化学交换饱和转移衍生新技术的开发与临床应用

化学交换饱和转移(CEST)成像可以检测ROS、脂肪、pH值、蛋白质及多肽、葡萄糖、谷氨酸、肌酸、肌醇及葡聚糖等各种生物大分子物质和环境因素,广泛应用于各个系统,帮助对各种物质及环境因素进行定量分析。本文就CEST的基本原理和影响因素进行介绍,进一步详细介绍CEST衍生新技术,旨在推动CEST新技术的开发研究与应用。

多b值DWI在椎间盘退行性病变中的应用价值

目的:采用穿刺模型模拟椎间盘退行性病变,探讨双指数模型多b值DWI在椎间盘退变性病变中的应用价值。方法:选取18只雌性大鼠,每组3只,分为正常对照组及针刺3h、48h、3d、7d、10d共6组,针刺C_6/C_7或C_7/C_8尾椎椎间盘,采集其多b值DWI数据。对获取的数据行Mann-Whitney U检验。结果:与正常对照组对比,针刺48h、3d、7d、10d组的ADC_(standard)、ADC_(slow)、DDC值差异均有统计学意义(P值均<0.05);与针刺3h组对比,针刺48h、3d、7d组的ADC_(standard)、ADC_(slow)、DDC值差异均有统计学意义(P值均<0.05);余不同针刺时间点各定量指标间差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论:ADC_(standard)、ADC_(slow)、DDC值等定量指标对反映椎间盘退行性病变的水分子扩散等特性有重要价值,且与病理过程有一定的相关性。

RSNA2019中枢影像学

RSNA2019中枢神经系统方面报告的热点主要集中在拓展MRI新技术的应用和数据分析方法,包括磁共振弹性成像(MRE)、静息态磁共振成像(f-MRI)、酰胺质子转移成像(APT)、扩散成像(DWI、DTI、DKI等)和深度学习方法、高分辨及多模态图谱的创建等。在中枢神经系统疾病的应用研究主要包括:①深度学习方法,高分辨及多模态图谱在神经系统中的应用;②功能序列及血管检查技术对血管内取栓的评价,缺血半暗带的诊断及ASPECTS评分在评价卒中预后的作用;③脑肿瘤良恶性、类别、分级和真假性进展的鉴别,对治疗的评价及预后的预测,胶质瘤的分子分型及异质性;④胎儿及新生儿疾病的诊断及图像质量提高的方法;⑤运动障碍性疾病治疗方法及其评价。

人工智能辅助压缩感知技术用于腰椎MRI

目的观察人工智能辅助压缩感知(ACS)技术用于腰椎MRI的价值。方法前瞻性纳入80例拟接受腰椎MR检查患者,随机将其均分为ACS组及对照组,每组各40例。对ACS组行基于ACS的腰椎MR扫描,对照组行常规序列扫描;比较组间图像信噪比(SNR)、对比度噪声比(CNR)及质量评分,观察ACS技术用于腰椎MR检查的价值。结果ACS组及对照组扫描时间分别为487 s及232 s。ACS组矢状位快速自旋回波(FSE)脂肪抑制(FS)T2WI、轴位FSE T2WI和FSE FS T2WI的SNR均高于对照组(P均<0.05),组间其余序列图像SNR差异、全部序列图像CNR差异,以及图像质量评分差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论ACS技术用于腰椎MR检查可在保证图像质量的同时缩短扫描时间,值得临床推广。

RSNA2020医学影像技术研究进展

数字化医学影像技术在现代临床医学的疾病诊断与疗效评价方面发挥着越来越重要的作用,是现代医疗不可或缺的部分。RSNA2020医学影像技术的研究热点主要集中在提高图像质量、降低辐射剂量、联合深度学习算法、开发新技术以及临床相关研究等方面,本文将基于不同影像技术对其领域相关研究进行综述。

