閻肅，李詩卉，李葭，張歸玲，謝彥，高璐月，張妍，石晶晶，王劍，申楠茜，郝永紅，朱文杰，田甜，張巨，朱文珍

腦卒中

1.深度學習在腦卒中的應(yīng)用

Schultheiss等分析了216例受試者的頭顱CT平掃資料，放射科醫(yī)生對其中101例進行動脈致密征象分割，通過建立不同的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural network，CNN)對68名患者組成的測試集(34例有密集征，34例無密集征)進行評估。結(jié)果顯示二階檢測器的平均曲線下面積(AUC)為0.77(95%CI 0.62～0.90)，對應(yīng)的敏感度為78%，特異度為68%。一階檢測器的平均AUC值為0.63(95%CI 0.44～0.77)，敏感度為46%，特異度為68%。所以二階檢測器的準確率最高，并且可以通過檢查中間結(jié)果來評估，以可視化動脈致密征的位置。

Pan等利用3D CNN來自動識別頭頸部CT血管成像(CTA)序列和大血管閉塞。在研究中心一，自動識別最大密度投影(MIP)序列和薄層序列的符合率和AUC分別為96%和1，鑒別急性大血管閉塞與正常血管的AUC為0.824，當模型的特異度為30%時可以達到95%的敏感度，而當敏感度為43%時，特異度達到95%，鑒別大血管閉塞與正常血管的AUC為0.793。在研究中心二，鑒別序列的符合率為98.2%。中心一和中心二鑒別急性大血管閉塞和慢性大血管閉塞的AUC分別為0.655和0.638。因此，3D CNN可有效鑒別CT血管成像中的不同序列，假陽性率為5%，而且無需人工干預就能成功識別出40%以上的急性大血管閉塞。

常規(guī)的MRI對于急性梗塞一般是定性而不是定量的，Hwang等應(yīng)用深度學習的方法在擴散加權(quán)成像(DWI)上自動勾畫梗死灶邊界，其敏感度和特異度為83%和99%，與放射科醫(yī)生勾畫的病灶之間的平均體積差異為0.2531 mL。同時可根據(jù)ADC值對腦卒中的嚴重程度分級，分為無中風癥狀、輕度中風、中度中風和重度中風。其中輕度中風的ADC值為大于620，其他三個等級依次遞減100。這項研究用深度學習的模型證明了自動檢測和定量急性梗死的可行性。

Zhao等開發(fā)了一種基于非增強計算機斷層掃描(non-contrast CT，NCCT)的深度學習方法，自動檢測腦實質(zhì)內(nèi)出血(intraparenchymal hemorrhage，IPH)、腦室內(nèi)擴展(intraventricular extension，IVE)和周圍血腫(perihematomal edema，PHE)，IPH、IVE和PHE檢測F1得分分別為0.95、0.83、0.90。病變分區(qū)一致性的Dice系數(shù)分別為0.92、0.78、0.71。自動生成的IPH、IVE和PHE體積的一致性相關(guān)系數(shù)分別為0.99、0.95和0.90。平均1例患者檢測、分割和測量IPH、IVE和PHE的時間為15s。這種方法有利于加快治療決策，提高治愈率和生存率。

Kelly等基于大腦前循環(huán)數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)的視頻建立深度學習模型，根據(jù)有無大血管閉塞(large vessel occlusion，LVO)以及閉塞的位置進行分類，記錄腦缺血的改良治療(modified treatment in cerebral ischemia，mTICI)評分，然后使用訓練好的模型來計算血栓切除術(shù)后的DSA視頻以識別成功的血栓切除術(shù)并對結(jié)果進行分級。模型識別血管閉塞的敏感度為100%(置信區(qū)間為90.75%～100.00%)，特異度為91.67%(置信區(qū)間為61.52%～99.79%)。獨立成分分析的位置分類符合率為71%，M1為84%，M2為78%。通過分析血栓切除術(shù)后的視頻(n=194)，該模型對再灌注評估中ICA閉塞符合率100%，M1閉塞符合率88%，但M2閉塞僅35%。該模型還可以對干預后視頻(獨立成分分析、M1和M2)進行二進制分類，其中mTICI為3(完全順行再灌注)或<3的AUC為0.71。結(jié)果表明深度學習模型可以成功地從頸內(nèi)動脈(internal carotid artery，ICA)、大腦中動脈M1段和M2段閉塞的患者中識別出健康的DSA視頻，并可以對LVO的機械血栓切除術(shù)的結(jié)果進行分類。

2.血管內(nèi)治療的選擇評價

近端血管閉塞且梗死核心范圍大的急性缺血性卒中患者目前一般不推薦機械取栓治療。但Kerleroux等發(fā)現(xiàn)在梗死核心面積大的情況下，灌注成像檢測存在缺血半暗帶的患者接受機械取栓治療可能會有好的預后。130個接受機械取栓和42個接受藥物治療的兩組患者之間的預后無明顯差異。而且根據(jù)不匹配率[組織灌注不足體積(Tmax>6s)/梗死核心體積]進行分組后，在不匹配率大于1.7的亞組中，進行機械性取栓的患者預后明顯提高。因此，在出現(xiàn)大的梗死核心的患者中，根據(jù)不匹配率進行亞組分類可以篩選出不匹配率較大的患者從機械取栓中獲益。

為了檢測急性基底動脈閉塞患者行血管內(nèi)血栓切除術(shù)后的預后，Khunte等進行了一項Meta分析，在23項相關(guān)研究的2244個患者中，混合效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型檢測出預后好的比例分別是31.4%和33.3%，死亡率分別是32.8%和29.8%。在三個前瞻性的亞組分析中發(fā)現(xiàn)，兩個模型檢測出預后好的比例是20.8%(預后好定義為改良Rankin評分mRS 0～1)和27.7%(預后好定義為mRS 0～2)，死亡率分別是43.8%(混合效應(yīng)模型)和36.9%(隨機效應(yīng)模型)。因此，血管內(nèi)血栓切除術(shù)是一種安全有效的治療方法，但仍需更多的研究來驗證。

通常用CT灌注(computed tomography perfusion，CTP)成像對梗死和半暗帶進行量化，不同的灌注參數(shù)和閾值可能會導致量化的缺血組織存在差異，從而影響患者能否取栓的判斷。Rava等綜合評估患者的CTP圖像和患者特征后認為81例成功再通(溶栓)的急性缺血性卒中患者適合接受取栓。他們使用3個預設(shè)的Vitrea CTP閾值設(shè)置對患者進行回顧性評估，從而確定每種閾值設(shè)置會誤診多少患者。結(jié)果顯示FLAIR MRI與各CTP閾值設(shè)置的平均梗死差值的95%CI分別為：默認設(shè)置(Default)(4.1±4.7) mL，腦血容量(cerebral blood volume，CBV)(8.8±4.5) mL，腦血流量(cerebral blood fluid，CBF)(12.2±6.4) mL。每種CTP設(shè)置的平均半暗帶/梗死比為：Default 12.3±9.8，CBV 13.0±7.3，CBF 61.9±40.2。誤診為不符合取栓的患者數(shù)量為：Default 21/81 (25.9%)，CBV 23/81(28.4%)，CBF 15/81(18.5%)。因此CBF設(shè)置用來判斷患者是否符合取栓最準確。但CTP處理軟件本身的使用應(yīng)該謹慎，因為使用這種設(shè)置會降低缺血組織的量化精度。

3.其他

Evan等回顧性分析了70名昏迷性心臟驟?；颊叩念^部DWI，應(yīng)用基于解剖圖譜的方法進行全腦分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與死亡組相比，存活組的皮層ADC值更高，在ADC值小于650×10-6mm2/s的患者中，存活組的皮層體積明顯低于死亡組。局部網(wǎng)絡(luò)分析顯示額下回ADC值區(qū)別最大，在ADC值小于650×10-6mm2/s中，額極的體積差異最明顯。故昏迷性心臟驟停患者的住院死亡率與ADC值及皮層體積相關(guān)。

