UTE序列肺部成像技术优势及在儿童肺部疾病中的应用进展

近些年来,随着MRI设备和技术的改进,特别是超短回波时间序列(ultrashort echo-time,UTE)的使用,肺部MRI在儿童中的应用越来越广泛。UTE序列可以有效减少信号衰减,显著增强肺部信号,降低敏感性伪影,提高对比度、噪声比,改善肺的结构成像;并可以采用UTE序列进行超极化129Xe MRI、动态增强灌注成像技术和氧增强MRI等功能成像。本文总结了UTE序列的技术优势,UTE在肺部结构相和肺功能成像中的应用以及在儿童肺部疾病中的应用现况。

肺部成像诊断系统肺部定量数据对咳嗽变异性哮喘诊断价值的探讨

目的探讨肺部成像诊断系统(VR Ixp)肺部定量数据(QLD)对咳嗽变异性哮喘(CVA)的诊断价值。方法根据乙酰甲胆碱激发试验结果 ,将103例慢性咳嗽患者分为阳性组(CVA,31例)及阴性组(其他原因慢性咳嗽,72例),同期选择20例不吸烟正常人作为对照组,比较3组激发试验前后肺部成像诊断系统QLD及第1秒用力呼气容积(FEV1)变化。结果激发试验前CVA者及其他原因慢性咳嗽者异常度均高于对照组(P<0.05);激发试验后CVA者异常度较其他原因慢性咳嗽者及对照组升高(P<0.05);激发后异常度变化值与FEV1变异率呈正相关。结论 VR Ixp QLD对CVA患者早期诊断有一定帮助。

多模态磁共振肺部成像在老年射线敏感人群中应用

目的分析多模态磁共振肺部成像用于老年射线敏感人群的价值。方法采集CT检查发现肺部占位性病变的射线敏感老年患者107例临床资料,均经CT扫描后发现存在射线敏感,后给予其多模态磁共振肺部成像扫描,扫描后评价病变情况,择期手术,术后组织病理活检,将术后病理检查结果作为金标准,分析CT扫描与多模态磁共振肺部成像对老年射线敏感的肺部占位性病变患者的诊断价值,并比较不同影像学方法诊断的特异度、灵敏度、准确度、阳性预测值及阴性预测值。结果107例老年肺部占位性病变患者经手术治疗后组织病理学诊断结果显示,恶性病变患者41例(38.32%);将病理诊断作为金标准,CT扫描与手术病理的一致性Kappa值为0.880,与病理结果的一致性好;多模态磁共振肺部成像扫描与手术病理的一致性Kappa值为0.779,与病理结果的一致性好;多模态磁共振肺部成像扫描与CT扫描诊断老年射线敏感肺部占位性病变患者的特异度、灵敏度、准确度、阳性预测值、阴性预测值比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论多模态磁共振肺部成像用于射线敏感的肺部占位性病变老年患者鉴别诊断价值高,诊断特异度、灵敏度、准确率与CT扫描接近,与金标准的一致性好。

肺部电阻抗成像技术评估持续性+3 Gz暴露对肺功能的影响

目的评估高过载暴露对人体肺通气功能的影响。方法实时测量8名青年男性在+1 Gz对照和持续性+3 Gz暴露期间的肺部电阻抗数据,并对比分析两种载荷下区域性肺功能参数,包括肺通气、肺容积以及肺排空。结果在肺通气方面,相较于+1 Gz,+3 Gz条件下潮气量和肺通气区域面积明显减少(P<0.05),而通气减少区域主要位于腹侧,且呼吸频率明显增高(P<0.01)。在肺容积方面,+3 Gz条件下肺容积较+1 Gz明显增加(P<0.05),其增加的气体容积均匀分布于整个肺区。在肺排空方面,在+1 Gz期间腹背侧气体排空特性相同,与整体肺气体排空完全一致;在+3 Gz暴露期间,腹侧气体排空在呼气初始阶段快,之后排空速度减慢,而背侧气体排空特性与腹侧正好相反。结论高过载会明显影响人体肺通气、肺容积以及肺排空等区域性肺通气功能,量化这些肺功能参数将为深入理解高载荷下的呼吸生理变化提供客观依据,为制定个体化航空医学防护装备奠定基础。