正常雌雄大鼠椎间盘微细结构差异的MRI研究

目的利用T2 mapping和T2^(*)mapping探究雌雄性正常大鼠椎间盘微细结构的差异。方法选用12只正常成年雌性SD大鼠和10只正常成年雄性SD大鼠,运用T2 mapping和T2^(*)mapping技术对正常大鼠的第6、7尾椎椎间盘C_(6/7)和第7、8尾椎椎间盘C_(7/8)进行扫描,并通过画取感兴趣区域的方法获得相应椎间盘的T2值和T2^(*)值。同时对椎间盘进行T2加权矢状位扫描,采用Pfirrmann分级法进行分级评价。最后对椎间盘进行病理检测,获取雌雄性大鼠的椎间盘病理切片结果。结果雌性大鼠的24个椎间盘中有14个(58%)属于Ⅰ级,10个(42%)属于Ⅱ级;雄性大鼠的20个椎间盘中有14个(70%)属于Ⅰ级,6个(30%)属于Ⅱ级。在Ⅰ级和Ⅱ级椎间盘中,雌性大鼠的T2值和T2*值都明显小于雄性大鼠,差异均有统计学意义(P均<0.05)。雄性大鼠的椎间盘形态较雌性大鼠细长,而椎间盘微细结构中,雄性大鼠椎间盘中的纤维含量比雌性大鼠要少。结论不同性别正常成年大鼠的椎间盘存在明显差异,而且正常成年的雌雄性大鼠的椎间盘均可能发生退变,故在进行椎间盘相关的动物实验前,应当选择同性别实验大鼠进行实验,并对实验大鼠提前进行MRI检测,选取具有相同退变程度的实验大鼠。

RSNA2018人工智能及分子影像在中枢神经系统的研究进展

随着计算效率的增长和算法的改进,人工智能在放射学领域越来越炙手可热,人工智能可以应用于图像分割、数据分析、疾病诊断和帮助临床决策等诸多方面。分子影像学是前沿的分子生物学技术与现代医学影像学的结合,能对人体内部生理或病理过程在分子水平上进行无创的、实时的成像。本文将对RSNA2018人工智能及分子影像在中枢神经系统中的研究进展进行系统综述。

MRI多定量序列评估下腰痛与疼痛评分的相关性

目的分析腰椎磁共振成像(MRI)多定量序列与临床疼痛及功能障碍量表评分之间的相关性。方法随机选取2018年4月至2019年10月在湖北省第三人民医院行腰椎MRI的腰痛患者120例,其中男性54例,女性66例,年龄18~42(32.18±3.24)岁。根据疼痛时长分为急性下腰痛组45例(疼痛时长≤12周)和慢性下腰痛组75例(疼痛时长>12周)。获取L1/2~L5/S1范围内椎间盘前纤维环、后纤维环、髓核及椎旁肌肉的T1、T2及PD定量值。分别采用视觉模拟量表(Visual Analogue Scale,VAS)及Oswestry功能障碍指数量表(Oswestry Disability Index,ODI)评估患者的疼痛程度及功能障碍程度。采用独立样本t检验分析两组患者一般资料、VAS评分、ODI评分的统计学差异。采用Pearson相关性分析VAS评分、ODI评分与临床资料、前后纤维环、髓核及椎旁肌肉T1、T2及PD定量值的相关性。结果两组患者性别、年龄等一般资料及Pfirrmann分级差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组患者VAS、ODI评分差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组患者髓核处T1、T2值,前纤维环T1值及腰大肌处T2值差异均有统计学意义(均P<0.05)。急性下腰痛组VAS评分、ODI评分与Pfirrmann分级呈明显正相关,VAS评分与多裂肌处T2值呈正相关,ODI评分与体质量指数、后纤维环的T2值呈明显正相关,与髓核的PD、T2、T1值呈明显负相关(均P<0.05);慢性下腰痛组中,VAS评分与后纤维环的PD、T1值呈正相关,ODI评分与后纤维环的T2值呈明显正相关(r=0.414、0.219、0.196,均P<0.05)。结论腰椎间盘及椎旁肌肉的PD、T2、T1值与VAS评分及ODI评分明显相关。PD、T2、T1值对评价腰椎间盘退变具有重要作用。