Long等為了確定ADC圖是否可以預測擴散-灌注加權(quán)成像(DWI-PWI)不匹配區(qū)的存在，分析了56例急性腦梗死患者的ADC圖(DWI-PWI不匹配28例，非DWI-PWI不匹配28例)，提取二維特征，建立DWI-PWI不匹配區(qū)預測模型。用分析軟件Mazda篩選出10個特征，Lasso法篩選出10個，逐步logistic回歸篩選出3個。利用這三種特征建立了性能無顯著差異的方程和陽性特征模型(敏感度82.14% vs 82.14%，特異度75% vs 78.57%，陽性預測值 76.67% vs 79.31%，陰性預測值80.77% vs 81.48%，AUC 0.8941 vs 0.8756，誤分率21.43% vs 19.64%)。結(jié)果表明ADC圖可以用來預測DWI-PWI不匹配區(qū)的存在?；趌ogistic回歸的方程可能是一種很有前景的預測方法。

Chang等對服用抗凝或抗血小板藥物頭部外傷患者的重復CT檢查進行回顧分析，發(fā)現(xiàn)使用抗凝劑治療頭部外傷后的遲發(fā)性顱內(nèi)出血(delayed intracranial hemorrhage，dICH)發(fā)生率為1%，服用華法林/氯吡格雷的患者發(fā)生dICH的風險明顯高于服用新型抗凝藥物NOACs(P=0.04)。

房顫導管消融后，在DWI圖像上經(jīng)常發(fā)現(xiàn)無癥狀的腦缺血性病變。Kogue等利用磁共振3D序列(包括DWI、3D-FLAIR、3D雙反轉(zhuǎn)恢復序列(3D double inversion recovery，3D-DIR)、3D-T1WI、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility-weighted imaging，SWI)對65名房顫消融患者在早期(1～3天)及治療后6個月皮質(zhì)或近皮質(zhì)微梗死和微出血進行評估。發(fā)現(xiàn)了急性微梗死52例(207個病灶)，其中9例(12個病灶，5.8%)在6個月時仍存在。3D-FLAIR和3D-DIR同樣能檢測微梗死灶，且這些序列檢測微梗死灶的效果優(yōu)于3D-T1WI (P=0.013)。治療6個月后，SWI上總共出現(xiàn)了87個微出血(microbleeds，MBs)。其中69例MBs出現(xiàn)在急性期的皮質(zhì)或近皮質(zhì)微梗死部位，表明33.3%的初始微梗死后來會引起MBs，提示微栓塞性梗死可能是大葉性MBs的原因之一。

為了闡明鐵含量、亨氏單位(HU)和易感性偽影之間的關(guān)系，Gonzalez等采用NCCT和磁敏感加權(quán)成像SWI分析了57種不同成分的血栓類似物X射線衰減和敏感性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)紅細胞(RBCs)和鐵含量之間有良好的相關(guān)性[Spearman ρ=0.804，75 HU (組3)]，對應(yīng)平均鐵含量分別為(285±224)μg/g,(1446±514)μg/g和(2090±630)μg/g(P<0.0001)。低衰減血栓組(組1)SWI陰性；極高衰減血栓組(組3)SWI陽性；組2血栓顯示兩種SWI模式，CT衰減值相等[(62.7±7)HU vs (63.2±9)HU，P=0.927]，這組血栓含有明顯更高的含鐵量[(1226±500)μg/g和(1617±474)μg/g，P=0.026]，盡管紅細胞數(shù)目相近(86.6%±10 vs 77.8%±16，P=0.323)，但表現(xiàn)出更高的易感性。logistic回歸顯示鐵含量是影響SWI信號的唯一獨立因素(回歸系數(shù)b 1.004，CI 1.002～1.006，P<0.0001)，而紅細胞含量則不是(b 1.024，CI 0.983～1.066，P=0.257)。鐵含量可以獨立于紅細胞含量而決定SWI信號。因此，SWI陰性的血塊通常不能歸類為RBCs陰性血塊；相反在組織學上相似的富含紅細胞的血栓中，鐵含量可能有很大的差異。

動脈自旋標記(arterial spin labeling，ASL)MRI顯示的明亮血管外觀(bright vessel appearance，BVA)對急性缺血性腦卒中動脈閉塞的定位有重要意義。Lyu等招募了經(jīng)MR血管成像(MRA)/CTA證實的腦動脈閉塞患者，按血栓年齡將患者分為≤24h、24h～2d、2～3d、3～7d、7～30d和>30d六組。結(jié)果顯示BVA檢測≤24h新鮮血栓的AUC為0.774(95%CI 0.713～0.837，P<0.0001)，敏感度為72.73%，特異度為83.22%。而且BVA陽性(比值比9.13，95%CI 4.18～19.92，P<0.001)和高血壓(比值比0.385，95%CI 0.168～0.884，P=0.024)與年齡調(diào)整后新鮮血栓(≤24h)獨立相關(guān)。

腦膠質(zhì)瘤

為了研究細胞程序性死亡-配體1(programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1)抑制免疫療法對膠質(zhì)瘤是否有效，George等用機器學習和影像組學的方法研究了來自多中心的133個膠質(zhì)母細胞瘤患者。發(fā)現(xiàn)在治療前，單一MRI數(shù)據(jù)對總生存期(overall survival，OS)和無進展生存期(progression free survival，PFS)的預測效能很低。而在治療后，MRI特征的預測效能很高，OS的AUC分別為0.74～0.84(測試集)和0.71～0.86(驗證集)，PFS的AUC分別為 0.64～0.72(測試集)和0.73～0.78(驗證集)，治療后高MRI組學值和短OS以及短PFS相關(guān)。因此，可以通過治療后MRI數(shù)據(jù)預測患者治療后的生存期。

據(jù)報道異檸檬酸脫氫酶野生型(IDHwt)彌漫性星形膠質(zhì)瘤(組織學Ⅱ/Ⅲ級)具有特定的遺傳改變，如表皮生長因子(epidermal growth factor，EGFR)擴增或端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶啟動子(TERTp)突變，其行為與膠質(zhì)母細胞瘤相似。Park等回顧性分析了來自兩個三級機構(gòu)的病理證實的IDHwt彌漫性星形膠質(zhì)瘤的術(shù)前MRI和癌癥基因組圖譜(the cancer genome atlas，TCGA)，根據(jù)EGFR擴增和TERTp突變將患者分為有無膠質(zhì)母細胞瘤分子特征的兩組，基于放射組學和臨床組學特征開發(fā)了3個預測模型。在測試集中，僅有臨床特征的模型對膠質(zhì)母細胞瘤分子狀態(tài)的預測能力較差(AUC=0.514)，而具有放射性特征的模型在遞歸特征消除(RFE)及支持向量機分類器后的最小絕對收縮和選擇算子的組合下，表現(xiàn)出較好的預測性能(AUC=0.825，P<0.001)。當MRI放射組學加入臨床特征時，預測性能顯著提高(AUC=0.514、0.821，P<0.001)。

IVO是首創(chuàng)口服突變型異檸檬酸脫氫酶1(mIDH1)抑制劑，而VOR是一種口服、強效、腦滲透型泛mIDH1/2抑制劑。Choi等評估了IDH1突變型低級別膠質(zhì)瘤(LGG)患者在術(shù)前接受IVO或VOR治療后，單體素1H磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)對腫瘤D-2-羥基戊二酸(2-HG)濃度變化的檢測作用。結(jié)果表明mIDH1 LGG患者術(shù)前用IVO或VOR治療后腫瘤2-HG被抑制能通過單體素1H-MRS檢測出來。

Tatekawa等探究了膠質(zhì)瘤不同分子分型的18F-L-6-氟-3,4-二羥基苯丙氨酸(18F-FDOPA) PET/CT顯像攝取值和MRI參數(shù)的關(guān)系，包括相對腦血容量 (relative cerebral blood volume,rCBV)和ADC，并預測其預后。他們發(fā)現(xiàn)在IDH野生型和非編碼IDH突變型中，標準攝取值(normalized standard uptake value,nSUV)與rCBV呈顯著正相關(guān)，且與ADC呈負相關(guān)。在編碼IDH突變型中，體素分析顯示nSUV與ADC之間存在顯著相關(guān)性。Cox回歸分析顯示僅nSUV與rCBV(危險比28.82)以及ADC(危險比0.085)與IDH野生型的OS有顯著關(guān)聯(lián)。因此編碼IDH突變型膠質(zhì)瘤能顯示出獨特的PET和MRI的相關(guān)性。而且nSUV與rCBV或ADC的相關(guān)性越強，可能導致IDH野生型的預后越差。

