基于定量磁共振成像技术的膝关节软骨退变机制研究

基本信息

  • 批准号:
    91949120
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    -- 万
  • 负责人:
    魏红江
  • 依托单位:
    上海交通大学
  • 学科分类:
    H2701.磁共振成像
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

There are 1.2 billion Osteoarthritis (OA) patients in China. OA induced disability ranks as the second cause in the world. Knee cartilage is mainly constituted with collagen fibers, water, and proteoglycan. Alternations of collagen fibers and proteoglycan are highly related to OA pathology. The quantification of cartilage composition is essential for early OA diagnosis and disease treatment evaluation. Although magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive technique which has shown promise for imaging the cartilage matrix composition, it is still challenging for characterizing the collagen fibers within the cartilage. Our previous work has successfully demonstrated susceptibility tensor imaging (STI) could be a promising tool to quantify the susceptibility of collagen fibers and measure the collagen fiber orientations of the ex vivo cartilages. In this project, we aim to develop a new STI technique to broaden its application to in vivo characterize the collagen structure changes of cartilage damage induced by OA. Together with the quantification of proteoglycan using T1ρ imaging, we expect to monitor and quantify the cartilage degeneration and damage, which is potentially useful for early knee OA detection and the evaluation of disease progression.
我国骨关节炎患者约1.2亿,致残率居全球第二位。关节软骨基质中胶原纤维的损伤和蛋白多糖的流失是引发关节炎的核心病理改变。软骨成分的定量测量对疾病的早期诊断和疾病治疗评估具有重要意义。磁共振成像是目前评价关节软骨病变最有效的无创技术,但对软骨胶原纤维结构定量测量存在挑战。申请人前期首次突破性地应用磁化率张量成像技术(STI),成功获得了动物离体软骨胶原纤维的磁化率数值和空间结构。且STI测量离体软骨胶原纤维结构的准确性已经得到原子力学显微镜的证实。本项目将针对在体软骨MRI成像对比度低且不能准确定量的缺点,进一步开发STI成像技术,以磁化率为定量指标,定量测量在体膝关节软骨胶原纤维的结构。同时联合应用定量影像技术(T1ρ)评估蛋白多糖的含量,构建人类在体膝关节软骨成分退化模型,探索建立软骨退变的磁共振定量测量平台,并为骨关节炎疾病的早期诊断、早期干预与疾病监测提供无创影像学标记物。

结项摘要

在我国社会老龄化加速的当下,关节软骨退变是人类老化进程中不可忽视的重要健康问题,对家庭和社会造成严重的经济负担。由于缺乏有效评估关节软骨退变的手段,OA的发现往往处于中晚期,错过了早期诊疗的窗口期。因此,开发新的磁共振成像技术手段,在体定量关节软骨结构和分子成分的改变具有重要意义,并有望实现OA的早期识别与病程监测。针对现有技术的不足,本项目开发了新型定量磁化率(QSM)和磁化率张量(STI)成像算法,可以更加精准的评估软骨胶原纤维的磁化率各向异性,具有很高的精度。进一步,探究了QSM对于软骨老化和衰退定量的优势和准确性,证实了QSM和STI技术在监测人体在体软骨成分退化过程中的能力。进一步,联合T1p成像技术,构建了在体膝关节软骨的老化模型。本项目证实了QSM和STI技术为关节软骨的早期诊断提供了重要的技术手段。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
An improved asymmetric susceptibility tensor imaging model with frequency offset correction
  • DOI:
    DOI: 10.1002/mrm.29494
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Magnetic Resonance in Medicine
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Feng Ruimin;Cao Steven;Zhuang Jie;Zhao Jiayi;Guan Xiaojun;Zhang Yuyao;Liu Chunlei;Wei Hongjiang
  • 通讯作者:
    Wei Hongjiang
An improved asymmetric susceptibility tensor imaging model with frequency offset correction
一种改进的具有频偏校正的非对称磁化率张量成像模型
  • DOI:
    10.1002/mrm.29494
  • 发表时间:
    2022-10-27
  • 期刊:
    MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Feng,Ruimin;Cao,Steven;Wei,Hongjiang
  • 通讯作者:
    Wei,Hongjiang
Change in Susceptibility Values in Knee Cartilage After Marathon Running Measured Using Quantitative Susceptibility Mapping
使用定量磁敏感图测量马拉松跑步后膝软骨磁敏感值的变化
  • DOI:
    10.1002/jmri.27745
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhang Ming;Li Yufei;Feng Ruimin;Wang Zhongzheng;Wang Wenjin;Zheng Nan;Wang Shaobai;Yan Fuhua;Lu Yong;Tsai Tsung-Yuan;Wei Hongjiang
  • 通讯作者:
    Wei Hongjiang
Age-Related Changes in the Spatial Variation of Magnetic Susceptibility of Human Articular Cartilage
  • DOI:
    doi: 10.1002/jmri.28513.
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal Magnetic Resonance Imaging
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Ming;Liu Chenglei;Lin Huimin;Wang Hanqi;Qin Le;Zhang Zhiyong;Liu Chunlei;Lu Yong;Yan Fuhua;Zhang Yuyao;Wei Hongjiang
  • 通讯作者:
    Wei Hongjiang
Age-Related Changes in the Spatial Variation of Magnetic Susceptibility of Human Articular Cartilage
人类关节软骨磁化率空间变化的年龄相关变化
  • DOI:
    10.1002/jmri.28513
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal Magnetic Resonance Imaging
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Ming;Liu Chenglei;Lin Huimin;Wang Hanqi;Qin Le;Zhang Zhiyong;Liu Chunlei;Lu Yong;Yan Fuhua;Zhang Yuyao;Wei Hongjiang
  • 通讯作者:
    Wei Hongjiang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.titleTranslate }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAwards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