Karl不同等级迭代重建技术联合CAD在慢性阻塞性肺疾病中的应用研究

目的探究Karl不同等级迭代重建技术对慢性阻塞性肺疾病图像质量的影响。方法选取2017年7月至2019年7月我院诊治的115例慢性阻塞性肺疾病患者进行研究。患者首次接受常规剂量(120 kV、150 mAs)CT检查,同一患者复查时则采用低剂量(120 kV、80 mAs)CT扫描,图像均行滤波反投影法(Filtered Back Projection,FBP)重建与1~9级Karl迭代重建,并通过计算机辅助诊断(Computer Aided Diagnosis,CAD)定量分析比较全肺容积(Lung Volume,LV)、双肺低于-910 HU的低密度衰减区(Low Attenuation Area,LAA)占全肺体积的百分比(LAA-910%)、双肺低于-950 HU的低密度衰减区占全肺体积的百分比(LAA-950%)、肺气肿指数(Emphysema Index,EI)、平均密度(Mean Lung Density,MLD)、两侧肺叶间裂表面积及完整度、支气管数量、长度、体积等指标的差异。结果常规剂量FBP、低剂量FBP、不同Karl迭代级别之间LV、LAA-910%、LAA-950%、EI、MLD比较差异无统计学意义(P>0.05);但常规剂量FBP全肺容积、LAA-910%、LAA-950%、EI低于低剂量FBP和不同Karl迭代级别,而MLD高于低剂量FBP和不同Karl迭代级别;低剂量不同Karl迭代级别LAA-950%、EI低于低剂量FBP,且Karl迭代级别升高而LAA-950%、EI减少。常规剂量FBP、低剂量FBP、不同Karl迭代级别之间叶间裂表面积及完整度、支气管数量、长度、体积比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论Karl不同等级迭代重建技术在慢性阻塞性肺疾病中有重要应用,能在低剂量扫描中有效保证图像质量。

2021年WHO中枢神经系统肿瘤分类概述

本文综述了2021年6月29日《Neuro-Oncology》上线的第五版中枢神经系统肿瘤分类概述的总体变化。2021年第五版世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类(WHO CNS5),是最新版脑和脊髓肿瘤分类国际标准。WHO CNS5建立了CNS肿瘤命名和分级的不同方法,并强调了综合诊断和分层报告的重要性。同时新定义了多种肿瘤类型和相关亚型,包括胶质瘤、室管膜瘤,髓母细胞瘤均有重大改变。WHO CNS5将弥漫性胶质瘤分为成人型和儿童型,成人型弥漫性星形胶质细胞瘤具有微血管增生、坏死和/或特定的分子特征如TERT启动子突变、EGFR基因扩增和/或7号染色体扩增/10号染色体缺失应诊断为胶质母细胞瘤,IDH野生型;IDH突变的胶质母细胞瘤现被称为IDH突变的星形细胞瘤WHO 4级。所有IDH突变型弥漫性星形细胞肿瘤被认为是同一类型,分为CNS WHO 2级、3级或4级,并且新增CDKN2A/B位点纯合缺失为IDH突变型星形细胞瘤中WHO 4级的重要分子标记物。同时新增儿童弥漫性低级别胶质瘤和儿童弥漫性高级别胶质瘤两种类型,各包括4种类型,这些肿瘤的精确分类需要明确其关键分子特征,新增分子标志物包括:弥漫性星形细胞瘤,伴MYB或MYBL1改变;弥漫性低级别胶质瘤,伴MAPK信号通路改变以及弥漫性中线胶质瘤,伴H3 K27改变;弥漫性半球胶质瘤,H3 G34突变型;弥漫性儿童型高级别胶质瘤,H3及IDH野生型,需要综合组织学外观和分子特征做出诊断。WHO CNS5对室管膜瘤、髓母细胞瘤分类也有重大改变,包括幕上室管膜瘤ZFTA融合和YAP1融合、脊髓室管膜瘤MYCN扩增以及后颅窝室管膜瘤PFA组和PFB组以及髓母细胞瘤新增多个亚群,以反映其临床和生物学异质性。此外,WHO CNS5纳入了更多新的诊断技术如DNA甲基化谱分析、光学显微镜、组织化学染色、电子显微镜、分子遗传学用于中枢神经系统肿瘤分类的分子方法。

3.0T磁共振True FISP及HASTE序列胎儿椎体成像对比

目的:对比3.0T磁共振True FISP和HASTE序列对胎儿椎体显像的优劣,探讨胎儿椎体畸形成像的优选序列。方法:本研究纳入21例产前超声提示胎儿椎体正常或异常的中晚期孕妇,孕周27~36w。使用Skyra 3.0T MR True FISP和HASTE序列对胎儿椎体进行成像。胎儿椎体正常组每个病例均分别在两个序列的胸腰段矢状面或冠状面椎体测量信号值SI椎体和横断面测量双侧腰大肌的信号值SI肌,后计算椎肌信号差值比*SI进行自身两序列间的对比。胎儿椎体异常组由两位胎儿诊断医师进行病变椎体的诊断评分,*SI H和*SI T使用配对样本t检验,两序列评分使用Wilcoxon检验。结果:10例正常组*SI T(0.18±0.08)明显高于*SI H(0.12±0.07)(P=0.01)。11例异常组True FISP序列评分(2.82±0.34)较HASTE序列(1.73±0.61)高(P=0.007)。结论:3.0T磁共振下True FISP序列较HASTE序列对胎儿椎体成像效果更好,True FISP序列对椎体畸形具有更高的诊断价值,临床磁共振扫描时应将其作为胎儿椎体畸形成像首选应用序列。

