与功能变化的直观表征能力。研究团队基于该框架对五种不同心肌病人群开展了心肌应变量化比较分析，为不同病理状态下的功能差异提供了更一致、更可靠的定量表征。

相关研究成果发表在Medical Image Analysis上。研究工作得到国家重点研发计划等的支持。

面向磁共振电影成像的时空一体化4D心肌运动定量框架

不同心肌病（正常、扩张型、肥厚型）的应变场可视化及应变曲线对比