魯君,張歸玲,謝彥,閻肅,田甜,周銥然,甘桐嘉,吳宏宇,廖薈珽,趙亞莉,梁偉強(qiáng),李元昊,張順,朱文珍
腦卒中及腦血管性疾病
Stefan等從895例腦出血患者入院的CT圖像上提取了1130個(gè)反映血腫的形狀、密度、紋理信息等影像組學(xué)特征,并統(tǒng)計(jì)了患者入院時(shí)的GCS、NIHSS和三個(gè)月后的mRS評分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在訓(xùn)練集及驗(yàn)證集中,與血腫體積相比,影像組學(xué)特征與GCS評分(rho=0.47 vs 0.44、0.43 vs 0.41)、NIHSS評分(0.69 vs 0.57、0.64vs0.56)和mRS評分(0.44 vs 0.32、0.43 vs 0.33,)顯示出更強(qiáng)的相關(guān)性。因此,除了血腫體積,腦出血患者入院時(shí)的CT影像組學(xué)特征也有助于對病情的風(fēng)險(xiǎn)評估、治療分診和預(yù)后預(yù)測。
Choi等用296例患者(146例急性顱內(nèi)出血和150例正常對照)的12,663張腦CT圖像驗(yàn)證了基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)檢測算法(DLAD)對急性顱內(nèi)出血(AIH)患者腦CT 圖像輔助診斷的效能?;谏疃葘W(xué)習(xí)的DLAD輔助醫(yī)生診斷腦CT中AIH顯示出比未使用DLAD者更好的診斷效能。在非放射科醫(yī)生、放射科醫(yī)生、神經(jīng)放射科醫(yī)生三組中,非放射科醫(yī)生組在使用DLAD的診斷準(zhǔn)確率較未使用DLAD者提升最多(AUC 0.951 vs 0.919)。
Pan等對來自RSNA顱內(nèi)出血檢測挑戰(zhàn)的18,689例患者的21,351項(xiàng)研究的739,336張圖像開發(fā)了一種僅使用分類標(biāo)簽來分割顱內(nèi)出血(intracranial hemorrhage,ICH)的深度學(xué)習(xí)模型。在后處理之前,原始類激活圖(class activation maps,CAM)分割預(yù)測的平均Dice得分為0.374(95%CI:0.335~0.413)。后處理后,CAM分割的平均Dice得分為0.471(95%CI:0.423~0.517)。分割預(yù)測的體積與真實(shí)值間顯示出0.825的相關(guān)性。因此,僅使用分類標(biāo)簽,由卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)生成的CAM經(jīng)過后處理能夠準(zhǔn)確地分割頭部CT中的ICH。
入院時(shí)的NIHSS評分作為因急性大血管閉塞(LVO)卒中后6~24小時(shí)延長期內(nèi)能否進(jìn)行血管內(nèi)治療(ET)的重要臨床評估指標(biāo)。Adrian等納入469例接受ET和隨訪MRI的LVO患者(左:254,右:215)來評估梗死的分布與入院時(shí)NIHSS、血栓切除術(shù)后再灌注(mTICI)和出院后mRS評分的關(guān)系。與左側(cè)LVO相比,不完全再灌注導(dǎo)致右側(cè)LVO患者更大范圍的功能性腦梗死和更差的臨床預(yù)后。這些結(jié)果代表了右側(cè)LVO患者可能存在較入院時(shí)NIHSS評估更大的腦組織受損風(fēng)險(xiǎn)。
Elena等分析了128例因前循環(huán)大血管閉塞而接受血管內(nèi)血栓切除術(shù) (EVT)的患者。術(shù)前CT圖像由一位神經(jīng)放射醫(yī)師獨(dú)立閱片并評分,評估內(nèi)容包括主動(dòng)脈弓的類型和頸內(nèi)動(dòng)脈及頸總動(dòng)脈的迂曲程度。單變量分析結(jié)果顯示解剖結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的主動(dòng)脈弓與整個(gè)手術(shù)過程中透視時(shí)長的顯著增加有相關(guān)性(P=0.035)。頸總動(dòng)脈迂曲度的增加與更高的術(shù)中輻射劑量(P=0.040)、更多的手術(shù)并發(fā)癥(P=0.008)相關(guān)。頸總動(dòng)脈迂曲可能導(dǎo)致再通不太成功(P=0.076) ,同時(shí)頸內(nèi)動(dòng)脈迂曲也可能會(huì)降低再通成功率 (P=0.079)。
