磁共振成像新技术在乳腺良恶性病变鉴别诊断中的应用进展

乳腺癌已成为全球第一大癌症,严重威胁女性健康。磁共振成像技术以其多参数、高软组织分辨率及无电离辐射等优点,已越来越多地应用于乳腺病变的良恶性鉴别。随着近年来磁共振技术的飞速发展,新的成像方法不断涌现,为乳腺病变的良恶性检出提供了更有价值的参考依据。其中,超快速磁共振动态对比增强成像、合成磁共振成像、磁共振指纹打印技术及一系列高级扩散加权成像技术(体素内不相干运动成像、扩散峰度成像和拉伸指数模型成像)均可以从不同角度描述乳腺病变潜在的组织学或病理学特征,为良恶性鉴别提供有力支撑。本文将从成像原理、技术特点以及临床应用等多个层面,系统地阐述上述磁共振成像新技术对乳腺病变良恶性的鉴别诊断价值。

基于不同维度低场核磁共振技术的大豆含油率检测与判别

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油含水率软件检测大豆含油率;核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结合深度学习,建立大豆含油率高低判别模型。引入低场二维核磁共振(low field two-dimensional nuclear magnetic resonance,LF-2D-NMR)技术,定性分析一维波谱中信号重叠无法区分组分的问题。试验结果表明,LF-NMR含油含水率软件能快速准确检测大豆含油率,T1-T2二维核磁图谱成功解决了自由水和油信号重叠问题。利用U-net++深度学习模型对MRI成像的矢状面、冠状面、横截面以及三面混合数据集进行训练,其中横截面评价指标与其他数据集相比更优,语义分割部分中平均交并比(mean intersection over union,mIoU)约0.9058,全局准确率0.9980,训练后的模型能够将MRI图像识别并分割,快速判别大豆含油率高低。试验证明,LF-NMR及MRI能够快速无损掌握大豆含油率信息,为大豆的高油育种提供了新思路和技术支持。

脑震荡后综合征的磁共振成像研究进展

脑震荡后综合征(postconcussional syndrome,PCS)是脑外伤后最常见的慢性后遗症。PCS的损伤机制涉及多种神经病理生理过程,目前尚不明确。越来越多的磁共振成像技术,例如,扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)、氢质子磁共振波谱成像(hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)等被用于探究PCS从急性期到慢性期的神经病理生理变化与临床症状的关系。本文根据患者受伤的不同时期及其疾病进展进行纳入,对多种高级MRI手段在PCS中的应用进行综述,从不同角度了解其潜在神经病理机制,更好地服务于疾病的诊疗及预后。

慢性疼痛患者下行疼痛调制系统的磁共振成像研究进展

慢性疼痛是一种复杂的体验,给患者和社会都带来了重大负担。在慢性疼痛的神经机制研究中,虽然研究者们常常关注疼痛的感知和控制相关脑区,但往往忽视了下行疼痛调制系统(descending pain modulation system,DPMS)相关脑区在慢性疼痛中结构及功能改变对疼痛感知的抑制和促进作用。本文就慢性疼痛患者DPMS的结构及功能改变的最新MRI研究进展予以综述,旨在探究DPMS的生理和病理机制,进一步深化对慢性疼痛的理解。

7T磁共振成像在脑小血管病中的应用进展

脑小血管病在老年人群具有很高的发病率,可显著增加脑卒中和痴呆的发生风险。迄今为止,该疾病尚无有效的临床和体液生物标志物,诊断鉴别高度依赖于MRI。然而,由于临床影像的空间分辨率所限,脑小血管损害难以直接评价,因此研究者们主要使用一些反映脑实质损害的影像标志物来评估小血管损伤。近年来,随着超高场(7T)MRI技术的不断成熟,其在脑小血管病领域的研究亦日趋广泛。7T-MRI能够直接评估脑小血管结构、功能,并显著提高微小脑实质病灶的检测敏感性,为脑小血管病机制研究和精准诊断提供了重要工具。本文将回顾近年来基于7T-MRI的脑小血管病研究,并讨论潜在的问题和未来研究方向,为相关研究工作者提供借鉴。