慢性下腰痛患者静息态功能磁共振成像脑活动差异研究

目的探究慢性下腰痛(CLBP)患者的脑静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)改变。方法对23例CLBP患者(CLBP组)及20名正常受试者(HC组)进行血氧水平依赖(BOLD)rs-fMRI扫描。采用中文版简版McGill疼痛评分问卷-2(SF-MPQ-2)、Oswestry腰背、下肢功能障碍评分问答调查表(ODI)、PHQ-9抑郁症筛查量表及医院焦虑抑郁情绪测量表(HAD-A量表)评判受试者临床状态,比较两组之间局部一致性(ReHo)、低频振幅(ALFF)、默认网络(DMN)的功能连接差异,并比较DMN差异脑区的Z值与疼痛种类、疼痛程度的相关性。结果与HC组相比,CLBP组的右侧额中回ALFF增高,右侧额上回、右侧楔前叶及楔叶的ALFF减低。左侧前额叶、双侧中后扣带回的DMN功能连接减低。两组之间的ReHo没有显著差异。DMN差异脑区的活动与疼痛种类、疼痛程度没有直接的联系。结论静息态下,CLBP组存在局部脑区的ALFF、DMN功能连接存在异常,这些异常可能与下腰痛的疼痛发生或疼痛抑制相关。

早发和晚发性精神分裂症灰质体积异常的研究

目的:研究早发和晚发型精神分裂症患者灰质体积的异常,寻找精神分裂症早发和晚发影响的脑区。方法:以中南大学湘雅二医院20例正常人、20例早发和20例晚发精神分裂症患者作为研究对象,性别、年龄、受教育程度等分组信息相匹配。对获取的被试脑3D结构像做逐像素分析,采用优化的基于像素的形态学分析方法,图像分割获取脑结构的灰质体积信息,然后采用8mm高斯核进行平滑处理,对平滑后的图像进行双样本t检验,分析早发和晚发精神分裂症患者灰质体积的异常。结果:与正常人相比,精神分裂症早发患者中央前回、梭状回、舌回等相关脑区体积萎缩,颞下回、眶内额上回、额中回前部、顶下缘角回等相关脑区体积增大;而与正常人相比,晚发精神分裂患者背外侧额上回、额中回前部等相关脑区体积增加,梭状回、枕下回、颞上回、颞中回等脑区灰质体积萎缩。结论:精神分裂症患者存在多个脑区的灰质体积异常,而且不同的脑区灰质体积的异常与精神分裂症的发病时间有关。

基于稳定的ICA成分探究精神分裂症异常的功能脑区

目的:探讨精神分裂症患者显著异常的脑区。方法:对34例正常人对照组和41例精神分裂症患者进行静息状态下的功能磁共振扫描,采用独立成分分析以及其稳定成分的选取相结合来确定具有功能意义的成分,进行正常人与精神分裂症患者之间的双样本t检验。结果:找到6个可靠性高的独立成分,并筛选出一个具有功能研究意义的成分;确定精神分裂症患者和正常人之间存在功能异常的脑区,即信号减弱的脑区:左侧额中回(MFG)、左侧颞下回(ITG)、左侧眶部额上回(ORBsup)、左侧前扣带和旁扣带脑回(ACG)、右侧前扣带和旁扣带脑回(ACG)和左侧内侧前额叶(MPFC)。结论:发现除了ACG的双侧区域皆存在功能异常外,MFG、ITG、ORBsup、MPFC都是只有左侧存在功能异常,说明临床治疗精神分裂症患者时不可忽视脑区不对称性的影响;其次,研究发现功能异常的区域主要集中在前额叶,可能与记忆和自我控制能力的下降相关。

