新兴内镜成像技术在早期食管癌诊断中的应用进展

内镜成像技术是目前临床应用最广的早期食管癌诊断方法,白光内镜下取病理组织活检是早期食管癌诊断的金标准。伴随内镜技术的不断发展,涌现了化学染色内镜(DCE)成像技术、虚拟色素内镜(VCE)成像技术、放大内镜(ME)成像技术、激光共聚焦内镜(CLE)成像技术、细胞内镜(EC)成像技术、容积激光内镜(VLE)成像技术及自体荧光内镜(AFE)成像技术等多种新兴内镜成像技术。DCE成像技术、VCE成像技术可突出显示食管黏膜表面结构及血管纹理可视化效果,已经广泛用于早期食管癌的筛查及诊断中;ME成像技术可清晰显示食管上皮乳头内毛细血管袢,对早期食管癌浸润深度的诊断效能较高;基于CLE成像技术开发的pCLE内镜检查系统诊断巴雷特食管异型增生的特异度较高;EC成像技术联合人工智能对食管鳞癌的诊断效能较高;VLE成像技术的扫描深度可达黏膜及黏膜下层,对诊断早期食管癌及其分期具有一定的优势;AFE成像技术与其他成像技术联合应用可降低其诊断早期食管癌的假阳性率。

纳米级光学超分辨成像技术研究及展望

荧光显微成像技术能够将细胞生理活动可视化,是现代生命科学研究的重要手段。超分辨成像技术的出现将研究推进到亚细胞结构层次,而具有纳米级分辨率的单分子定位成像技术成为了研究细胞器、大分子复合物空间分布及相互作用的有力工具。继2014年超分辨成像技术获得诺贝尔化学奖后,《自然》(Nature)发布的2024年值得关注的七大技术中再次将纳米级分辨率光学成像技术作为热点进行介绍,超高分辨率成像技术是重要的前沿研究领域。本文首先简要介绍了荧光显微成像技术的发展历史、荧光显微镜的基础概念、超分辨成像技术的基本概况,之后着重介绍了单分子超分辨成像技术的研究进展,并在最后对该技术的发展及应用做了展望。

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。

磁共振3D-T1WI及扩散成像在阿尔茨海默病中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是最常见的神经退行性疾病,主要症状为进行性记忆下降和认知功能障碍,发病率呈上升趋势,目前缺乏有效的治疗手段,因此,早期诊断、预防及延缓AD的进展至关重要。近年来,MRI已广泛应用于AD及其他认知障碍领域的研究,三维T1加权成像(three-dimensional T1 weighted imaging,3D-T1WI)、扩散MRI可以客观、间接地反映异常的大脑结构变化,为解释其机制提供影像学依据。本文从3D-T1WI、扩散MRI在AD中的应用展开综述,从多个角度探索AD患者脑结构变化及病理生理机制,为AD的早期诊断提供帮助。

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。

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。

近红外荧光成像技术实现术中神经成像:应用现状与未来发展

背景:目前主要的神经成像方式,如磁共振成像、计算机断层扫描和高分辨率超声,均无法为医生提供术中实时定位图像。随着近红外荧光成像技术应用于临床,手术目标区域的直接可视化成为现实,这为神经的术中实时识别提供了新的方案。目的:归纳并总结近红外荧光成像技术实现术中神经成像的研究进展。方法:以“近红外荧光成像,光学成像,神经成像”为中文检索词,以“near-infrared fluorescence imaging,optical imaging,nerve imaging”为英文检索词,分别检索万方数据、中国知网及PubMed数据库。检索时间范围重点为2010年1月至2023年7月,同时纳入少数经典远期文献,通过阅读文题和摘要进行初步筛选,排除中英文文献重复性研究、低质量期刊及内容不相关的文献,最后纳入69篇文献进行综述。结果与结论:(1)吲哚菁绿引导下的近红外荧光成像在临床上已被用于术中血管、输尿管和胆管等管状器官以及各种肿瘤的识别与定位,是目前在精准外科手术中应用比较成熟的术中成像方法。(2)在近红外荧光成像技术实现术中神经荧光成像的研究中,吲哚菁绿是目前唯一的一种应用于临床研究的近红外荧光染料。(3)理想神经显影剂应该具有以下特点:在围术期容易给药,logD在pH=7.4时数值为0.5-3.0,分子质量<500 Da,有近红外窗口中的激发和发射波长,能够在神经组织中长时间保留,具有较高的SBR值以及较高的安全性。(4)未来近红外神经荧光显影剂的开发中,研究者们应该将重心放在合成吲哚菁绿与神经特异性靶点的复合物中。(5)在应用前景方面,该技术不仅能使术中神经荧光成像将成为现实,而且在原位监测神经再生以及诊断神经系统疾病方面也将取得巨大突破。