多模态磁共振技术在脑小血管病中的应用进展

脑小血管病(Cerebral Small Vessel Disease,CSVD)是一种与年龄相关的慢性、进行性小血管疾病,影响小动脉、毛细血管和小静脉,与缺血性卒中和痴呆的高发生率密切相关,并可能导致运动、步态和情绪障碍。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)在CSVD的诊断中起关键作用,其典型表现为皮质下小梗死、脑白质高信号、腔隙、脑微出血、血管周围间隙和脑萎缩。由于CSVD的病理机制尚未完全阐明,目前缺乏特异性的治疗方法,因此治疗策略主要集中在管理血管危险因素,以延缓病程进展。随着先进MRI技术的应用,研究已从单纯的影像学特征深入到对CSVD病理学机制的探索。本文综述了多模态磁共振新技术在CSVD中的应用,以提高老年患者的生活质量,减轻社会和家庭负担。

不同功能磁共振成像技术在乳腺癌中的应用进展

乳腺癌成为全球第一大癌症,充分了解不同功能MRI技术在乳腺癌中的应用有利于推进乳腺癌诊疗的发展。本文通过介绍不同功能MRI技术在乳腺癌早期诊断和晚期预后评估中展现出的临床科研价值,说明基于灌注、代谢、扩散、合成相关MRI,使肿瘤组织微血管渗透、分布、血流动力学状态,肿瘤代谢物含量、间质成分变化及组织固有属性等特征可视化,旨在总结各成像序列在乳腺癌应用中的优势和前景,以期为后续乳腺癌影像科学研究提供新方向,从而帮助影像医师更加全面地了解乳腺癌相关MRI技术手段。

应用于人脑胶质淋巴系统的磁共振成像技术研究进展

胶质淋巴系统是神经科学领域近期发现的解剖结构,具有调节间质液运动、废物清除和潜在的大脑免疫等功能,在中枢神经系统的生理及病理中发挥重要作用。随着影像学技术的发展,越来越多的磁共振成像(MRI)技术被应用于人脑胶质淋巴系统的研究,目前常用的MRI技术有动态对比增强磁共振成像技术、沿血管周围间隙扩散张量成像分析技术及新型多模态超快速磁共振技术等,本文就这些技术在脑胶质淋巴系统的应用现状进行汇总综述,以期为胶质淋巴系统的影像学研究提供参考。

磁共振弹性成像在宫颈癌诊断中的初步应用研究

目的探究磁共振弹性成像(Magnetic resonance elastography,MRE)在宫颈癌的临床价值。材料与方法本研究前瞻性地招募39名病理诊断为宫颈癌的患者(宫颈癌组),并招募39名年龄、体质指数(body mass index,BMI)相匹配的健康女性志愿者(健康对照组)进行宫颈常规磁共振扫描和频率为60 Hz的MRE检查。测量两组受试者宫颈的弹性值以及宫颈癌组肿瘤的体积及浸润深度,收集宫颈癌组患者的肿瘤分期。选择配对样本t检验比较宫颈癌组和健康对照组的弹性值,采用Spearman秩相关系数及受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析弹性值、肿瘤体积和浸润深度与宫颈癌分期间的相关性及诊断宫颈癌分期的效能。结果宫颈癌患者组的平均弹性值[(5.76±0.99)kPa]显著高于健康对照组[(2.94±0.25)kPa;P<0.001]。弹性值、肿瘤体积及浸润深度在早期(≤ⅡA期)、晚期(≥ⅡB期)宫颈癌之间差异存在统计学意义,且与宫颈癌分期呈正相关(r=0.439、0.384、0.322;P均<0.05)。弹性值的诊断效能优于肿瘤体积和浸润深度,ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)分别为0.754、0.722、0.687。结论MRE技术可以作为一种非侵入性的辅助检查手段,帮助宫颈癌的诊断和分期评估,在宫颈癌研究和治疗策略的制订中具有潜在的临床应用前景。