家兔眼肌及视神经磁共振三维成像序列研究

目的探讨家兔眼肌及视神经的磁共振三维成像效果及序列优选。方法对10只健康家兔眼眶应用三维各向同性序列行磁共振成像,序列分别为T_2加权三维双回波稳态进动序列(3D-DESS),T_2加权可变翻转角三维快速自旋回波序列(3D-SPACE),T_1加权三维容积内插式屏气检查序列(3D-VIBE)。总结分析家兔眼肌及视神经在3种三维序列上的成像效果,分析比较3种序列的图像信噪比(SNR)及对比度噪声比(CNR),并对所得图像的家兔眼肌和视神经的显示效果进行评分,选出家兔眼眶结构最佳的磁共振成像序列。结果 3D-DESS的眼肌、视神经SNR与其余两种序列比较,差异有统计学意义(P<0.05);3D-DESS的眼肌、视神经CNR与其余两种序列比较,除了3D-DESS与3D-SPACE的视神经CNR无明显差异(P>0.05),其余差异均有统计学意义(P<0.05);在显示眼肌及视神经效果方面3D-DESS显示的完整度、均匀度、轮廓清晰度显著优于3D-VIBE(P<0.05),除了眼肌完整度及轮廓清晰度以及视神经完整度方面3D-DESS没有显著优于3D-SPACE(P>0.05),其余评分均显著优于3DSPACE(P<0.05)。结论 3种3D成像序列相比较,3D-DESS具有良好的SNR及CNR,可以清楚地显示家兔眼肌和视神经的解剖与走行,可作为家兔眼眶和视神经成像的首选序列。

三维高分辨率MR血管壁成像鉴别症状性大脑中动脉粥样硬化责任斑块的影像组学研究

目的探讨基于三维高分辨MR血管壁成像(3D HRMR-VWI)的影像组学方法鉴别症状性大脑中动脉粥样硬化患者责任斑块的价值。方法回顾性分析2018年10月至2020年10月因脑血管病在华中科技大学同济医学院附属同济医院接受诊治的117例患者的139个大脑中动脉粥样硬化斑块的临床和影像学特征。采用分层随机抽样方法按照7∶3的比例将139个斑块分为训练集(97个斑块)和验证集(42个斑块)。根据MR图像和临床症状将斑块分为69个责任斑块和70个非责任斑块。采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验及χ^(2)检验对责任斑块及非责任斑块的临床及影像特征进行单因素分析,对差异有统计学意义的特征进一步纳入多因素logistic回归分析,筛选出责任斑块的独立预测因子。基于训练集斑块在平扫3D HRMR-VWI、增强3D HRMR-VWI、平扫+增强3D HRMR-VWI上提取并筛选影像组学特征并构建模型。最后联合责任斑块的独立预测因子及平扫+增强3D HRMR-VWI特征构建融合模型。以受试者操作特征曲线及曲线下面积(AUC)评估各模型的效能,以DeLong检验比较不同模型效能的差异。结果责任斑块与非责任斑块的斑块内出血、狭窄处管腔面积、狭窄处血管直径、狭窄率、斑块负荷、强化率差异均有统计学意义(P<0.05),多因素logistic回归分析证实斑块内出血是预测责任斑块的独立危险因素(OR=7.045,95%CI 1.402~35.397,P=0.018)。验证集中,平扫3D HRMR-VWI模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC低于增强3D HRMR-VWI模型(Z=-2.01,P=0.044,),平扫+增强3D HRMR-VWI模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC与增强3D HRMR-VWI差异无统计学意义(Z=0.79,P=0.427),融合模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC与平扫+增强3D HRMR-VWI模型差异无统计学意义(Z=-0.59,P>0.05);融合模型预测大脑中动脉责任斑块效能最好,AUC为0.939,灵敏度、特异度、准确度分别为95.24%、76.19%、85.71%。结论基于3D HRMR-VWI的影像组学方法对识别症状性大脑中动脉粥样硬化患者的责任斑块具有一定价值。

口服营养补充疗法在老年肺炎治疗中的应用

探讨老年肺炎患者接受口服营养补充疗法的治疗效果。方法:将2019年5月至2020年12月期间在我院接受治疗的老年肺炎患者为研究对象,从中选取80例患者,并随即对患者分组,分成对照组和观察组两组,每组40例患者;使用常规方案给予对照组治疗,使用常规治疗与口服营养补充疗法对观察组治疗。结果:观察组的治疗效果、BMI、ALB、PAB等营养指标以及生活质量,均明显优于对照组,差异显著,P<0.05;观察组的MAC、TSF、HB等营养指标与对照组对比,差异无统计学意义,P>0.05。结论:老年肺炎患者在疾病治疗时接受口服营养补充疗法治疗,患者的营养状态可以明显的提升,疾病的治疗效果显著,患者的生活质量水平显著得到提升,值得在临床上推广应用。