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。

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。

联合扩散峰度成像及定量磁化率成像评价脑瘫伴视觉障碍患儿视通路微观结构损害的初步研究

目的:通过联合应用MRI扩散峰度成像(DKI)和定量磁化率成像(QSM),探讨DKI和QSM评价脑性瘫痪(脑瘫)伴视觉障碍患儿视通路微观结构改变的价值。方法:对30例脑瘫伴视觉障碍患儿(患儿组)及30例健康儿童(对照组)分别行常规MRI及DKI、QSM扫描,测量和对比2组视神经、外侧膝状体、视放射和视皮质区ROI的平均峰度(MK)值、部分各向异性(FA)值、平均扩散率(MD)值及磁化率的差异。结果:2组在视神经、外侧膝状体、视放射和视皮质区域测量的MK值差异均有统计学意义(均P<0.05);2组在视神经、外侧膝状体和视放射区域测量的FA、MD值差异均有统计学意义(均P<0.05);2组在外侧膝状体、视放射区域测量的磁化率差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论:联合DKI和QSM能定量评估脑瘫伴视觉障碍患儿视通路各区域中微观结构的变化,从而为无创性评估脑瘫患儿视通路损害提供重要的影像学依据。

基于MRI及DTI双模态成像技术在盆底肌功能障碍诊断中的临床价值

目的 探究基于磁共振成像(MRI)及扩散张量成像(DTI)双模态成像技术在盆底肌功能障碍(PFD)诊断中的临床价值。方法选取喀什地区第一人民医院收治的50例PFD患者作为研究对象并纳入PFD组,另选取同期于医院体检的30例正常志愿者作为对照,纳入对照组,两组均采用MRI及DTI双模态成像技术进行检查,比较两组患者临床资料、盆底肌扫描面积(髂骨尾骨肌、耻骨尾骨肌、耻骨直肠肌)、肛提肌裂孔宽度、盆底标志线(H线、M线)、髂骨尾骨肌厚度(ICT)、髂骨尾骨肌角(ICA)及肛提肌角(LPA),髂骨尾骨肌、耻骨直肠肌各向异性分数(FA)及表观弥散系数(ADC)值。结果两组一般资料比较在统计学上无显著性差异(P>0.05);PFD组静态与动态髂骨尾骨肌、耻骨尾骨肌、耻骨直肠肌面积均小于对照组(P<0.05);PFD组静态与动态肛提肌裂孔宽度大于对照组,H线、M线长于对照组(P<0.05);PFD组ICT少于对照组,LPA大于对照组,两组ICA比较在统计学上无显著性差异(P>0.05);两组髂骨尾骨肌、耻骨直肠肌FA、ADC值比较在统计学上无显著性差异(P>0.05)。结论基于MRI及DTI双模态成像技术可反映PFD患者盆底功能及形态变化,在PFD患者中具有良好的应用价值,可用于临床推广。