膠質(zhì)母細胞瘤的異質(zhì)性預示著較差的預后，Jeong等利用多參數(shù)MRI評估病變的時空分布進展與同步放化療(concurrent chemoradiothrapy，CCRT)治療后無進展生存(progression-free survival，PFS)間的關(guān)系。他們納入了97例IDH野生型膠質(zhì)母細胞瘤患者，使用深度學習自動分割腫瘤細胞體積，使用K-means聚類將ADC、CBV配準到三個空間模版上，并在兩個連續(xù)的CCRT之間評估這些空間變化。結(jié)果顯示出高血管細胞、低血管細胞和不能存活組織這三種模式。低血管細胞分布的短期增加與較短的PFS顯著相關(guān)。在驗證組中，增加的CEL和低血管細胞分布的增加可以將短、中、長無進展生存的患者分開，并預測腫瘤進展的位置。因此與傳統(tǒng)的腫瘤體積變化預測治療結(jié)果相比，多參數(shù)MRI反映的時空進展變化提供了額外的價值。

為了探究膠質(zhì)瘤實體部分和健康腦組織之間的功能整合，Sprugnoli等以腫瘤實體部分作為種子點進行基于體素的功能連接(functional connectivity，F(xiàn)C)分析，發(fā)現(xiàn)新診斷的神經(jīng)膠質(zhì)瘤實體部分(n=18)與枕葉皮質(zhì)和雙額區(qū)存在明顯的功能連接 (P<0.05)，與額頂葉控制網(wǎng)絡(luò)、腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)(ventral attention network，VAN)和視覺網(wǎng)絡(luò)重疊。復發(fā)性膠質(zhì)瘤(n=36)表現(xiàn)為與雙側(cè)額頂葉區(qū)存在顯著的功能連接(P<0.05)，與VAN、背側(cè)注意網(wǎng)(dorsal attention network，DAN)重疊。膠質(zhì)瘤的實體部分與下列區(qū)域的功能連接是總生存期顯著的預測因子，對于新診斷的高級別膠質(zhì)瘤：雙側(cè)額部(r=0.96，決定系數(shù)R2=92%)；右側(cè)顳枕部(r=0.90，R2=82%)；對于復發(fā)高級別膠質(zhì)瘤：右側(cè)額部(r=0.72，R2=52%)。一個包括FC預測因子、臨床[如卡式功能狀態(tài)評分(KPS)、腫瘤大小]和人口統(tǒng)計學資料(年齡、性別)的回歸模型強調(diào)腫瘤與大腦的FC是最佳的生存期絕對預測因子，比年齡和遺傳特征(IDH狀態(tài))高出2倍，這可能反映了最近提出的膠質(zhì)瘤整合到負責侵襲性的腦網(wǎng)絡(luò)的假說。

Brabec等通過比較線形B張量編碼(linear B-tensor encoding，LTE)與球形B張量編碼(spherical B-tensor encoding，STE)的DWI，評價其在膠質(zhì)瘤臨床評估中的潛力。STE對微觀結(jié)構(gòu)的形狀不敏感，但能夠分離峰度中的各向異性(MKA)和各向同性(MKI)分量。在45次膠質(zhì)瘤檢查中，分別有23例(51%)、22例(47%)和26例(58%)在Gd-T1W、LTE和STE圖像上信號增強。在所有病例中，STE增強區(qū)域的信號強度比(SIR)明顯高于LTE(中位數(shù)1.8 vs.1.4，P<10-4，Wilcoxon符號秩和檢驗)。此外，在10個STE圖像中(相當于40%)的SIR高于2，但沒有一個LTE圖像達到如此高的對比度。這是因為膠質(zhì)瘤中增強區(qū)域的總峰度的大部分(62%)歸因于各向同性成分(MKI=0.67，MKA=0.4)，而白質(zhì)中的大部分(76%)歸因于各向異性成分(MKI=0.29，MKA=0.98)。因此B張量編碼能夠更具體地評估增強區(qū)域(高b值下的高信號)，并為具有高各向同性成分的組織(如神經(jīng)膠質(zhì)瘤)產(chǎn)生更高的白質(zhì)對比度。

頭頸部腫瘤

腫瘤大小(tumor size，TS)和浸潤深度(depth of invasion，DOI)對于舌癌的T分類是必不可少的，但由于牙偽影的原因，通常不能在CT上進行評估。而減碘成像(subtraction iodine imaging，SII)可以增強對比度和減少偽影。Hiyama等對59名患者(男37例，女22例；中位年齡63歲)進行了舌癌的CT增強掃描和磁共振成像，認為CT加SII可以改善舌癌的輪廓和舌癌TS和DOI的可測量性，盡管MRI更優(yōu)越。SII與病理測量的相關(guān)性不小于MRI。

Wang等利用影像組學和機器學習預測原發(fā)性頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)CD8+ T細胞的富集。lasso回歸生成模型的AUC為0.786 (95%CI：0.532～1.000)，嶺回歸生成模型的AUC為0.786(95%CI：0.544～1.000)，融合模型的AUC為0.643(95%CI：0.340～0.946)。說明HNSCC原發(fā)性腫瘤的T細胞炎癥特性可以使用標準CT成像的影像組學分析來預測。

為了將美國放射學會(ACR)甲狀腺成像和數(shù)據(jù)報告系統(tǒng)(TI-RADS)活檢推薦率(biopsy recommendation rate，BRR)與其他超聲診斷甲狀腺結(jié)節(jié)指南進行比較，Hoang等收集了接受常規(guī)甲狀腺超聲檢查的13600名低風險患者的甲狀腺超聲報告，根據(jù)ACR TI-RADS、美國甲狀腺協(xié)會指南(ATA)、歐洲TI-RADS(EU-TIRADS)和韓國TI-RADS(K-TIRADS)的標準對結(jié)節(jié)進行分類來比較BRRs。研究發(fā)現(xiàn)所有指南的結(jié)節(jié)風險類別的分布相似，但ACR TI-RADS建議活檢的比例少25%～50%，因為它在TR3和TR4類別中具有更高的活檢大小閾值。

Arsovic等回顧性分析了50例頭頸部副神經(jīng)節(jié)瘤(head and neck paragangliomas，HNPGL)患者和33名對照，包括神經(jīng)鞘瘤、鱗狀細胞癌或未分化型鼻咽癌(UCNT)的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)、動靜脈畸形和顳骨腦膜瘤。采用18F-DOPA正電子發(fā)射斷層掃描(PET/CT)和時間分辨磁共振血管成像序列進行評估。結(jié)果顯示從時間強度曲線提取的所有半定量參數(shù)在HNPGL和其他血管間隙腫瘤之間存在顯著差異，包括線性回歸獲得的流入、達峰時間和流出。神經(jīng)鞘瘤表現(xiàn)出比淋巴結(jié)更高的ADC值。分類和回歸樹(classification and a regression tree，CART)能以很高的準確性將HNPGL與其他腫瘤區(qū)分開來。在主成分分析中也顯示了這些特征并形成了不同的組。散發(fā)型和SDHx突變型HNPGL之間沒有觀察到顯著差異。這項研究確定了副神經(jīng)節(jié)瘤的多參數(shù)MRI特征，為頸部深部軟組織腫瘤從定性分析轉(zhuǎn)向定量分析提供了強大的推動力。

為了探討動態(tài)對比增強(dynamic contrast enhanced，DCE)灌注參數(shù)對頭頸部神經(jīng)鞘瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤的鑒別診斷價值，Ota等回顧性分析了14例頭頸部神經(jīng)鞘瘤(男4例，女10例；年齡22～68歲)和22例頭頸部副神經(jīng)節(jié)瘤(男4例，女18例；年齡18～78歲；琥珀酸脫氫酶亞單位SDHB基因突變3例，SDHD基因突變9例，SDHC基因突變2例)治療前的DCE灌注表現(xiàn)。將興趣區(qū)手動放置于腫瘤實體部位，根據(jù)時間強度曲線計算定量參數(shù)(Ve、Vp、Ktrans和Kep)和半定量參數(shù)(SER、TME、AUC、Wash-in、Wash-out、peak enhancement)。結(jié)果表明TME和Vp均是鑒別頭頸部神經(jīng)鞘瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤的有效指標。