心脏磁共振对房颤患者左心房/左心耳血栓诊断价值的系统评价与Meta分析

目的 通过系统评价与Meta分析评估心脏磁共振(cardiac magnetic resonance, CMR)对心房纤颤(atrial fibrillation, AF)患者左心房/左心耳(left atrial/left atrial appendage, LA/LAA)血栓的诊断价值,并分析不同的成像序列下所形成的诊断效能之间的差异。材料与方法 从Pub Med、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国知网、万方和维普数据库查找关于经食道超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE)或外科病理活检的方法检测AF患者LA/LAA结构内是否存在血栓的研究,同时比较CMR成像与其诊断效能上的差异,检索的时间为2000年至2022年。将这些文献分为四个类别:(1)CMR电影(cine-cardiac magnetic resonance, cine-CMR)成像;(2)对比增强磁共振血管造影(contrast enhanced magnetic resonance angiography, CE-MRA);(3)对比增强CMR(contrast enhanced CMR, CE-CMR)成像;(4)CMR。分别进行统计分析,提取相关的临床数据,利用Stata 17.0、Review Manager 5.3及Meta-Di Sc 1.4等专业数据分析应用软件对患者的医疗记录进行详细统计,并进一步对合并敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比及诊断比值比的具体数值进行运算,最后绘制了受试者工作特征曲线,同时对曲线下面积(area under the curve,AUC)进行计算得出诊断效能大小。结果 共纳入11篇文献,包含868例患者。Meta分析结果显示,各成像方式的合并敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比、诊断比值比、AUC值如下:cine-CMR分别为92%、93%、12.8、0.08、154、0.93;CE-MRA分别为91%、100%、476.4、0.09、5 044、0.99;CE-CMR分别为96%、100%、247.5、0.04、6 656、1.00;CMR分别为99%、99%、95.1、0.01、7 357、1.00。结论 CMR对AF患者LA/LAA血栓的诊断具备较高的诊断效能。

多模态磁共振成像评估乳腺癌腋窝淋巴结转移

目的:分析多模态磁共振成像(MRI)在乳腺癌腋窝淋巴结转移(ALNM)评估效果以及可靠指标。方法:选取2020年1月至2021年11月在邯郸市第一医院确诊并接受手术治疗的152例女性乳腺癌患者,根据术后腋窝淋巴结病理结果将其分为ALNM组(45例)和非ALNM组(107例)。利用磁共振动态增强成像(DCE-MRI)、T2加权成像(T2WI)和弥散加权成像(DWI)技术对乳腺癌ALNM做出判定。结果:多模态MRI诊断灵敏度为82.22%,特异度为96.26%,阳性预测值为90.24%,阴性预测值为92.79%,诊断符合率为92.11%。logistic回归分析显示,肿瘤最大径、ADC值与淋巴结转移密切相关。受试者工作特征(ROC)曲线分析,肿瘤最大径ROC曲线下面积(AUC)为0.797(95%CI:0.694~0.842,P<0.01),在最佳截断值为1.96 cm下诊断的灵敏度为77.4%,特异度为60.7%;ADC值AUC为0.844(95%CI:0.808~0.915,P<0.01),在最佳截断值1.122×10^(-3)mm^(2)/s下诊断灵敏度为82.1%,特异度为71.2%。肿瘤最大径和AUC值联合诊断AUC为0.952(95%CI:0.904~0.991,P<0.01),最佳截断值下灵敏度为88.6%,特异度为81.4%。联合指标的AUC要高于肿瘤最大径(Z=3.982,P<0.05)和ADC值(Z=3.014,P<0.05)。结论:多模态MRI对乳腺癌ALNM诊断效果良好,其中肿瘤最大径和AUC值是重要的参考指标,两者联合应用能提高诊断效率。