版纳微型猪近交系胎儿成纤维细胞系的 建立及其生物学特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    湖南农业大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏红江
  • 通讯作者:
    魏红江
猪卵母细胞线粒体分布及线粒体DNA拷贝数变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    畜牧兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    成文敏;霍金龙;信吉阁;潘伟荣;黄言;魏红江;曾养志
  • 通讯作者:
    曾养志
CB氨基酸在猪卵母细胞孤雌激活及体外培养中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    安徽农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    信吉阁;卿玉波;成文敏;潘伟荣;魏红江;曾养志
  • 通讯作者:
    曾养志
猪孤雌激活早期胚胎线粒体分布及mtDNA拷贝数变化的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    成文敏;魏红江;潘伟荣;信吉阁;黄言;曾养志
  • 通讯作者:
    曾养志
猪GV/MⅡ期卵母细胞miRNAs表达谱及Npm2基因相关miRNAs筛选
  • DOI:
    10.11843/j.issn.0366-6964.2021.04.015
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    畜牧兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张珂;严继猛;刘耀文;李鸿辉;陈强;李卓;苏艳华;普少瑕;王海臻;魏红江;贾宝瑜;成文敏
  • 通讯作者:
    成文敏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

魏红江的其他基金

快速高分辨全脑小血管定量磁化率成像技术开发及其在脑小血管疾病诊断的应用
  • 批准号:
    61901256
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

虚拟现实中的人类路径整合研究
  • 批准号:
    31200758
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
运用遗传基因组学方法对大麦麦芽品质相关性状的精细遗传分析
  • 批准号:
    30771333
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ITPR3诱导细胞外基质降解在雌激素治疗宫腔粘连中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81701396
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
草鱼脂肪沉积相关限速酶乙酰辅酶A羧化酶分子与细胞因子调控
  • 批准号:
    31172419
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于数字图像检测的结构工程施工控制虚实结合技术研究
  • 批准号:
    51278137
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钛酸铋系铁电薄膜的光诱导电流产生机制研究
  • 批准号:
    50702036
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
耗散形式下后牛顿拉格朗日和哈密顿动力学性质与引力波形比较
  • 批准号:
    11903022
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
分形的结构稳定性、临界集与自相似测度的特征刻划
  • 批准号:
    10301029
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
粘性泥沙悬浮体类凝胶态网络微细结构研究
  • 批准号:
    50179016
  • 批准年份:
    2001
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
听觉距离定位因素及其在空间声重放中的应用
  • 批准号:
    11574090
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: FET: Medium:Compact and Energy-Efficient Compute-in-Memory Accelerator for Deep Learning Leveraging Ferroelectric Vertical NAND Memory
合作研究:FET:中型:紧凑且节能的内存计算加速器,用于利用铁电垂直 NAND 内存进行深度学习
  • 批准号:
    2312886
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    26.6
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Medium: Principles for Optimization, Generalization, and Transferability via Deep Neural Collapse
合作研究:RI:中:通过深度神经崩溃实现优化、泛化和可迁移性的原理
  • 批准号:
    2312841
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    40
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Versatile Data Synchronization: Novel Codes and Algorithms for Practical Applications
合作研究:CIF:小型:多功能数据同步:实际应用的新颖代码和算法
  • 批准号:
    2312872
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    26.5
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Medium: Principles for Optimization, Generalization, and Transferability via Deep Neural Collapse
合作研究:RI:中:通过深度神经崩溃实现优化、泛化和可迁移性的原理
  • 批准号:
    2312842
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    40
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: III: Medium: Designing AI Systems with Steerable Long-Term Dynamics
合作研究:III:中:设计具有可操纵长期动态的人工智能系统
  • 批准号:
    2312865
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    98
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FET: Medium:Compact and Energy-Efficient Compute-in-Memory Accelerator for Deep Learning Leveraging Ferroelectric Vertical NAND Memory
合作研究:FET:中型:紧凑且节能的内存计算加速器,用于利用铁电垂直 NAND 内存进行深度学习
  • 批准号:
    2312884
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    26.8
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: CONCERT: Designing Scalable Communication Runtimes with On-the-fly Compression for HPC and AI Applications on Heterogeneous Architectures
CSR:小型:CONCERT:为异构架构上的 HPC 和 AI 应用程序设计具有动态压缩的可扩展通信运行时
  • 批准号:
    2312927
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    60
  • 项目类别:
    Standard Grant
Bond Strengthening and Grain Size Refinement in Superhard Metal Borides
超硬金属硼化物中的键强化和晶粒尺寸细化
  • 批准号:
    2312942
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    64
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: III: MEDIUM: Responsible Design and Validation of Algorithmic Rankers
合作研究:III:媒介:算法排序器的负责任设计和验证
  • 批准号:
    2312932
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    40
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NeTS: Medium: EdgeRIC: Empowering Real-time Intelligent Control and Optimization for NextG Cellular Radio Access Networks
合作研究:NeTS:媒介:EdgeRIC:为下一代蜂窝无线接入网络提供实时智能控制和优化
  • 批准号:
    2312978
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    70
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了