神經(jīng)脊髓成像

為了評估脊髓造影后CT(postmyelography CT，PMCT)腎對比劑混濁作為腦脊液(CSF)吸收標記物在疑似自發(fā)性低顱壓綜合征(spontaneous intracranial hypotension，SIH)患者中的作用，Piechowiak等對111例疑似SIH患者進行了回顧性分析，并根據(jù)脊髓成像分為兩組：有脊髓縱向硬膜外腦脊液漏(spinal longitudinal extrathecal CSF collection，SLEC)組(SLEC+)和無SLEC組(SLEC-)。111例SIH患者中有71例(64%)有SLEC，40例(36%)沒有SLEC。疑似SIH患者調(diào)整后的腎盂密度顯著高于非SIH對照組(絕對差異：分別為75 HU和50 HU，P<0.001)。與SLEC(-)組相比，SLEC(+)組的腎盂密度有升高的趨勢，但這些差異并不顯著，且未發(fā)現(xiàn)腦脊液靜脈瘺。因此對比劑混濁可能被認為是腦脊液吸收增加的替代。

自發(fā)性低顱壓綜合征(SIH)是一種由脊髓腦脊液漏引起的疾病。假定的最佳治療是影像引導下靶向自體硬膜外血液和纖維蛋白膠修補。Amrhein等成功地進行了隨機和盲法的修補可行性試驗。他們通過篩查最終納入15人(18.1%)并以1:1的比例隨機分配到CT透視引導下靶向血液和纖維蛋白膠修補組和不做修補的假手術(shù)組。47%(7/15)的參與者不知道他們的干預手段。主要結(jié)果指標為1個月時的HIT-6，并將2個月時的腦部磁共振成像與基線進行比較，使用Dombrocky評分評估SIH體征的變化。結(jié)果顯示試驗組在1個月時HIT-6的平均下降率為(11.5±5.5)%，而假手術(shù)組為(7.9±7.2)%(P=0.29)。實驗組的MRI Dombrocky評分平均降低4.3±3.5分，而假手術(shù)組為1±4.3分(P=0.15)。這些結(jié)果將構(gòu)成未來權(quán)威多中心RCT的基礎(chǔ)。

Johnson等比較了放射科醫(yī)生與非放射科醫(yī)生進行腰椎穿刺的數(shù)量、時間和患者的復雜性，發(fā)現(xiàn)2005年-2017年的34408次腰椎穿刺手術(shù)中，放射科醫(yī)生實施的的百分比從40%增加到54%，而急診內(nèi)科醫(yī)生實施的百分比從19%下降到15%，神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生和神經(jīng)外科醫(yī)生實施的百分比從25%下降到15%。而且放射科醫(yī)生在工作日進行了大部分腰椎穿刺(56%)，在周末進行了多次穿刺(38%)。放射科醫(yī)生每年對高復雜性患者進行大多數(shù)腰椎穿刺，放射科醫(yī)生對復雜患者進行的所有手術(shù)的比例從44%增加到56%。說明放射科醫(yī)生在醫(yī)療保險人群中正在實施越來越多的腰椎穿刺手術(shù)。

肌硬脊膜橋被認為是在多物種中頭頸運動期間穩(wěn)定硬膜囊并促進腦脊液循環(huán)的結(jié)締組織結(jié)構(gòu)。最近發(fā)表的一項對患有愛唐綜合征(Ehlers-danlos syndrome，EDS)的馬的研究通過組織學和透射電鏡顯示了肌硬腦膜橋膠原的異常。為了評估人類進行頸椎蛛網(wǎng)膜下腔(cervical spine subarachnoid，SA)超聲檢查(US)的可行性，并評估結(jié)締組織病(connective tissue disorder，CTD)患者中可能存在的差異，Beland等納入了20名健康對照者和20名結(jié)締組織病患者，在寰樞椎水平進行超聲檢查來測量蛛網(wǎng)膜空間的寬度。研究表明與對照組相比，CTD患者在寰樞椎水平上SA間隙未見增加。這可能是繼發(fā)于肌硬脊膜橋在擴張過程中的松弛度上升。需要進一步的研究來確定肌硬腦膜橋動力學改變與CTD患者慢性頭痛的關(guān)聯(lián)。

急性創(chuàng)傷性頸髓損傷(spinal cord injury，SCI)對患者的生活具有毀滅性的影響，因此探索急性期的預后生物標志物至關(guān)重要。為了評估基于深度學習的放射組學(deep learning-based radiomics，DLR)預測頸髓損傷患者神經(jīng)預后的能力，Okimatsu等回顧性分析了217名頸髓損傷患者的284張磁共振圖像，對矢狀面T2WI采用CNN自動量化放射影像學特征，并將患者的預后情況進行分層，評估DLR預測的美國脊髓損傷協(xié)會損傷量表(American spinal cord injury association Impairment Scale,AIS)評分和實際AIS評分之間的一致率。結(jié)果顯示284幅磁共振圖像中有131幅(46.1%)預測正確，249幅(87.7%)預測在距正確的AIS一步之內(nèi)。實際值和預測值之間的加權(quán)k系數(shù)為0.52，表明用DLR預測急性頸髓損傷的短期神經(jīng)預后是可行的。

人工智能

1.在疾病診斷和預后判斷方面的應(yīng)用

不完全多模態(tài)圖像[MRI、氟脫氧葡萄糖-正電子體層掃描(FDG-PET)和淀粉樣蛋白-正電子體層掃描(Amyloid-PET)]和其他臨床變量會顯著阻礙阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)所致輕度認知障礙(mild cognitive impairment，MCI)的準確診斷和預后。Lure等納入來自ADNI數(shù)據(jù)庫的214名輕度認知障礙患者，開發(fā)了一種新的基于縱向遷移學習的機器學習模型(longitudinal transfer learning-based machine learning model，LML)?；€狀態(tài)下214個病例中有87個淀粉樣β蛋白陽性，LML的AUC為0.89，敏感度為91%，特異度為88%。這與沒有TL的基線圖像相比顯著改進。對于基線時輕度認知障礙2年期間轉(zhuǎn)換的預測，轉(zhuǎn)換為阿爾茨海默病的患者有26個，LML在這個嚴重失衡的數(shù)據(jù)集上的AUC、敏感度和特異度分別達到0.83、82%和90%；而標準模型分別為0.79、43%和95%。對于6年期間轉(zhuǎn)換的預測，LML的AUC、敏感度和特異度分別為 0.83、92%和85%。使用縱向圖像，LML的性能在AUC、敏感度和特異度分別提高到0.86、94%和88%。說明LML在所有隊列中均表現(xiàn)出比其它模型更準確的診斷和預后評估。

在臨床靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)分析中，識別固有腦網(wǎng)絡(luò)及其偏側(cè)化是重要參數(shù)之一。Agarwal等納入45名接受術(shù)前功能磁共振成像語言定位的額頂葉腦腫瘤(低級別和高級別膠質(zhì)瘤)患者和42名年齡匹配的健康對照者，訓練和測試基于VGG16的CNNs，以分類左側(cè)額頂葉網(wǎng)絡(luò)(frontoparietal network，F(xiàn)PN)、右側(cè)FPN或非FPN。結(jié)果顯示在健康受試者的內(nèi)部測試集中，CNNs識別FPN和偏側(cè)性的AUC分別為0.98和0.75，在3分鐘和6分鐘采集圖像之間沒有顯著差異。在額頂葉腦腫瘤患者的外部測試集上，CNNs識別FPN和偏側(cè)性的AUC分別為0.89和0.75，在3分鐘和6分鐘采集圖像之間以及與健康受試者測試表現(xiàn)相比沒有顯著差異。CNN可在健康人群和患病的額頂葉腫瘤患者的靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)中識別FPN及其偏側(cè)性，這是腦腫瘤切除術(shù)前計劃rs-fMRI分析自動化流程的第一步。

Cheah等使用全卷積網(wǎng)絡(luò)(fully convolutional network，F(xiàn)CN)的自動化方法，對392個甲狀腺結(jié)節(jié)(thyroid nodules，TNs)的392個超聲循環(huán)影像(16503幅圖像)進行切割(n=200)和分類(n=192)。在TN分割試驗中，自動化方法和人工描繪之間的Dice相似系數(shù)為0.790(四分位距(IQR)：0.711～0.903)。在TN分類試驗中，用于測試和評估循環(huán)影像和靜態(tài)圖像的DCNN模型的最佳驗證精度為0.872和0.767。循環(huán)影像分類模型的性能明顯優(yōu)于靜態(tài)圖像分類模型(AUC 0.833，95%CI 0.758～0.901；AUC 0.700，95%CI 0.601～0.81，P=0.035)。表明基于深度學習的甲狀腺結(jié)節(jié)集成自動化視頻分析可通過自動化的方式準確描繪結(jié)節(jié)并進行結(jié)節(jié)的分割與分類，與基于靜態(tài)圖像的檢測方法相比在腫瘤惡性程度方面判定優(yōu)勢顯著。