腦過度灌注綜合征是頸動(dòng)脈血運(yùn)重建術(shù)后出血性卒中的重要原因。迄今為止,尚未報(bào)道可在臨床上定期應(yīng)用以預(yù)測術(shù)后腦過度灌注(CH)的實(shí)用技術(shù)。Fan等的研究納入接受了頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)(CEA)的73例頸動(dòng)脈狹窄患者,在CEA前后進(jìn)行了偽連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)MRI。相較術(shù)前 ASL 圖像,腦血流量增加>100%被定義為CH。兩位神經(jīng)放射科醫(yī)師依據(jù)ASPECTS評分所對應(yīng)感興趣區(qū)域中ATA的存在與否對ASL圖像進(jìn)行評分。結(jié)果顯示ASL圖像上的ATA是狹窄程度以及一級、二級側(cè)支循環(huán)狀態(tài)的綜合表現(xiàn),可以在常規(guī)臨床實(shí)踐中無創(chuàng)地預(yù)測頸動(dòng)脈狹窄患者CEA后的CH。
短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)的影像指南推薦患者最好在癥狀出現(xiàn)24h內(nèi)緊急接受頭部或血管的影像學(xué)檢查,但是有研究證實(shí)大多數(shù)患者在急診沒有完善影像檢查就出院了。Vincent等對4814例患者在出院后是否完善檢查進(jìn)行研究,結(jié)果顯示大部分在急診沒有做影像學(xué)檢查的TIA患者在出院后30內(nèi)也沒有完善檢查,特別是黑人[OR 3.00(1.86~4.82)]、老人[定義為>85歲;OR(2.611.88~3.62)]和大醫(yī)院[定義為>400張病床;OR 2.11(1.36~3.28)]。
Scott等在美國6個(gè)醫(yī)院和歐洲4個(gè)醫(yī)院住院的新冠肺炎感染患者中研究急性神經(jīng)影像改變的發(fā)生率。在24315例新冠患者中,急性神經(jīng)影像陽性發(fā)生率為1.06% (259/24315)。在接受神經(jīng)影像學(xué)檢查的患者中,缺血性腦卒中的發(fā)生率為6.2%,顱內(nèi)出血為3.72%,腦炎為0.47%,深靜脈血栓形成為0.22%,急性播散性腦脊髓炎為0.18%。腦白質(zhì)受累的比例為5.8%。病灶常分布于單側(cè)(5.73%),其次為雙側(cè)不對稱分布(3.04%)。最常累及的是額葉(5.35%)和頂葉(4.9%)。在這個(gè)大型國際多中心隊(duì)列研究中,急性神經(jīng)影像改變的發(fā)生率和分布有助于確定新冠神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的特征,從而有助于全面了解該疾病的進(jìn)程。
Davide使用開源軟件(3D Slicer)在CTA上檢測頸動(dòng)脈分叉狹窄處斑塊的紋理特征與頸動(dòng)脈支架植入術(shù)后不良預(yù)后之間的關(guān)系。該研究納入172例接受了頸動(dòng)脈支架置入術(shù)的患者,應(yīng)用多元Logistic回歸分析來檢驗(yàn)預(yù)后變量和不良結(jié)局之間的關(guān)聯(lián)。預(yù)后不良患者斑塊潰瘍發(fā)生率較高(58% vs 30%),斑塊峰度較低(5.37 vs 5.84)。在紋理特征中,峰度是不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因子(OR 0.77;CI:0.61~0.96)。包含CTA紋理特征的預(yù)測模型效能優(yōu)于沒有紋理特征的模型(AUC:0.856 vs 0.803)。所以CTA斑塊的紋理分析有助于對頸動(dòng)脈支架置入術(shù)后的不良預(yù)后進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層。
為了更好地區(qū)分有癥狀與無癥狀頸動(dòng)脈狹窄患者的影像學(xué)特征,Zhang等對71例單側(cè)頸動(dòng)脈狹窄患者行頭部MRI檢查。根據(jù)腦白質(zhì)高信號、腔隙、血管周圍間隙和腦微出血四種MRI征象計(jì)算腦小血管病變(CSVD)的總負(fù)荷。結(jié)果發(fā)現(xiàn),頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)出血(IPH)與高CSVD評分獨(dú)立相關(guān)(OR=4.12,95%CI:1.48~11.45,P=0.007)。單側(cè)IPH的存在與雙側(cè)大腦半球間的CSVD評分差異獨(dú)立相關(guān)(P=0.046),CSVD評分是唯一與臨床癥狀嚴(yán)重程度相關(guān)的影像學(xué)因素(P<0.001)。
