OpenMRF：基于Pulseq的模块化、厂商中立的开源磁共振指纹成像框架

《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》：OpenMRF: A Modular, Vendor-Neutral Open-Source Framework for Magnetic Resonance Fingerprinting Using Pulseq

　　

摘要
目的
磁共振指纹成像（Magnetic Resonance Fingerprinting，MRF）的广泛采用和方法学进展受到缺乏统一、可重复的实现框架以及开源工具碎片化的限制。为克服这些障碍，研究人员引入了OpenMRF——一个基于Pulseq的综合解决方案——旨在实现跨厂商、跨站点和跨场强的标准化、可迁移MRF研究。
方法
OpenMRF集成了基于Pulseq的模块化序列设计、直接从.seq文件生成基于Bloch方程的字典，以及迭代低秩子空间重建。该框架通过数字体模模拟、一项在0.55、1.5和3 T的西门子MRI系统以及GE和联影3 T平台上进行的多站点ISMRM/NIST体模研究，以及肝脏（0.55 T）、心肌（1.5 T）和脑（3 T）的代表性在体采集进行了评估。
结果
模拟实验在ISMRM/NIST样数字体模中展示了高映射精度，低秩重建的偏差为T₁：0.03%±0.32%，T₂：0.12%±1.94%。多站点体模研究在所有场强下获得的弛豫时间与参考值一致，平均偏差为T₁：?0.1%±2.9%，T₂：?1.5%±8.7%，T₁ρ：?4.0%±7.2%。在体采集在不同解剖应用和场强下均产生高质量参数图。
结论
OpenMRF为MRF提供了一个稳健、开源、端到端的基于Pulseq的解决方案，旨在实现跨厂商和场强的可重复序列实现、物理精确的字典模拟和先进重建。通过为方法开发、比较和跨厂商应用提供统一平台，OpenMRF旨在加速社区内可重复和协调的定量MRI研究。

磁共振成像（MRI）是一种功能强大且多用途的影像手段，其序列设计的高度自由度使得多种组织参数可被探测。定量磁共振成像（qMRI）旨在提取生物物理参数，如弛豫时间T₁、T₂、T₂^*或T₁ρ，但跨厂商和跨站点的参数可比性对临床转化至关重要。磁共振指纹成像（MRF）由Ma等人提出，通过瞬态信号编码和字典匹配实现多组织属性快速同步定量，但该领域仍缺乏统一、可重复的实现框架，现有开源工具碎片化。虽然已有Pulseq等厂商中立的开源序列框架，以及MRzero、JEMRIS、KomaMRI等多种仿真工具，但这些工具并非针对MRF的特殊需求（如切片轮廓效应、长绝热脉冲期间的弛豫、自旋锁定条件）进行优化。单独的序列实现也未能结合物理精确的字典模拟与先进重建。为解决这些问题，研究人员开发了OpenMRF——一个基于Pulseq标准构建的模块化、厂商中立的开源框架，并在《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》上发表了研究。该框架整合了序列设计、字典生成和重建，可支持标准化的跨厂商、跨场强MRF研究，旨在为方法开发和重复性研究提供通用基础设施。

关键技术方法方面，研究人员利用Pulseq的MATLAB实现生成可变密度螺旋读出和多种对比准备模块，包括绝热反转、T₂准备和自旋锁定。字典生成直接从.seq文件解析，采用Bloch等色散模拟器，显式建模切片轮廓效应、绝热脉冲期间弛豫，并