Tahmasebi等為了提高對未定性甲狀腺結(jié)節(jié)(indeterminate thyroid nodules，ITN)特征的診斷性能，將人工智能模型與ACR TI-RADS相結(jié)合，結(jié)果顯示人工智能算法正確定位了測試集中的所有47個ITN(100%目標檢測)。在預測高風險時，人工智能模型在訓練期間達到68.31%的敏感度和86.81%的陽性預測值，在測試期間達到73.9%的敏感度、70.8%的特異度、70.8%的陽性預測值、73.9%的陰性預測值和66.7%的總體準確性。人工智能改進的TI-RADS在所有標準方面均有所改善。這種方法可能有助于更準確地確定需要進一步評估和治療的真正高風險甲狀腺結(jié)節(jié)。

ECOG-ACRIN癌癥研究小組E3311是一項Ⅱ期試驗，其中HPV相關(guān)口咽癌(HPV-OPC)患者在術(shù)后隨機降級進行放療，只要他們沒有肉眼可見的ENE(結(jié)外侵犯>=1 mm)或>4個轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。Kann等從E3311中隨機獲得了患者的掃描圖像。根據(jù)病理報告對淋巴結(jié)進行分割，并標注ENE范圍。將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學習算法(deep learning algorithm，DLA)的ENE預測性能直接與具有10年經(jīng)驗的頭頸放射科醫(yī)生進行比較，發(fā)現(xiàn)DLA在肉眼可見的ENE識別方面取得了較高的性能，并優(yōu)于放射科醫(yī)生。性能提高是由敏感度提高所驅(qū)動的。減少預處理ENE篩查中的假陰性結(jié)果，有可能改善OPC患者在手術(shù)和降級試驗中的選擇。

2.在圖像獲取和處理方面的應(yīng)用

Wataru等通過比較超分辨率技術(shù)(SR)和壓縮傳感技術(shù)(CS)在評價二維和三維梯度回波序列(gradient echo sequence，GRE)腦圖像的定量和定性圖像相似性來確定MRI加速的合適方法。他們通過減小矩陣尺寸或增加CS強度，獲得了比參考時間少25%和50%的圖像，為了生成SR圖像訓練生成對抗網(wǎng)絡(luò)(generative adversarial network，GAN)，將低分辨率圖像放大為具有2倍交叉驗證的參考圖像。在2D和3D-GRE中，SR的結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)(structural similarity index，SSIM)顯著高于CS(所有P均<0.001)。 SR在2D-GRE中的視覺圖像相似性更高(所有P均<0.05)。CS在3D-GRE中表現(xiàn)出明顯的提高(P<0.05)，但考慮到總成像時間，SR與CS具有相同的視覺圖像相似性。因此對于MRI的加速，SR可以產(chǎn)生比CS更相似的圖像來進行二維采集。 對于三維采集，CS具有優(yōu)勢，但SR在總成像時間(包括重建時間)上與CS相同。

Oostveen等比較了基于深度學習的重建(deep learning-based reconstruction，DLR)、混合迭代重建(hybrid-iterative reconstruction，HIR)和基于模型的迭代重建(model-based iterative reconstruction，MBIR)在非對比增強CT(NCCT)成像的圖像質(zhì)量和重建時間，發(fā)現(xiàn)與HIR相比，DLR的重建時間延長少于20 s，但可同時降低感知噪聲和實際噪聲，并改善組織對比。與重建時間較長的DLR相比，MBIR的圖像質(zhì)量明顯更低。

Murugesan等采用新的深度學習方法，從原發(fā)性腦腫瘤患者的非對比增強多參數(shù)MR圖像(T1W、T2W和FLAIR)中生成T1對比(T1c)圖像并實現(xiàn)增強腫瘤(enhancing tumor，ET)的分割。預測的T1c圖像結(jié)構(gòu)相似性、PSNR和NMSE評分分別為95.62、37.8357和0.0549。使用非對比增強圖像分割ET的Dice系數(shù)為62.3%。該模型能夠預測92.8%的病例中是否存在ET，使用Dice損失和結(jié)構(gòu)模糊損失可以改善這種情況。預測對比增強的評分者間一致性為87.2%(P<4.0e-05)。這項研究證明了深度學習方法從非對比增強多參數(shù)MRI圖像中合成T1c圖像的潛力。納入額外的培訓數(shù)據(jù)和使用3D網(wǎng)絡(luò)可能有助于進一步推廣該模型。

認知與記憶

為了評估DWI對門診認知障礙患者的診斷價值，Kim等回顧性分析了11390名門診患者的DWI頭部磁共振圖像，認知障礙患者的DWI總診斷率為2.0%(223例)，急性或亞急性梗死的診斷率為1.7%(188例)，其中74%(139/188)近期有皮質(zhì)下小梗死，24%(46/188)有栓塞性梗死，11%(20/188)有區(qū)域性梗死。發(fā)作性全面性遺忘癥(transient global amnesia，TGA)的診斷率為0.14%(16例)?？搜攀喜?creutzfeldt-Jakob disease，CJD)的診斷率為0.12%(14例)。雖然DWI對認知障礙患者的診斷效率欠佳，但是DWI在急性或亞急性梗塞、TGA尤其是CJD(認知障礙的重要原因)的檢測中意義重大。

2018NIA-AA研究框架是一種特征性描述人群中阿爾茲海默病的分類方案。Fayyaz等采用腦脊液生物標志(Aβ斑A、Tau蛋白T和神經(jīng)退變N)分類標準將來自阿爾茲海默病神經(jīng)影像計劃的214名最初診斷為輕度認知障礙患者分為四組：A+T+(N)+(n=115)，A+T+(N)-(n=74)，A+T-(N)+(n=0)和A+T-(N)-(n=25)，分析各組間基因、臨床和神經(jīng)影像表征的差異。結(jié)果顯示各組在進展為癡呆的頻率、攜帶載脂蛋白E基因表型和顳葉內(nèi)側(cè)萎縮程度方面存在不同。

為了研究焦慮和抑郁對輕度認知障礙(MCI)向阿爾茨海默病(AD)進展的影響，Ulber等納入了339名來自阿爾茨海默病神經(jīng)成像計劃2隊列且基線診斷為輕度認知障礙的患者(其中72例進展為AD)，記錄其人口學特征和載脂蛋白E (APOE)基因型，采用神經(jīng)精神問卷(NPI)和老年抑郁量表(GDS)分別評估焦慮和抑郁癥狀，在基線MRI圖像上確定海馬(HV)和內(nèi)嗅皮層(ERV)體積。結(jié)果表明ApoE4、焦慮、較低的海馬和內(nèi)嗅皮層體積與MCI進展為AD的速度增加有關(guān)。

交叉性小腦失聯(lián)絡(luò)(cross cerebellar diaschisis，CCD)是幕上病變對對側(cè)小腦血流和代謝的抑制，在腦梗死中得到了廣泛的研究。為了確定癡呆患者中小腦體積的不對稱性，Srivastava等回顧性分析了5年間PACS系統(tǒng)中癡呆患者的PET/MRI資料，使用基于CNN的小腦分割工具提取小腦體積。結(jié)果顯示16例CCD患者中(男8例，女8例；平均年齡70.3歲；平均小腦體積127360.5)，小腦小葉VIIB左右體積差異有統(tǒng)計學意義(P=0.0008)。基于性別的分組比較顯示小腦蚓區(qū)Ⅵ(0.0110)和Ⅷ(0.0064)在男、女性之間差異有統(tǒng)計學意義。這是首次報道癡呆患者CCD的小腦體積不對稱測量。

先前研究證實U-2飛行員相對其他軍事人員存在全腦白質(zhì)平均FA值下降、白質(zhì)高信號負荷增加和神經(jīng)認知表現(xiàn)不同。Sherman等采集了103名U-2飛行員的DTI圖像和神經(jīng)認知表現(xiàn)數(shù)據(jù)。在控制年齡變量后，胼胝體、內(nèi)囊、放射冠、外囊和額枕束的FA值與MicroCog空間處理分數(shù)成正相關(guān)，額枕束FA值與反應(yīng)時間呈負相關(guān)，年齡與反應(yīng)時間成正相關(guān)。