卵圆孔未闭继发偏头痛的脑磁共振成像研究进展

卵圆孔未闭(patent foramen ovale,PFO)是一种先天性心脏结构异常。近年来,越来越多的研究者关注到PFO与偏头痛之间有着密切联系。MRI在神经科学中得到了广泛的应用。结构磁共振成像(structural magnetic resonance imaging,sMRI)可用于研究大脑解剖与结构,对PFO继发偏头痛患者的大脑结构变化进行深入探索。静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)可以无创性检测脑功能活动,为探究PFO继发偏头痛患者的脑功能变化提供了可能。本文从PFO与偏头痛的关系、PFO引起偏头痛的病理生理学机制、MRI在PFO继发偏头痛的应用等方面的研究进展进行综述,以期为临床诊治提供思路,为后续相关领域的研究提供有关参考。

前列腺癌患者神经微环境潜在磁共振成像影像标志物的研究现状

前列腺癌(prostate cancer,PCa)是全球男性中患病最多、致死率第二高的癌症。PCa神经微环境与肿瘤进展、手术根治程度及术后复发密切相关,但具体机制尚不明确。神经微环境中的神经密度(neural density,ND)、神经周围侵袭(perineural invasion,PNI)以及神经内分泌特征(neuroendocrine features,NEF)与TMPRSS2 ERG基因、单胺氧化酶A(monoamine oxidase A,MAOA)、核因子κB,神经营养因子以及神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)等的表达密切相关。挖掘与该基因组学及蛋白组学相关的影像标志物可以早期识别PCa神经微环境从而影响临床诊疗方案。基于多参数磁共振成像(multiparameter magnetic resonance imaging,mp-MRI)影像组学特征可以识别PNI及NEF的潜在影像标志物。基于磁粒子成像技术(magnetic particle imaging,MPI)、深度神经网络(deep neural network,DNN)图像分类模型可以进行神经可视化。新兴神经影像技术弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、扩散频谱成像(diffusion spectrum imaging,DSI)、神经突定向扩散与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)以及基于吩噁嗪的近红外荧光团的设计合成与神经成像技术,在显示及预测ND、PNI、NEF也蕴含着独特的价值。本文就PCa患者神经微环境潜在影像标志物的研究现状进行综述,以进一步揭示PCa神经微环境的神经生理机制,为后续诊疗过程及改善患者预后提供影像学依据。

随钻核磁共振仪器缩短回波间隔方法优化设计

核磁共振测井是一种直接探测储层孔隙流体性质的地球物理方法,随钻核磁共振技术是在钻井过程中实时获得油气藏评价参数的技术方法.面对复杂油气藏中随钻核磁共振测量问题,通过缩短脉冲序列的回波间隔,可以减少仪器测量时间,能够获得快速衰减的短弛豫组分,实现储层孔隙结构的精细表征.本文提出了一种多级能量泄放方法,能够逐级降低天线品质因数,缩短天线恢复的死区时间,在不改变回波采集信噪比的情况下,实现脉冲序列的短回波间隔采集系统设计,并在随钻核磁共振测井仪器实验样机上进行了测试验证.测试结果表明,仪器回波信号信噪比良好,振铃噪声与回波信号区分明显,测试结果与模拟仿真结果一致,能够实现短回波间隔数据采集,验证了方法的有效性和实用性.

从医学影像到临床诊疗:2023年心血管磁共振进展

心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance, CMR)具有无创、无辐射、多参数成像的优势,能够实现对心脏形态、功能和组织学信息的“一站式”评估,在心血管疾病的精准医疗中发挥着无可替代的重要作用。2023年CMR研究取得了长足的进展:组织特征成像、心肌应变分析等技术不断推陈出新,探索更多临床适应证,并逐步完成标准化应用转化;非缺血性心脏病、缺血性心脏病等领域的CMR应用在新版指南中备受重视,且优质循证证据不断涌现,鼓励其更多地参与到心血管临床管理之中。本文将从技术和临床应用两方面系统性回顾其中代表性成果,以期为现阶段医疗实践提供实时有效的指导。