腦血管反應(yīng)性(cerebrovascular reactivity,CVR)反映了腦血流量(cerebral blood flow,CBF)對血管活性刺激的反應(yīng)。Zhao等將動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)測量的煙霧患者的CVR與作為參考標(biāo)準(zhǔn)的15O-水PET進(jìn)行了比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)病變區(qū)域的CVR明顯低于正常區(qū)域,PET、單次標(biāo)記后延遲偽連續(xù)ASL、多次標(biāo)記后延遲偽連續(xù)ASL的CVR分別降低68%、52%和56%。單次和多次標(biāo)記后延遲偽連續(xù)ASL均能有效檢測煙霧患者CVR受損。
Li等共招募了14例接受了一站式CT血管造影-CT灌注的慢性顱內(nèi)動(dòng)脈閉塞的患者進(jìn)行回顧性分析,比較4D CTA與單相CTA(sCTA)下的側(cè)支循環(huán)狀態(tài),以評估側(cè)支循環(huán)狀態(tài)與慢性顱內(nèi)動(dòng)脈閉塞患者的CT灌注參數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示,與4D CTA相比,sCTA明顯低估了側(cè)支循環(huán)的狀態(tài)(2.43±0.51 vs 1.36±0.93)。sCTA和4D CTA 側(cè)支循環(huán)狀態(tài)評分均與rCBF呈正相關(guān)(r=0.57,r=0.68)。 4D CTA側(cè)支循環(huán)狀態(tài)評分與MTT呈負(fù)相關(guān)(r=-0.65)。與 sCTA 相比,4D CTA可以更好地評估側(cè)支循環(huán)狀態(tài),并且與腦血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)具有良好的相關(guān)性。
顱內(nèi)硬腦膜動(dòng)靜脈瘺(DAVF)是一種罕見的血管畸形,常規(guī)MRI對DAVF的檢出和分型作用非常有限。Arun等對40例DAVF患者進(jìn)行了DSA、3D TOF、3D ASL和磁敏感加權(quán)成像(SWAN)檢查,結(jié)果顯示3D ASL和SWAN對瘺管的定位和Cognard分級具有較高的敏感度(93% vs 94.5%)、特異度(100%)、準(zhǔn)確度(99%)和極好的一致性。TOF MRA對瘺管的定位和分級的敏感度為94.4%,特異度為100%,具有良好的模式間一致性和相關(guān)性。TOF MRA識(shí)別主動(dòng)脈供血的敏感度為89%,識(shí)別靜脈即刻引流的敏感度為85%,準(zhǔn)確率為88%。3D ASL、SWAN和TOF MRA與DSA的相關(guān)性良好(r=0.99)。該研究證實(shí)了非對比增強(qiáng)MR血管成像是診斷DAVF的良好方法,對硬腦膜動(dòng)靜脈瘺的部位、分級和血管結(jié)構(gòu)評價(jià)具有良好的敏感性和特異性。
Robert等在463例接受腦部MRI檢查的遺傳性出血性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥(HHT)患者中,發(fā)現(xiàn)20例患者在基底節(jié)內(nèi)有與錳沉積一致的信號改變,并對這些患者的電子病歷查閱其臨床表現(xiàn)和病史檢查。在一系列與HHT相關(guān)的錳基底節(jié)沉積患者中,神經(jīng)精神癥狀比帕金森運(yùn)動(dòng)障礙更常見。80%的患者同時(shí)存在肝動(dòng)靜脈畸形和缺鐵性貧血,提示這可能與HHT患者M(jìn)n-BG沉積有關(guān)。
Allison等在特異性大腦中動(dòng)脈囊狀動(dòng)脈瘤3D模型中使用1000 fps高速血管造影術(shù)(HSA)評估血流變化。在治療前以及部分和全部放置血流重定向腔內(nèi)裝置支架(FRED)后評估血流。高速序列中的血流模式顯示,在完全植入FRED后,動(dòng)脈瘤中的渦流減少。部分分流(FD)后分析顯示,在每100μm一個(gè)矢量的分辨率下,動(dòng)脈瘤囊內(nèi)速率的幅度和空間分布均有顯著改善。該研究顯示了HSA在FD置入前后可以提供高時(shí)間分辨率、定量血流動(dòng)力學(xué)信息的能力。