Franceschi等對51名額顳葉癡呆(frontotemporal lobar degeneration，F(xiàn)TLD)患者的18F-FDG PET/MRI檢查進行了代謝減低不對稱性的評估，其中包括16名行為變異型額顳葉癡呆(behavioral variant frontotemporal dementia，bvFTD)、18名原發(fā)性進行性失語(primary progressive aphasia，PPA)、12名皮質(zhì)基底節(jié)變性(corticobasal degeneration，CBD)和5名進行性核上癱(progressive supranuclear palsy，PSP)。PPA患者中12名左側(cè)代謝減低為主，6名右側(cè)代謝減低為主。bvFTD患者中12名左側(cè)減低為主，3名右側(cè)減低為主和1名雙側(cè)對稱性額葉代謝減低。CBD患者中6名左側(cè)減低為主，4名右側(cè)減低為主，2名雙側(cè)感覺運動皮層對稱性代謝減低。PSP患者中3名左側(cè)減低為主，1例右側(cè)減低為主和1例雙側(cè)后額葉、扣帶回前部對稱性代謝減低。文獻強調(diào)左側(cè)為主的代謝減低是PPA變異型的關(guān)鍵影像特征，而本研究中1/3的病例顯示右側(cè)為主的代謝減低改變，這表明我們應(yīng)該更加著重于受累腦區(qū)的功能性而不是代謝減低的不對稱性類型。

Wu等收集了1097名來自人類腦連接組計劃健康志愿者的T1MRI和流體認知綜合評分，基于皮層和皮層下結(jié)構(gòu)的形態(tài)建立一種圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(graph convolutional neural networks，GCNNs)以預測流體智力并揭示預測中相關(guān)的腦區(qū)。結(jié)果顯示聯(lián)合皮質(zhì)和皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)得出的預測效果最好(MSE=0.834，R=0.454)，其次是僅使用皮質(zhì)表面(MSE=0.886，R=0.381)和僅使用皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)(MSE=1.014，R=0.155)。該映射圖顯示預測流體智力的判別位置主要在左側(cè)顳葉和頂葉，部分涉及右側(cè)海馬和杏仁核。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可視化理解表明上述方法可進一步幫助定義腦結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)部關(guān)聯(lián)。

顱內(nèi)血管成像

高時間分辨率對于量化血流速度的快速變化是必要的，Shields等采用X射線粒子圖像測速儀(X-ray particle image velocimetry，XPIV)結(jié)合碘標記亞毫米微球在神經(jīng)血管模型內(nèi)評估心動周期內(nèi)的速度變化。心臟收縮峰值測量值一般>40 cm/s，最小舒張測量值<10 cm/s。高速微球在收縮期可到達動脈瘤穹頂部，而低速微球多見于動脈瘤中心。每個模型興趣區(qū)內(nèi)的速度周期性變化都能通過高速檢測器捕捉并清晰地顯示出來。在高時間分辨率下準確測量整個心動周期內(nèi)速度變化能使我們進一步了解神經(jīng)血管疾病狀態(tài)下的血流動力學。

Sangil等采用三維高分辨率磁共振血管壁成像(3-dimensional high resolution magnetic resonance vessel wall imaging，3D HRMR VWI)研究彌漫性蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid Hemorrhage，SAH)并血管成像陰性患者可能存在的結(jié)構(gòu)性病因。他們評估了23例血管陰性、非中腦周圍、彌漫性SAH患者的影像學表現(xiàn)和臨床處理。其中19例(83%)存在3D HRMR VWI結(jié)構(gòu)性病因：動脈夾層12例，血泡樣動脈瘤4例，生長性穿支動脈瘤破裂2例，梭狀動脈瘤破裂1例。他們根據(jù)HRMR VWI表現(xiàn)和臨床情況，早期行血管內(nèi)治療9例(39%)，取得了良好的臨床效果。證明顱內(nèi)大動脈3D HRMR VWI是評估和管理血管陰性彌漫性SAH患者的額外有用的輔助成像工具。

Togao等通過與基于脈沖動脈自旋標記(ASL)4D MRA即對比劑固有流入增強多相血管成像(contrast inherent inflow enhanced multi-phase angiography，CINEMA)對比，評估偽連續(xù)ASL 4D MRA聯(lián)合中心鎖孔和視圖共享(4D-pack)技術(shù)顯示顱內(nèi)硬膜動靜脈瘺(dural arteriovenous fistulas，DAVF)的價值。結(jié)果顯示4D-pack提高了顱內(nèi)硬腦膜動靜脈瘺的引流靜脈顯示和對比噪聲比。4D-pack可被認為是一種無創(chuàng)性臨床評估DAVF的合適工具。

擴散成像

Nadim等為了評估擴散編碼梯度方向(number of diffusion-encoding gradient directions，NDGD)的數(shù)量對腦內(nèi)各向異性分數(shù)(fractional anisotropy,FA)的影響，并確定最佳NDGD。他們對23例受試者行DTI掃描(64個擴散編碼梯度方向)，發(fā)現(xiàn)所有受試者的平均FA值隨著NDGD的增加而下降，在15～25個梯度方向范圍內(nèi)平均FA值持續(xù)下降，之后平均值不發(fā)生變化，但方差隨著NDGD的增加而減小。TBSS分析顯示與地面真值圖相比，方向下降圖FA值增加，從59個方向開始，顯著性和空間范圍隨NDGD的減少而增加，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

Topgaard等探究了磁共振擴散張量分布(diffusion tensor distribution，DTD)方法中用來評估大腦組織微觀結(jié)構(gòu)的非參數(shù)DTD和反映細胞密度、形狀、方向和異質(zhì)性的參數(shù)圖，在腦囊蟲病、腦積水、中風和輻射損傷中的應(yīng)用價值。原始圖像被轉(zhuǎn)換為體素水平的DTDs和指標，包括張量“大小”(與細胞密度成反比)的平均值和(協(xié))方差、形狀和方向，以及來自拉長細胞(bin1，包括腦白質(zhì))、幾乎各向同性細胞(bin2，包括腦灰質(zhì))和自由水(bin3，包括腦脊液)的信號分數(shù)。結(jié)果顯示DTD的自定義序列可以作為臨床MRI的一個補充應(yīng)用，并為一系列病理改變提供具有顯著特征的新顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)圖。

Lasic等對14名復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化(primary progressive multiple sclerosis，PPMS)、26名原發(fā)性進行性多發(fā)性硬化(relapsing-remittingmultiple sclerosis，RRMS)患者和27名健康對照(HC)進行分析，擴散張量成像中的傳統(tǒng)各向異性分數(shù)(DTI-FA)圖從傳統(tǒng)DWI掃描序列中獲取，微觀各向異性分數(shù)(μFA)從線形和球形聯(lián)合擴散張量值編碼DWI掃描序列中獲取，結(jié)果顯示正常白質(zhì)(normal appearing white matter，NAWM)組織病理是由μFA，而非DTI-FA反映；臨床評分與μFA的相關(guān)性較DTI-FA強；總病灶體積與μFA相關(guān)，與DTI-FA無關(guān)；年齡與μFA呈負相關(guān)，而與DTI-FA無相關(guān)性。說明與傳統(tǒng)的擴散MRI相比，張量值編碼提供了更清晰的不被交叉纖維混淆的微結(jié)構(gòu)信息，可以改善多發(fā)性硬化的病理表征。

Wang等使用專為甲狀腺設(shè)計的表面線圈獲得了36名無甲狀腺疾病健康志愿者的小視野短時間反轉(zhuǎn)恢復序列(STIR)的DWI圖像，并提取了5個基于直方圖的特征，包括平均值、峰度、熵、方差和偏度。獲得的圖像整體質(zhì)量良好，但表面線圈接收敏感度不均勻?qū)е铝藞D像不均勻，進而造成直方圖分析的差異。因此需要對患者進行進一步的研究來確定最佳的甲狀腺DWI圖像。

兒童神經(jīng)

為了探究基于兒茶酚氧位甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)基因型的早期認知發(fā)育差異是否可以通過皮質(zhì)發(fā)育差異來解釋，Remer等獲取了88名1～6歲健康兒童的151幅T1MR圖像，按COMT rs4680基因型分組，其中20名Val/Val，38名Val/Met和30名Met/Met。COMT基因型與非語言發(fā)育商(non-verbal development quotient，NVDQ)的關(guān)系是由距狀旁回、緣上回和顳橫回的皮層厚度介導的。COMT基因型與言語發(fā)育商(verbal development quotient，VDQ)的關(guān)系是由距狀旁回、扣帶回峽部和額中回尾部的皮質(zhì)發(fā)育介導的。COMT基因型與早期學習復合體(ELC-IQ的替代量度)的關(guān)系是由內(nèi)嗅皮層、楔葉和梭狀回中的皮質(zhì)發(fā)育介導的。這表明基于COMT基因型的縱向認知發(fā)育差異可以通過皮層厚度發(fā)育差異來解釋。