基于静息态功能磁共振成像的紧张性头痛度中心度研究

目的采用静息态功能MRI(resting state functional MRI,rs-fMRI)度中心度(degree centrality,DC)探讨紧张性头痛(tension-type headache,TTH)患者在slow-4(0.027~0.073 Hz)和slow-5(0.010~0.027 Hz)频段的全脑网络节点中心性的改变及其与临床特征的相关性。材料与方法纳入自2018年5月~2019年7月到潍坊医学院附属医院神经内科就诊的TTH患者33例及与之匹配的健康对照38例,进行rs-fMRI扫描,利用DC的方法分析TTH组及健康对照组在slow-4(0.027~0.073 Hz)和slow-5(0.010~0.027 Hz)频段的DC值的差异,分析DC值的改变与疼痛程度、病程、疼痛发作频率的相关性。结果与健康对照组相比,在slow-5(0.010~0.027 Hz)频段,TTH组右侧额中回、右侧背外侧额上回的DC值显著增高;在slow-4(0.027~0.073 Hz)频段,TTH组与健康对照组的DC值差异无统计学意义[基于高斯随机场(Gaussian random field,GRF)校正,体素水平P<0.001,簇水平P<0.05]。另外,相关性分析的结果显示DC异常脑区与TTH患者的视觉模拟评分法(Visual Analog Scale,VAS)得分、病程、疼痛发作频率之间无显著相关性。结论额中回和额上回参与TTH疼痛信号的整合与处理,可能是TTH的关键中枢;slow-5(0.010~0.027 Hz)频段较slow-4(0.027~0.073 Hz)频段在探测TTH患者DC方面更敏感。

导电矩形薄板的磁弹性超谐-内联合共振

研究横向磁场中矩形薄板在外激励作用下的超谐波共振和1∶3内共振的联合共振问题。针对一边固定三边简支的矩形薄板,利用Galerkin积分法得到两自由度非线性振动微分方程组。采用多尺度法求解,得到前两阶模态的幅频响应方程组。通过算例,得到系统发生超谐-内联合共振时前两阶响应幅值与各参数关系的曲线图,讨论了外激励幅值、磁场强度等参数对系统振动的影响。结果表明,考虑内共振时高阶模态被间接激发,系统存在着能量的交换,调节磁场强度可控制系统的共振。

月经相关性偏头痛患者脑代谢的磁共振波谱研究

目的采用氢质子磁共振波谱成像研究月经相关性偏头痛(MRM)不同状态下脑代谢情况,并探讨其与临床特征及雌激素孕激素的相关性。资料与方法招募2019年4月—2022年8月河南科技大学第一附属医院神经内科门诊确诊的MRM患者36例,同时招募年龄和受教育程度相匹配的正常女性29例。采用氢质子磁共振波谱成像分别于发作间期(卵泡后期)、发作期(围月经期)检测内侧前额叶皮层(mPFC)和丘脑的主要代谢物N-乙酰天门冬氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸复合物(Glx)和胆碱(Cho)与肌酸(Cr)的比值。每次MRI成像当天同时采集静脉血检测雌激素孕激素水平。比较发作间期、发作期各脑区两组间代谢物比值及激素水平、围月经期激素下降率的差异,同时观察MRM组从发作间期到发作期脑代谢的变化。结果MRM患者较正常人卵泡后期、围月经期雌激素孕激素水平及围月经期雌激素孕激素下降率均无显著差异(P>0.05)。在发作间期,MRM组左侧mPFC Cho/Cr较对照组降低(U=-2.957,P=0.003),且与发作频率呈负相关(r=-0.398,P=0.018)。在发作期,MRM组左侧mPFC GABA/Cr较对照组降低(U=-2.015,P=0.044),左侧丘脑Glx/Cr较对照组升高(t=2.213,P=0.033),上述结果与临床特点均无显著相关性(P>0.05)。MRM患者从发作间期到发作期GABA/Cr未发生显著变化(P>0.05),而右侧丘脑Glx/Cr显著升高(t=-2.181,P=0.038),右侧丘脑Cho/Cr显著升高(Z=-2.414,P=0.016)。结论MRM患者存在与正常人不同的脑代谢情况,且伴随头痛发作存在脑代谢的变化,但本研究未发现与月经周期相关雌激素孕激素的差别,其神经机制仍需进一步研究。