不同水质下光学偏振对距离选通成像目标识别距离的影响分析

水下光学成像技术对于海底资源勘测、海洋生态监测、水下搜索救援、水下考古等应用具有重要意义。相比传统水下摄像机,距离选通成像技术可以过滤选通切片外的后向散射噪声和环境背景噪声,实现高质量水下成像,但是在浑浊水体中仍然会受切片内后向散射噪声影响,导致成像距离缩短。对此,开展了光学偏振与距离选通成像结合的水下偏振选通成像技术研究,利用后向散射光良好的保偏性去除选通切片范围内的后向散射噪声,提升目标识别距离。通过理论仿真和实验研究,对比分析了不同水质下距离选通成像和偏振选通成像目标识别距离的差异。发现存在临界衰减系数c0:当水体衰减系数小于等于c0时,光学偏振对于提升距离选通成像工作距离无效果;当水体衰减系数大于c0时,偏振可提升距离选通成像工作距离。实验中还发现,目标反射率会影响临界衰减系数。该研究有利于不同水质下距离选通成像的优化应用。

肝脏磁共振扩散加权成像方法研究进展

扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)对肝脏局灶性病变表现出的强大诊断能力主要得益于其成像方法的发展。目前DWI对于肝脏弥漫性病变的评估仍存在缺陷,所以进一步探索并优化其成像方法具有重要意义。为此,本文对近年来肝脏DWI所涉及到的定量成像、图像质量提升和加速成像等方法进行综述。首先,本文阐述了目前肝脏DWI所面对的主要挑战;然后,综述了定量成像模型、脂肪抑制技术、并行成像、压缩感知技术和多层同步成像方法在肝脏DWI中的研究现状和问题的潜在解决方法,为现有成像方法的进一步优化和新方法的引入提供可行思路;最后,对肝脏DWI方法进行了总结与展望。

MRI多参数成像对合并阻塞性肺炎或肺不张的肺癌轮廓勾画价值研究

目的:探讨磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)多参数成像对合并阻塞性肺炎或肺不张的肺癌轮廓勾画的应用价值。方法:合并阻塞性肺炎或肺不张肺癌患者70例,行CT、MRI常规T1WI、T2WI、脂肪抑制扫描以及扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和动态对比MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)扫描,比较CT与MRI区分肺癌组织及其阻塞性肺病变的能力,比较肺癌组织及其阻塞性肺病变表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值和DCE定量参数,比较CT增强与MRI T2WI序列勾画的肿瘤体积。结果:MRI对肺癌与阻塞性肺炎或肺不张的区分率92.9%,明显高于CT的45.7%,差异有统计学意义(P<0.001)。肺癌组织ADC值、容量转移常数(Ktrans)值分别为(1.24±0.61)×10^(-3)mm^(2)/s和(0.129±0.085)/min,低于阻塞性肺炎或肺不张的(2.63±0.48)×10^(-3) mm^(2)/s和(0.275±0.091)/min,差异均有统计学意义(P<0.05)。肺癌与阻塞性肺炎或肺不张速率常数(Kep)和血管外细胞外间隙容积分数(Ve)值比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。MRI勾画的肿瘤体积为(109.73±28.54)cm3,小于CT的(135.42±32.13)cm3,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:MRI多参数成像可明确勾画肿瘤边界,有助于区别肺癌与阻塞性肺炎或肺不张。

CT及磁共振血管成像诊断颅内动脉瘤的价值

目的分析CT血管成像(computed tomography angiography,CTA)、磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)诊断颅内动脉瘤的价值。方法选取2020年6月-2023年1月广西贵港市人民医院90例疑似颅内动脉瘤患者,均接受CAT及MRA检查,将数字减影血管成像(digital subtraction angiography,DSA)或手术病理学检查结果作为金标准,比较两种方法检出情况、测量颅内动脉瘤瘤体直径与瘤颈宽度、对比不同大小的颅内动脉瘤检出情况,分析两种方法单独及联合诊断颅内动脉瘤的价值。结果90例疑似颅内动脉瘤患者经CTA检查后诊出64例单发颅内动脉瘤,经MRA检查后诊出61例单发颅内动脉瘤,两种方法检出情况比较无明显差异(P>0.05);当瘤体<3 mm时CTA检出率93.33%高于MRA 60.00%(P<0.05);CTA诊断颅内动脉瘤的准确率83.33%、敏感度83.56%、特异度82.35%、Kappa值=0.548;MRA诊断颅内动脉瘤的准确率82.22%、敏感度80.82%、特异度88.24%、Kappa值=0.543;CTA联合MRA诊断颅内动脉瘤的准确率95.56%、敏感度95.89%、特异度94.12%、Kappa值=0.861。结论CTA与MRA均可用于诊断颅内动脉瘤,其中CTA可明显提高<3 mm的微小颅内动脉瘤诊出率,但联合应用时的敏感度更高。