運動偽影是新生兒腦部MRI中的常見問題，可能會對腦組織的分割產(chǎn)生負面影響。Verschuur等利用插值層面代替受影響的層面以進行進一步的組織分析。他們納入中晚期早產(chǎn)兒進行分析發(fā)現(xiàn)灰質(zhì)(Z=-2.8，P=0.002)、白質(zhì)(Z=-2.19，P=0.027)、腦脊液(Z=-3.7，P<0.001)和深部灰質(zhì)(Z=-2.89，P=0.003)的插值前后體積有顯著性差異。插值后存在運動偽影圖像計算出的大腦體積與對照組相比無明顯差異。因此T2加權(quán)掃描的分段立體插值方法在處理多層偽影新生兒腦分割提供了良好的效果。建議在中晚期早產(chǎn)兒(moderate and late preterm，MLPT)的多層MRI中使用這種插值技術(shù)，以減少運動偽影對腦體積分割的影響。

單羧酸轉(zhuǎn)運體8(MCT8)缺乏是一種罕見的X連鎖神經(jīng)遺傳疾病，主要是由編碼甲狀腺激素轉(zhuǎn)運體的MCT8基因突變造成。在早期表現(xiàn)為明顯的神經(jīng)發(fā)育延遲、低張力和非自主運動，最常見的影像學表現(xiàn)是髓鞘發(fā)育延遲，但白質(zhì)束可能受到更多影響。Matheus等在MCT8患者(n=11)和對照組(n=18)中獲得了T1加權(quán)和擴散張量和擴散峰度加權(quán)(DTI-DKI)圖像，以丘腦腹側(cè)中間核(VIM)和初級運動區(qū)(M1)作為種子區(qū)進行分析，發(fā)現(xiàn)MTC8患者的FA、MK、kax和krad顯著降低(P<0.01)，MD和drad顯著升高(P<0.01)，dax在MCT8患兒中更高(P<0.05)。

對比劑

與釓布醇和釓雙胺相比，釓吡醇是一種高松弛性大環(huán)類釓(Gd)對比劑(GBCA)，目前正在進行3期臨床試驗。為了評價反復注射釓吡醇后，Gd在健康大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的長期生物分布、動力學、安全性和形態(tài)。Rasschaert等向健康大鼠體內(nèi)注射2.4 mmol/kg釓吡醇、釓布醇和釓雙胺和生理鹽水5次(每周1次)，于末次注射后1個月、5個月或12個月(M1、M5、M12)實施安樂死(n=12/組)。釓吡醇、釓布醇給藥(大環(huán)組)后，中樞Gd的濃度在M1時約為0.3 nmol/g，直到M12約80%清除。釓雙胺注射后中樞Gd的濃度在M1時約為2～2.5 nmol/g，是大環(huán)組的7倍，1年后幾乎沒有清除。與大環(huán)類GBCAs的預期一樣，釓吡醇注射后Gd的長期滯留量較低，與釓布醇相當。

為了評價高松弛性大環(huán)類GBCA釓吡醇對腦轉(zhuǎn)移瘤(brain metastases，BM)決策和治療計劃的影響，Essig等對接受了兩次單獨磁共振成像檢查(分別使用釓吡醇、釓貝葡胺，均為0.1 mmol/kg)的患者數(shù)據(jù)進行分析，共有13名成年患者表現(xiàn)為兩次檢查中至少有一次顯示出腦轉(zhuǎn)移。每個患者的治療計劃[立體定向放射手術(shù)(SRS)或全腦放射治療(WBRT)]都在兩次磁共振成像中確定，腫瘤總體積(GTV)表示腫瘤的對比增強部分，GTV額外增加1 mm邊緣后為規(guī)劃目標體積(PTV)。結(jié)果顯示釓吡醇改善了BM的檢測，導致13名患者中2名患者的治療決定發(fā)生改變(從沒有治療到SRS或從SRS到WBRT)，并且基于釓吡醇掃描的治療方案的平均GTV始終高于基于釓貝葡胺掃描的GTV。

Robert等評估了0.08 mmol/kg和0.1 mmol/kg高松弛性大環(huán)類GBCA 釓吡醇以及0.1 mmol/kg釓貝葡胺(線性GBCA)在檢測小鼠毫米級腦轉(zhuǎn)移方面的潛力。他們將105 MDA-MB-231Br細胞在超聲引導下植入18只Balb/c小鼠左心室，誘導腦轉(zhuǎn)移。細胞注射3～5周后，在2.35T磁場下進行高分辨率3D-T1W梯度回波序列腦磁共振成像。與0.1 mmol/kg劑量的釓貝葡胺相比，0.08 mmol/kg和0.1 mmol/kg劑量的釓吡醇檢測到更多的轉(zhuǎn)移，無論劑量多少，釓吡醇檢測到的強化病灶增加了約2倍。組織學分析也證實了轉(zhuǎn)移灶的存在和位置。

Liu等為了開發(fā)氘氧化物(D2O)作為一種引導血管內(nèi)神經(jīng)介入的非金屬對比劑，進行了大鼠和狗的動物研究。研究表明，D2O可以產(chǎn)生高MRI對比度。D2O-MRI確定的灌注區(qū)域與SPIO-MRI(超順磁氧化鐵注射液)確定的灌注區(qū)域有很好的相關(guān)性(r=0.8491)。此外D2O-MRI確定的灌注區(qū)域可以成功預測甘露醇治療后的血腦屏障開放(BBB opening，BBBO)區(qū)域，與Gd-MRI有良好的一致性(r=0.8468)。最后D2O-MRI評估的灌注面積與Gd-MRI在3T評估的BBBO有很好的相關(guān)性，因此 D2O-MRI具有臨床實用性。

分子影像

腫瘤PD-L1表達上調(diào)可導致結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)患者預后不良，PD-L1治療的臨床結(jié)果與PD-L1的表達水平有關(guān)。因此Zhao等開發(fā)了一種89Zr標記的阿特珠單抗(Atezolizumab)作為探針(89Zr-Df-Atz)，利用異種移植小鼠檢測PET成像是否能反映腫瘤PD-L1的表達。結(jié)果顯示89Zr-Df-Atz能有效結(jié)合腫瘤PD-L1，標記反應(yīng)不損害其抗原結(jié)合能力。腫瘤與肌肉(腿部)SUVmax比值能有效區(qū)分PD-L1高表達和低表達腫瘤(P<0.001)。因此89Zr-DF-Atz有助于進一步探討結(jié)直腸癌的各個階段，有望成為替代免疫組化(IHC)的成像工具。

Esfahani等建立了阿法替尼敏感細胞(NCI-N87)和阿法替尼耐藥細胞(SNU16)胃癌(gastric cancer，GCa)的小鼠異種移植模型(n=20只裸鼠/組)，比較阿法替尼治療72小時后RTKs和下游節(jié)點的定量變化，用HER3靶向肽68Ga-HER3P1進行PET/MRI，觀察基線和第3天HER3PET攝取(SUVmax和SUVmean)的時間變化以及腫瘤組織HER3的變化。結(jié)果顯示用阿法替尼100 nM治療后可顯著增加NCI-N87細胞中HER3的總表達，減少p HER3和其他所有RTKs及下游節(jié)點的表達，而在SNU16細胞中則觀察到完全相反的變化。因此HER3PET成像能夠檢測HER3表達的快速定量變化，并預測GCa對泛受體酪氨酸激酶抑制劑(pan-receptor tyrosine kinase inhibitor，RTKI)治療的反應(yīng)。

為了探究基于吲哚青綠(ICG)的光學成像(OI)評估增強射頻熱療(RFH)治療肝癌的可行性，Zhou等用不同的ICG濃度(0～200 μg/mL)和不同的孵育時間(0 min～48 h)處理大鼠肝癌細胞。用MTS法測定LTX-315的半數(shù)最大抑菌濃度(IC50)，將ICG細胞分為四個不同處理的研究組：RFH單獨在42℃下30分鐘； LTX-315溶瘤治療；RFH聯(lián)合LTX-315治療；生理鹽水。采用MTS法、熒光顯微鏡和流式細胞術(shù)對細胞活力和凋亡進行了比較。用Bruker光學/X射線成像和介入微OI針對ICG細胞進行OI。然后對ICG-細胞信號強度(SI)進行統(tǒng)計比較。他們發(fā)現(xiàn)被癌細胞吸收的ICG從0線性增加到100 μg/mL，優(yōu)化濃度在100 μg/mL，而ICG-SI在24 h達到峰值。LTX-315的IC50為25.4 μM。與其他三組相比，MTS法和凋亡分析顯示聯(lián)合治療的細胞活力最低，凋亡最高。ICG增強介入OI在聯(lián)合治療中顯示細胞SI明顯降低。該研究證明了基于ICG的OI評估增強RFH治療肝癌的可行性。