Christoph等回顧性分析了105例接受中腦膜動(dòng)脈(MMA)栓塞治療的慢性硬膜下血腫(cSDH)患者術(shù)后的平掃CT或光譜CT結(jié)果。初步結(jié)果表明,與介入后平掃CT相比,光譜CT改善了cSDH內(nèi)膜和硬腦膜對比劑增強(qiáng)的可視化,有助于區(qū)分血腫再聚與對比劑滲漏,同時(shí)證明介入術(shù)后cSDHs的強(qiáng)化可能是MMA栓塞成功的一個(gè)預(yù)測因素。
Moreno在15例接受外科主動(dòng)脈瓣置換術(shù)(surgical aortic valve replacement,SAVR,9例)或經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置入術(shù)(transcatheter aortic valve implantation,TAVI,6例)患者術(shù)后7天內(nèi)的DWI圖像上評估了腦白質(zhì)高信號(WHM)負(fù)荷(代表慢性腦血管病)并量化了腦缺血灶。結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性腦缺血的體積與慢性腦血管病的嚴(yán)重程度有關(guān),慢性腦血管病負(fù)荷越重的患者術(shù)后缺血性損害越重。所以WHM負(fù)荷可以對接受TAVI/SAVR手術(shù)的患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層。
腦腫瘤
腦腫瘤和報(bào)告系統(tǒng)(Brain Tumour And Reporting System,BTRADS)是埃默里神經(jīng)放射學(xué)組提出的一種結(jié)構(gòu)化報(bào)告系統(tǒng),旨在提高診斷報(bào)告對臨床醫(yī)生的價(jià)值,并為腦腫瘤患者提供更明確的信息。Kamaxi等讓兩位神經(jīng)放射科醫(yī)生(RD1、RD2)分別獨(dú)立分析了100例膠質(zhì)瘤患者治療后的MRI并給出BTRADS評分,若分?jǐn)?shù)不同則兩人討論決定得到“共識(shí)”。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩位觀察者之間以及兩位觀察者與“共識(shí)”之間的變異度較低,一致性高。該研究將BTRADS系統(tǒng)經(jīng)過外部獨(dú)立驗(yàn)證,可以用于臨床決策。但Maxwell等讓4位神經(jīng)放射科醫(yī)生和2名放射科住院醫(yī)師也使用BTRADS對103例患有原發(fā)性腦腫瘤的成年患者的MRI成像進(jìn)行了評分。結(jié)果顯示6位放射科醫(yī)生的一致性為基本一致(kappa值0.62,95% CI:0.53~0.70),這可能反映了評價(jià)高度復(fù)雜的治療后的腦腫瘤的內(nèi)在不確定性,需要進(jìn)一步的工作來解釋這些個(gè)體差異的原因,以確定BTRADS是否可以減少變異性,以及與患者預(yù)后的相關(guān)性。
Kazuhiro等對50例患者(有54個(gè)經(jīng)病理確診的腦腫瘤)在3.0T MR系統(tǒng)上分別采用二維自旋回波(2D SE)和三維梯度回波(3D GRE)序列進(jìn)行CEST成像,結(jié)果顯示3D CEST成像與2D CEST成像具有顯著相關(guān)性(r=0.79,P<0.0001),其一致性限制為-0.029±1.43%。2D CEST成像與3D CEST成像對高、低級別膠質(zhì)瘤的鑒別準(zhǔn)確率分別為87.5%(21/24)和95.8%(23/24),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究證明3D CEST成像在各種腦腫瘤患者中的應(yīng)用價(jià)值至少與2D CEST相當(dāng),但在常規(guī)臨床應(yīng)用中,3D CEST成像在評估全腦CEST方面具有更大的潛力。
Evan等分析了400例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤成人患者術(shù)前MRI、首次膠質(zhì)母細(xì)胞瘤切除術(shù)和隨訪的CDKN2A/B基因評估,應(yīng)用深度特征和放射組學(xué)特征組合模型的交叉驗(yàn)證對測試集中CDKN2A/B丟失的患者進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,最佳敏感度為0.70,特異度為0.88,AUC為0.84。組合模型的性能優(yōu)于僅使用放射組學(xué)或深度特征的模型。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合術(shù)前MRI的深度特征和放射組學(xué)特征可以無創(chuàng)預(yù)測膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者CDKN2A/B的丟失。