近红外光学技术在脑功能成像和神经调控中的应用

大脑在正常和病理状态下的神经活动和调节机制一直是神经康复的研究重点。人的感觉、运动、言语、认知和情绪等功能都依赖于大脑复杂而多样的神经元活动和网络连接。为了更好地了解大脑的结构和功能,基于核医学的计算机断层扫描和磁共振成像等脑成像技术不断发展,而近年来新兴的光学成像技术在监测脑功能方面也有较好的应用前景。

磁共振成像在失眠障碍患者杏仁核的结构及功能变化中的研究进展

失眠障碍(insomnia disorder,ID)是一种社会公共卫生问题,是全球第二大流行类精神疾病,与其他的精神障碍及躯体疾病互成因果并相互促进。杏仁核是关键情绪中枢,不仅调节行为认知及情绪,也是一个重要的睡眠调节器。随着神经影像学及MRI技术的进展,通过ID患者杏仁核结构、功能、纤维束及血流量的变化进而阐明ID的神经病理学机制成为可能。本文通过MRI的多模态技术对杏仁核在ID患者中的变化进行总结,希望为ID的病理机制研究提供新思路,为治疗提供新方向。

基2-FFT输入分级截断算法在频域合成孔径超声成像中的研究

为提高超声频域成像算法的计算速度,提出一种应用于超声频域成像算法的基2-FFT输入分级截断算法。首先,借助于COMSOL多物理场仿真软件,建立钢件中含有孔缝缺陷的有限元模型进行声场仿真。仿真结果得到关于缺陷的回波信号,并通过PSM算法对频域内声场进行重建,得到成像区域的聚焦图像,和原始仿真信号的B扫图像相比效果更加直观且成像质量更好,验证了PSM算法的可行性。然后为了避免超声频域成像算法中二维傅里叶变换的冗余计算,进一步提出了支持任意非0值输入的基2-FFT输入分级截断算法。实验结果证明,基2-FFT输入分级截断算法比标准基2-FFT算法快27%,超声频域算法成像速度提高13%。

基于扩散的MR成像技术在前列腺癌诊断中的应用进展

前列腺癌(prostate cancer,PCa)的发病率居全球男性恶性肿瘤第二位,致死率居第五位,对老年男性健康构成极大威胁。多参数磁共振成像结合形态、功能学信息,在PCa的诊断中发挥关键作用。在不同成像技术中,扩散加权成像能够在活体细胞水平提供水分子扩散信息,在PCa的检出中显示出很高的精确度,由此衍生的表观扩散系数与肿瘤侵袭性高度相关,显著提高了前列腺癌诊断的敏感性和特异性。与此同时,基于扩散原理的新技术的发展,使MR在PCa诊断、侵袭性评估中发挥更大作用。

面向地质目标的地震偏移成像进展

面向地质目标体的成像技术将局部区域作为成像目标,获得深层目标构造或特殊地质构造如高陡构造、盐下构造、小尺度构造的精细成像结果。总结了面向地质目标的地震偏移成像方法的研究进展,归纳出面向地质目标体的成像方法包括了数据选择类方法和模型选择类方法。数据选择类方法利用地震特征波对特殊地质构造进行成像,主要包括多次波成像、绕射波成像和回折波成像等;模型选择类方法对局部目标区域进行精确成像,通常可大幅度提高计算效率,主要包括基于模型选择的地震干涉法、数据基准面重构法、面向地质目标的CFP成像方法、局部目标成像法、声弹耦合波场延拓法和成像域最小二乘偏移法等。面向地质目标的地震偏移成像技术总体发展趋势是从偏移成像到反演成像,模型选择类方法与数据选择类方法融合发展,并与人工智能技术结合,可实现地质目标地震靶向成像。