Liang等收集了100例鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)患者的PET/MR影像資料，從T2WI和PET圖像中分別提取了與NPC分期最相關(guān)的6個和3個放射學特征，并測量了NPC主要代謝參數(shù)(SUVmax、MTV、TLG)，通過ROC曲線評價NPC分期中具有統(tǒng)計學意義的參數(shù)和特征的診斷效果。結(jié)果表明PET/MR放射學特征和代謝參數(shù)對NPC的T分期和臨床分期有重要價值，但在N分期中價值有限。未來放射學特征有望成為預測NPC分期的更經(jīng)濟的工具。

Kendall等對29例確診的原發(fā)性前列腺癌術(shù)前進行了Fluciclovine PET/CT成像評估，并對每個前列腺病變進行了放射學標記，記錄最大攝取參數(shù)。在前列腺切除術(shù)后，對整個前列腺根據(jù)病理學格里森分級進行評分。根據(jù)術(shù)后病理評分，F(xiàn)luciclovine能夠預測前列腺腫瘤的存在，敏感度為85%，特異度為81%，陽性預測值為95%，陰性預測值為54%。格里森評分越高的前列腺癌最大攝取均值越高。此外，方差分析顯示格里森分級與最大攝取均值顯著相關(guān)。因此Fluciclovine PET/CT有望成為一種有價值的術(shù)前評估工具。

Calais等基于一項轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌(metastatic castrate-resistant prostate cancer，mCRPC)患者接受177Lu-PSMA-617分子放療的前瞻性Ⅱ期試驗，在其中一個單隊列對總生存期(OS)進行事后分析。43例患者隨機分為6.0 GBq(n=14)和7.4 GBq(n=29)兩個治療組。11/43(26%)患者為初次CTX，10/43(23%)、12/43(28%)、5/43(12%)和5/43(12%)患者分別接受過1、2、3或4種CTX方案。PSA基線為29.2 ng/mL(平均值228.8，范圍0.5～2082.6)。21/43(49%)患者完成了177Lu-PSMA-617治療的4個周期，而4/43(9%)、13/43(30%)和5/43(12%)患者分別完成了1、2和3個周期。結(jié)果顯示在之后隨訪的19.5個月，整個隊列、6.0 GBq組和7.4 GBq組的OS中位數(shù)分別為14.8個月、15.7個月和13.5個月。在2個周期后任何時間PSA下降≥50%的患者有更長的OS。

為了研究淀粉樣蛋白靶向脂質(zhì)體大環(huán)類釓(Gd)對比劑ADx-001的有效性劑量范圍，Calais等采用APPswe/PSEN1dE9雙轉(zhuǎn)基因早期阿爾茨海默病小鼠模型進行體內(nèi)研究，ADx-001在3個劑量水平下(0.10、0.15和0.20 mmol Gd/kg)進行測試。使用T1加權(quán)自旋回波(T1W-SE)序列和快速自旋回波反轉(zhuǎn)恢復(FSE-IR)序列進行掃描。分別于注射對比劑前和靜脈注射ADx-001后4天采集圖像。ADx-001增強MRI顯示，與野生型(淀粉樣蛋白陰性)小鼠相比，轉(zhuǎn)基因小鼠(淀粉樣蛋白陽性)在各劑量水平的T1W-SE和FSE-IR圖像上均有明顯的信號增強。T1W-SE成像在0.2和0.1 mmol Gd/kg劑量時顯示高敏感度(>80%)，而FSE-IR在0.2和0.15 mmol Gd/kg劑量時顯示高敏感度(>80%)。所有劑量水平的特異度均為100%。顯微鏡下證實了ADx-001與淀粉樣斑塊沉積在轉(zhuǎn)基因小鼠大腦皮層和海馬區(qū)域的共定位。

正確定位致癇區(qū)域有助于癲癇患者的手術(shù)實施。Lin等首次合成了CD163靶向白蛋白二氧化錳(BMC)納米顆粒。建立了紅藻氨酸(KA)誘導的大鼠癲癇模型用來研究納米粒子的成像、活性氧清除和產(chǎn)氧能力。結(jié)果表明BMC納米顆粒在KA誘發(fā)癲癇模型中更有可能到達靶向位置并發(fā)揮治療作用，為克服癲癇灶的氧化應(yīng)激和缺氧環(huán)境提供了一種新的治療策略。

細胞毒性T細胞和NK細胞釋放的活化顆粒酶(BGzmB)是炎性腸病(IBD)的早期炎癥啟動子。Heidari等開發(fā)了一種基于肽的GzmB對比劑(68Ga-NOTA-GZP)檢測其是否可以用于評估IBD的活動性。他們用IL-10-/-小鼠，在飲用水中給予葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導結(jié)腸炎。使用未治療的IL-10-/-小鼠和B6小鼠飼以DDS或水作為對照?？筎NF注射液用于治療IL-10-/-DDS結(jié)腸炎。結(jié)腸炎誘導后每周進行PET成像。與IL-10-/-和B6對照組相比，DSS處理的IL-10-/-小鼠的腸道攝取顯著增加(P<0.02，P<0.03)，經(jīng)抗TNF治療的小鼠腸道吸收沒有任何增加(P=0.91)。結(jié)腸炎模型的成像顯示結(jié)腸攝取在第1周增加了4倍，到第4周逐漸減少到正常的2倍。在所有時間點，誘導小鼠的攝取仍然顯著高于對照組(P<0.01)。因此GzmBPET成像可以作為IBD疾病活性的標志物。活性克羅恩病標本中GzmB的存在映證了其臨床價值。

為了探究透明質(zhì)酸修飾的釓納米探針(Gd-HA NPs)在磁共振關(guān)節(jié)軟骨成像中的有效性和安全性，Lu等將新型納米粒子對比劑(Gd-DTPA-HA)注入新西蘭兔關(guān)節(jié)軟骨損傷模型的關(guān)節(jié)腔，以相同濃度的Gd-DPTA作為對照組，在磁共振增強前后觀察延遲增強程度(ΔSNR)。Gd-HA NPs關(guān)節(jié)內(nèi)注射顯著提高了軟骨和病變磁共振圖像的質(zhì)量。在給予NP后的2 h內(nèi)，軟骨損傷部位的SNR是注射前測量值的2.3倍。此外，由于對血液系統(tǒng)或主要器官功能無不利影響，Gd-HA NPs表現(xiàn)出良好的生物安全性。因此，Gd-HA NPs可能成為一種有效的磁共振對比劑，用于優(yōu)化軟骨損傷的檢測。

Antil等對卵巢腫塊激酶插入域受體(kinase insert domain receptor，KDR)靶向微泡(BR55，Bracco)超聲分子成像(ultrasound molecular imaging，USMI)信號與免疫組化(immunohistochemistry，IHC)結(jié)果進行相關(guān)分析。前瞻性招募了10名患有復雜卵巢病變的婦女(28～76歲)，采用B超選擇目標病灶(實性成分)，再以雙模式行USMI檢查，手動注射BR55(0.03 mL/kg)10 s以上隨后注射10 mL生理鹽水。在初始洗入階段(45 s)采集圖像，然后每2分鐘采集10 s，直至30 min。結(jié)果顯示所有患者均耐受BR55，無不良事件。數(shù)據(jù)分析包括7名接受手術(shù)和IHC檢查的患者。7個病灶中有3個為良性，4個為交界性腫瘤。在7個病灶中觀察到的增強水平為：無(n=2)、弱(n=3)、強(n=2)。體內(nèi)USMI信號顯示86%(6/7個病灶)的KDR與體外IHC相關(guān)。共刺激分子(B7H3)和前列腺特異性膜抗原(PSMA)分別在4例(4/7)和3例(3/7)病灶中表達。因此KDR靶向USMI是安全可行的，并能夠檢測卵巢病變中KDR的表達。