^(129)Xe通气功能MRI与肺部病灶类型关联研究

本研究旨在探索^(129)Xe通气功能MRI与肺部病灶类型之间的关联.我们对143例患者进行^(129)Xe通气功能MRI和肺部CT扫描,并分析了肺叶水平的通气功能与肺部病灶类型之间的关系.结果显示,大部分肺叶(74.6%)^(129)Xe肺通气功能MRI和CT结果一致.通气功能损伤与CT病灶类型相关,且混合疾病和肺气肿/肺大疱更易引起肺通气功能障碍.此外,我们的研究显示不同肺部病灶类型会呈现出不同的通气模式.即^(129)Xe通气功能MRI和肺部CT能够提供互补信息.本研究的初步结果将为肺部病灶引起的通气功能损伤评估提供数据支持,为临床影像学诊断提供更多的参考依据,有助于优化肺部疾病的诊断和治疗.

CT的肺部灌注成像技术应用研究

目的探讨CT的肺部灌注成像技术在临床中的应用。方法以近一年本院接诊治疗的60例肺内肿物患者为研究对象,这些患者全部经过CT灌注检查,并明确诊断,作者对这些病例的PV、BV、MTT、PH值进行详细分析。结果本次研究资料中腺癌、鳞癌及鳞腺癌所占比重大,占恶性肿瘤的91.49%(43/47),将这些病例间的PV、BV、MTT、PH值比较,PV、BV、PH与良性肿瘤相比均明显偏高(P<0.05),上述的47例恶性病变中,有38例为真阳性,9例为假阴性;良性肿瘤中的6例全部诊断正确,属于真阴性。活动性炎性的7例病变全部为假阳性。结论多层CT灌注成像技术可以对肿物中的血流模式进行定量评价,诊断灵敏性高。

国内首幅小动物活体肺部磁共振成像“点亮肺部”

在中科院武汉物理与数学研究所实验室，周欣研究员（后）正在和团队成员研究获得的国内首幅小动物活体肺部磁共振成像。周欣研究员领衔的研究团队是目前国内唯一开展超极化气体肺部磁共振（MRI）成像的研究组，他们的研究目的是“点亮肺部”，不仅获得目前胸透、CT和PET等肺部成像手段可以获得的肺部结构信息，还将对肺部气体交换功能进行可视化研究。

肺部电阻抗成像电极阵列优化方法研究

肺部电阻抗层析成像(EIT)电极阵列的设计是影响系统性能与成像效果的关键因素之一,目前多在规则形状物场、等间距分布的前提条件下对电极阵列进行优化,却并不适用于肺部不规则边界的情况。本文提出基于深度学习的肺部电阻抗层析成像电极阵列优化方法,以电极位置为优化目标,以重建图像相对误差、图像相关系数、敏感场分布的均匀性以及敏感场Hessian矩阵的条件数为网络输入,以阵列电极位置为网络输出,基于DNN网络构建优化模型。实验结果表明,在呼气末和吸气末两种状态下,与传统的电极阵列均匀分布方法相比,基于深度学习的肺部EIT电极阵列优化方法将重建图像相关系数(image correlation coefficient,ICC)分别提高了33.17%、33.86%,结构相似度(structural similarity,SSIM)分别提高了14.5%、14.39%,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)分别提高了26.3%、28.27%。因此可以得出结论,与传统方法相比基于深度学习的EIT电极阵列优化方法更适用于肺部EIT成像。

基于总变差正则化算法的三维肺部呼吸过程电阻抗成像方法

为了提高对肺部呼吸运动进行连续监测的精确性,针对二维成像不能满足人体结构成像需求的问题,利用三维电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)对肺部呼吸过程进行成像,采用总变差正则化(total variation,TV)算法与Tikhonov正则化算法实现肺部三维EIT成像,并对2种算法在不同呼吸状态下的图像重建结果的误差与肺区域比(lung regional ratio,LRR)进行对比与评价。结果表明:与传统Tikhonov正则化算法相比,仿真数据中,TV算法使三维肺部EIT成像误差降低了58.86%,肺区域比(LRR)准确率提高了14.58%;实验数据中,TV算法使成像误差降低了53.81%,LRR准确率提高了16.33%;说明TV算法比Tikhonov正则化算法更适合进行三维EIT图像重建工作,证明了三维EIT用于人体呼吸运动监测的可行性。