扩散峰度联合动态增强磁共振成像对乳腺癌不同中医证型的诊断价值

目的探讨扩散峰度成像(DKI)联合动态增强磁共振成像(DCE-MRI)对乳腺癌不同中医证型的诊断价值。方法选取本院经病理证实的乳腺癌患者170例,其中肝郁痰凝证88例,冲任失调证45例,正虚毒炽证37例,所有病例均行DKI及DCE-MRI检查。分析两组间的临床病例资料、常规MRI征象和DKI模型的平均扩散率(MD)、平均扩散峰度值(MK)及DCE-MRI模型的血管外细胞外间隙容积比(Ve)、速率常数(Kep)和容量转移常数(Ktrans)值;并运用受试者工作特征曲线(ROC)分析诸定量参数的诊断效能。结果肝郁痰凝证、冲任失调证及正虚毒炽证病灶形态及强化方式差异有统计学意义(P=0.003;P=0.027)。肝郁痰凝证组的MD值小于冲任失调证组及正虚毒炽证组,差异有统计学意义(P<0.01);肝郁痰凝证、冲任失调证及正虚毒炽证组的MK值逐渐减小(P<0.001),且两两之间比较差异有统计学意义(P<0.05);正虚毒炽证组的Ktrans及Kep值最大,其次是冲任失调证组,肝郁痰凝证组最小(P<0.001),两两之间比较差异有统计学意义(P<0.05)。常规MRI模型中病变形态特征及强化方式对鉴别正虚毒炽证与非正虚毒炽证乳腺癌有意义,ROC曲线下面积为0.772。DCE-MRI模型的Ktrans值对正虚毒炽证的诊断效能最高,AUC均大于其他定量参数(Z=2.729~3.852,P<0.05)。DKI模型(MD+MK)的AUC为0.745;DCE-MRI模型(Ktrans+Kep)的AUC为0.902,大于DKI及常规MRI模型,差异具有统计学意义(Z=3.002,P=0.003;Z=2.113,P=0.035)。DCE-MRI+DKI模型AUC为0.917,诊断效能高于DKI及常规MRI模型(Z=3.834,P<0.001;Z=2.556,P=0.011);DCE-MRI+DKI模型的准确度91.8%,均高于DCE-MRI、DKI及常规MRI单一模型。结论DKI和DCE-MRI模型可用于中医证型乳腺癌的鉴别诊断,其中DCE-MRI模型的Ktrans值诊断效能最高,DKI联合DCE-MRI模型对乳腺癌中医证型的鉴别能力优于单一模型。

实时功能磁共振成像神经反馈在肥胖症中的应用进展

肥胖症及减重后不能维持健康体质量的核心因素多为食物成瘾,食物成瘾在神经影像学中表现为奖赏网络与认知控制网络间神经环路的失衡。实时功能磁共振成像神经反馈(real time functional magnetic resonance imaging neurofeedback,rtfMRI-NF)作为一种新型生物反馈技术,已被应用于其他物质成瘾领域的临床研究和治疗中。在食物成瘾肥胖症中,rtfMRI-NF同样具有重塑异常脑功能、改善摄食行为并达到减重效果的潜力。本综述总结了肥胖患者食物成瘾的功能磁共振脑成像模型,探讨应用rtfMRI-NF作为其潜在治疗工具的可行神经靶点,并回顾了rtfMRI-NF在肥胖应用中的最新研究进展,为未来rtfMRI-NF在肥胖中的治疗策略和临床指导提供参考。