DWI联合DCE-MRI鉴别呈环形强化的脑GBM和感染性病变

目的:探讨MR扩散加权成像(DWI)和3D肝脏容积快速采集(LAVA)序列动态对比增强(DCE)MRI扫描对颅内呈环形强化的胶质母细胞瘤(GBM)和感染性病变的鉴别诊断价值。方法:回顾性搜集2015年9月-2020年9月在本院经病理证实的23例脑GBM和17例颅内感染性病变(脑脓肿11例,结核瘤6例)患者的临床和MRI资料。所有患者在术前2周内行3.0T颅脑MRI扫描,扫描序列包括常规序列、对比增强T_(1)WI、DWI和LAVA序列DCE-MRI扫描。分别使用Firevoxel软件和GE Omni-Kinetics软件在每例患者的表观扩散系数(ADC)图和DCE图像中选取病灶最大层面于病灶内环形强化区域手动勾画ROI,测量并比较两组病变的ADC第一四分位数(ADC-P25)、容积转移常数(K_(trans))、血管外细胞外体积分数(V_(e))、增强曲线下初始面积(IAUGC)、速率常数(K_(ep))、血浆容积分数(V_(p))、达峰时间(TTP)和最大斜率(S_(MAX))测量值的差异。K_(trans)、V_(p)和IAUGC的组间比较采用独立样本t检验,ADC-P25、K_(ep)、V_(p)、TTP和S_(MAX)的组间比较采用Mann-Whitney U检验。对组间差异有统计学意义的参数,绘制其受试者工作曲线(ROC),评估单个参数和多参数联合后对GBM和感染性病变的鉴别诊断效能。将AUC<0.7、0.7~0.9和>0.9分别定义为具有低、中和高度诊断效能。结果:GBM的K_(trans)、IAUGC和S_(MAX)值均显著高于感染性病变,差异均有统计学意义(P=0.004、0.045、0.011),而ADC-P25显著低于感染性病变(P=0.042)。K_(trans)、ADC-P25和S_(MAX)值对两种病变均达到了中度以上的鉴别诊断效能,单一参数诊断效能最佳的是K_(trans),联合ADC-P25、K_(trans)和S_(MAX)三个参数的诊断效能最佳,其ROC曲线下面积、敏感度和特异度分别为0.967、0.900和1.000。结论:DWI和DCE-MRI定量及半定量参数对呈环形强化的GBM和感染性病变均具有一定的鉴别能力,两类参数联合可显著提高鉴别诊断效能。

基于磁共振多参数图像融合及DenseNet网络的脑胶质瘤IDH突变预测研究

目的建立一个基于人工智能深度学习DenseNet网络和多模态融合技术的预测模型,实现对胶质瘤患者术前异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)基因突变状态的高准确性预测。材料与方法回顾性分析空军军医大学西京医院2012年1月至2016年9月连续收治的256名(155名IDH野生型和101名IDH突变型)患者的术前多序列MRI扫描图像,在T1加权成像(T1-weighted imaging,T1WI)、T2加权成像(T2-weighted imaging,T2WI)、增强T1WI序列上勾画肿瘤感兴趣区;通过深度学习卷积神经网络提取并融合了MRI多模态特征,定量比较了其与多模态特征简单拼接两种方法之间的模型性能差异。结果多模态融合比各模态简单拼接具有更优越的预测性能,实现了训练集和测试集受试者工作特征曲线下面积分别为0.903[95%置信区间(confidence interval,CI):0.845~0.961]、0.904(95%CI:0.842~0.966)的良好鉴别性能;准确率分别达到了91.3%、88.7%。敏感度分别达到了86.4%、90.5%;特异度分别达到了94.5%、87.5%,使用校准曲线进行模型一致性验证,模型校准曲线靠近对角线,反映出模型具有较好的预测效果。DeLong检验结果显示多模态融合方法和消融方法两种方法的模型性能差异具有统计学意义(P<0.05),前者优于后者。结论基于深度学习DenseNet网络的MRI多模态融合模型通过整合肿瘤的多模态MRI图像信息,可以实现在术前对胶质瘤IDH基因状态的无创、低成本的预测。

精神分裂症脑白质成像研究进展

少突胶质细胞及髓鞘形成异常对脑白质的完整性有极大影响,在精神分裂症的发病机制中发挥重要作用。同时,脑白质改变与认知功能损害的关联已被多项研究证实,而认知损害已被认为是精神分裂症具有特异性的核心症状。因此,通过神经影像学方法从精神分裂症患者中得到一系列在体的影像数据,用于定量研究髓鞘及脑白质在精神分裂症中结构和功能的变化情况,可以增加对精神分裂症病理机制的理解。本文对脑白质在精神分裂症中的相关机制及脑白质成像研究进行综述,涉及扩散张量成像(DTI)、扩散峰度成像(DKI)、磁化传递成像(MTI)及定量磁化率成像(QSM)技术等。

精神分裂症疗效预测的神经影像学标记物研究进展

作为一种常见的病因未明的严重精神疾病,精神分裂症对人类健康影响巨大,是全球性公共卫生问题。精神分裂症患者存在大脑结构、功能或代谢的异常,但目前尚未发现可用于疗效预测的生物学标记物或客观指标,临床治疗决策存在极大困难。研发生物标记物是走出精神分裂症疗效预测困境的切入点。神经影像学方法尤其是MRI可提取精神分裂症患者大脑结构和功能特征作为生物学标记物,提示精神分裂症可能的神经病理机制,进而辅助精神分裂症的疗效预测、判断患者病程及预后,有助于个体化精准治疗,提高治疗效果。本文对精神分裂症疗效预测的神经影像学标记物的研究进展进行综述。

基于DCE定量和半定量参数分析胶质母细胞瘤环壁强化类型与炎症的相关性研究

目的 利用动态对比增强(DCE)定量与半定量分析方法探究胶质母细胞瘤(GBM)的环壁强化类型与坏死相关炎症的关系。方法 回顾性分析2015年9月至2020年9月经病理证实且呈环形强化的GBM 23例和炎性病灶17例,GBM的瘤壁均由厚而不规则的毛玻璃样强化和薄而光滑的显著薄壁强化两种类型组成。所有患者均在术前2周内行3.0 T MRI常规平扫、T_1WI增强扫描和DCE序列扫描。利用美国GE Omni-Kinetics Version软件在DCE图像上手动勾画肿瘤和炎性病变最大层面环壁的感兴趣区(ROI),比较GBM的厚壁毛玻璃样强化(1组)、薄壁显著强化(2组)和炎性病变环形强化(3组)的DCE参数,包括容积转运常数(K^(trans))、血管外细胞外容积分数(V_(e))、曲线下面积(AUC)、速率常数(K_(ep))、血浆容积分数(V_(p))、达峰时间(TTP)、最大斜率(MAXslope)的差异。其中K^(trans)、AUC和V_(p)的比较用方差分析和最小显著差法(LSD);K_(ep),TTP,MAXslope比较用秩和检验及Kruskal-Wallis检验。结果 三组环壁强化类型比较,K^(trans)、AUC及MAXslope的差异具有统计学意义(P<0.05)。GBM的厚壁毛玻璃样强化区的K^(trans)、AUC、MAXslope均高于薄壁显著强化区和炎性病变,后两者的K^(trans)、AUC、MAXslope均无显著统计学差异(P>0.05)。结论 GBM的薄壁显著强化区与炎性病变具有相似的血流动力学和渗透性特征,推测GBM薄壁显著强化区可能存在炎性过程的参与。