肺部呼吸成像诊断系统在慢性阻塞性肺疾病中的应用

目的:探讨肺部呼吸成像诊断系统检查在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的应用价值。方法:将COPD组65例COPD患者与对照组70例志愿者分别进行肺功能和肺部呼吸成像诊断系统检查,分析两组检查结果变化。结果:对照组肺功能各项指标:第一秒用力呼气容积(FEV1)、第一秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%)、第一秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC%)分别为(3.49±0.75)L、(101.5±11.8)%、(96.79±7.3)%;COPD组分别为(1.27±0.71)L、(43.9±12.4)%、(62.8±15.1)%;两组比较,差异具有统计学意义(均P<0.01)。对照组振动曲线评分、动态图像评分、最大振动值、左肺QLD值、有无干湿啰音与COPD组差异具有统计学意义(均P<0.01)。结论:COPD患者与正常受试者肺部呼吸成像诊断系统结果存在明显差异,肺部呼吸成像诊断系统在诊断COPD具有良好的应用价值。

肺部呼吸成像系统在呼吸系统疾病中的应用

目的探讨肺部呼吸成像系统在呼吸系统疾病中的应用价值。方法随机选取2010年3月—2015年2月期间该院收治的呼吸系统疾病患者800例作为研究对象,均给予肺部呼吸成像系统检查,统计分析成像系统诊断的准确性。结果胸膜腔疾病准确性为75.0%,慢性阻塞性肺疾病诊断准确性为90.2%,肺炎诊断准确性为86.15%,支气管炎诊断准确性为97.0%,说明肺部呼吸成像系统的价值高,诊断准确率显著。结论在呼吸系统疾病的诊断中,肺部呼吸成像系统具有较高的临床应用价值,值得在临床诊断中推广应用。

肺部呼吸成像诊断系统在肺癌患者术前术后肺功能变化中的对比观察

目的:探讨肺部呼吸成像诊断系统(VRIxp)在肺癌患者术前预测术后肺功能中的应用。方法:对21例行手术治疗的肺癌患者,术前均行肺功能检查和VRIxp检查,然后利用VRIxpO-Plan软件预测术后肺功能的FEV1(FEV1PPO)和FEV1%(FEV1%PPO),21例患者于术后1个月再次行肺功能检查测得FEV1和FEV1%,将预测值和术后实测值进行t检验和Pearson相关性检验。结果:VRIxp的预测值于术后实测值之间具有显著相关性,两组数据之间均差异无统计学意义。结论:VRIxp可以准确、简便、有效的预测肺癌患者的术后肺功能情况。

3.0T肺部MRI对儿童复杂性肺炎的初步诊断价值

目的:评估3.0 T肺部MRI在儿童复杂性肺炎检测中的诊断价值。方法:对22例需要CT评估复杂肺炎的患儿进行前瞻性研究。患儿中位年龄为5.75岁(2个月至11岁),所有患儿均在2天内分别进行多层螺旋CT(Multi-slice CT,MSCT)和3.0 T肺部MRI检查。以MSCT作为参考标准,计算3.0 T肺部MRI检测复杂肺炎肺部异常的灵敏度、特异度、阳性预测值及阴性预测值。用Kappa一致性检验计算MSCT和3.0 T肺部MRI之间的一致性。结果:与MSCT相比,3.0 T肺部MRI在检测儿童复杂肺炎肺部异常方面的灵敏度中等(83%)、特异度高(100%)。MRI对实变、囊肿、实质带、气漏和支气管扩张的诊断效能与MSCT相当(灵敏度为100%);MRI对结节(≥5mm)、磨玻璃影和间隔增厚的诊断效能相对较低(灵敏度分别为71.4%、64.3%、50%)。MRI与MSCT在诊断儿童肺部病变的总体结果一致性好(k=0.868)。结论:与MSCT相比,3.0 T肺部MRI多序列联合扫描能较好的检测肺炎患儿的实变、囊肿、实质带、气漏及支气管扩张等异常;对肺结节、磨玻璃影及间隔增厚诊断价值有限。

肺部振动反应成像技术对妊娠期支气管哮喘的诊断价值

目的探讨肺部振动反应成像(VRI)动态图像特征在妊娠期支气管哮喘评估中的诊断价值。方法观察妊娠期支气管哮喘的28例患者治疗前后,VRI动态图像特征的差异及与血嗜酸性粒细胞、肺功能FEV1pred%、哮喘控制评分(ACT)间的关系。结果治疗前动态图像评分1.92±0.70,高于治疗后0.95±0.48;MEF形态评分治疗前1.67±0.84,高于治疗后0.88±0.71;QLD差异值治疗前13.64±6.03高于治疗后6.72±2.60;多重回归分析提示ACT评分与QLD差异呈负相关(r=0.624,P<0.05)。结论在妊娠期支气管哮喘评估中,VRI具有一定的临床应用价值。

一种肺部CT图像快速分割算法研究

针对临床辅助诊断的需求,本文提出一种肺部感兴趣区域快速分割算法。该算法首先利用最大类间方差(OTSU)法对图像进行预分割,然后利用区域生长及小面积消除方法剔除干扰信息,并生成掩模图像,最后运用数学形态学方法对模板进行细化,并将原始图像与掩模图像进行数学运算,从而获得肺部感兴趣区域。实验结果表明,本文提出的算法自动化程度高,分割较为准确。

振动反应成像系统在评估慢性阻塞性肺疾病患者生活质量及肺功能中的价值

目的探讨振动反应成像系统(VRI)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者生活质量及肺功能评估方面的作用。方法选取在我院通过肺部呼吸VRI记录图像的住院患者76例,分析其图像特点,所得数据与患者应用呼吸问卷(st george’s respiratory questionnaire,SGRQ)生活质量问卷(过去1年内的情况)得分及肺功能第1秒用力呼气容积(FEV1)进行相关分析。结果 COPDⅡ级患者VRI肺部定量数值(Quantitative Lung Data,QLD)与COPDⅢ级患者QLD分布差异无统计学意义。COPDⅡ级患者比COPDⅢ级患者最大能量图(maximal energy frame,MEF)最高值分数高,分别为(1.32±0.13)分vs(1.08±0.16)分(P<0.01)。COPDⅡ级与COPDⅢ级患者比较其SGRQ值低,分别为(49±13)分vs(62±16)分(P<0.01)。患者的MEF值与SGRQ值呈负相关(r=-0.932,P<0.01)。结论 VRI中COPDⅡ级患者最大能量图值高于COPDⅢ级患者,患者MEF值与SGRQ值之间有相关性。VRI有助于对COPD患者肺功能评估,同时有助于协助评估COPD患者生活质量及预后。

配准算法对PCA单幅投影肺部重建的影响

肺癌放射治疗中,肺部肿瘤位置实成像对于临床意义重大。在一种利用单X射线投影进行成像的实时肺部3D成像算法中,图像配准过程引入的不准确对于PCA模型构建以及重建过程有重大影响。文章分析了光流法、Demons算法、水平集算法三种配准算法对重建效果的影响,并通过定性以及定量实验分析验证。结果表明,光流法配准在配准结果以及模型构建方面有较好的效果。

肺部氧通气成像的动物实验研究

目的 探讨氧对比通气MR肺部成像的可行性和基本技术方法。方法 采用医用纯氧作为T1WI肺通气对比剂 ,运用反转恢复超快速自旋回波序列 ,对 6只犬进行扫描。测量和比较吸氧前后的肺组织T1值 ;改变反转恢复时间 ,观察氧增强对比度噪声比的变化 ;吸入不同浓度的氧气 ,观察动脉血氧分压和肺组织纵向弛豫率的关系 ;采用图像减影技术进行后处理。结果 吸入氧气可以缩短肺组织的T1值 (平均 13 3 7% ,t=2 683 ,P <0 0 2 5 ) ;最佳反转恢复时间为吸氧前、后T1值的均数 ,此时可得到最优的对比度噪声比 ;外周动脉血氧分压和肺组织纵向弛豫率呈直线相关 (r2 =0 9974) ;通过吸氧前后的图像减影可获得氧对比的肺通气功能图。结论 氧对比通气成像简便易行 ,能反映肺的局部通气功能 。