Keon等納入116例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者(GBM)及7個(gè)術(shù)前的紋理特征用于建立模型,以確定>18個(gè)月的生存率。該放射基因組學(xué)模型的總體準(zhǔn)確性AUC為0.79 (SE/95%CI:0.04/0.70~0.86)。預(yù)測生存時(shí)間>18個(gè)月的敏感度為45.24%,特異度為87.84%,準(zhǔn)確度為72.41%。該放射基因組學(xué)模型由基線(術(shù)前)MRI的放射特征結(jié)合年齡和MGMT狀態(tài)組成,可以預(yù)測GBM患者>18個(gè)月的生存率。
Jason等對10例首次治療的神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者的術(shù)前多參數(shù)MR掃描和最多4個(gè)腫瘤組織樣本的立體定向定位進(jìn)行分析,使用全外顯子組測序、全外顯子組甲基化和RNASeqv2進(jìn)行組織樣本研究,通過變異類型(SnpSift)注釋了8個(gè)與神經(jīng)膠質(zhì)瘤相關(guān)的突變基因靶標(biāo)的染色體位置。結(jié)果顯示,所有突變目標(biāo)的留一交叉驗(yàn)證分析的平均準(zhǔn)確度為76.5%±15.0%,個(gè)體患者的預(yù)測準(zhǔn)確度為0.54~0.997。該研究證明了通過非侵入性成像預(yù)測單核苷酸點(diǎn)突變的能力。
評估治療反應(yīng)對預(yù)測當(dāng)前治療方案對腦轉(zhuǎn)移瘤(brain metastases,BM)患者的療效至關(guān)重要。Jay等提出了一種自動(dòng)深度學(xué)習(xí)方法對847個(gè)時(shí)間點(diǎn)的輔助數(shù)據(jù)集上的BM縱向分割,并計(jì)算RANO-BM。Dice得分中位數(shù)為0.819。從人工分割計(jì)算的RANO-BM測量值與從預(yù)測分割計(jì)算的測量值之間的ICC為0.88。證明了該自動(dòng)化方法在量化可測量的腫瘤負(fù)荷方面的臨床效用。
Yoshiaki等回顧性分析了在多個(gè)國際中心確診的21例放療后的卒中樣偏頭痛發(fā)作(SMART)綜合征患者的臨床表現(xiàn)和影像學(xué)表現(xiàn)。回顧了診斷SMART綜合征時(shí)患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和MRI特征。將隊(duì)列分為完全臨床康復(fù)(CR)組和不完全臨床康復(fù)(IR)組。結(jié)果顯示IR與年齡較大、診斷SMART綜合征時(shí)使用類固醇治療、MRI發(fā)現(xiàn)異常易感性信號以及腦回強(qiáng)化區(qū)擴(kuò)散受限有關(guān)。
Divya等對30例高級別膠質(zhì)瘤患者(4例WHO Ⅲ級;26例WHO Ⅳ級)進(jìn)行個(gè)體化放療的MRI評估,提取相關(guān)特征來比較在完成放療后首次隨訪(FU1)時(shí),分別以術(shù)后MRI與磁共振仿真(MRsim)作為基線對腫瘤反應(yīng)和假性進(jìn)展(PsP)進(jìn)行評估。結(jié)果約57%的HGG患者的腫瘤反應(yīng)評估不同。因此,MRsim可以更好地指導(dǎo)放射治療計(jì)劃的制定,并可作為治療反應(yīng)的評估新基線MRI。
Sevcan等對38例腦轉(zhuǎn)移瘤患者(13例黑色素瘤、11例肺轉(zhuǎn)移瘤、7例乳腺轉(zhuǎn)移瘤、6例其他轉(zhuǎn)移瘤)的連續(xù)3次隨訪(治療前、早期隨訪和晚期隨訪)和7例黑色素瘤患者(10個(gè)假性進(jìn)展病變)的MRI和DCE進(jìn)行評估。結(jié)果顯示治療前增強(qiáng)峰上升斜率(wash-in)平均值顯著高于治療后(15.3±24.7 vs 5.80±10.2,P<0.01)。治療前平均AUC值顯著高于治療后(141113±184644 vs 79378±119120,P<0.04)。所以DCE可能有助于識(shí)別有反應(yīng)或假性進(jìn)展的病變。
Meghavi等納入45例首次接受立體定向放射外科(SRS)治療后的腦轉(zhuǎn)移瘤患者 (21例原發(fā)性肺癌、8例乳腺癌、8例黑色素瘤、2例腎癌、6例其他),在其第一次隨訪時(shí)進(jìn)行偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pCASL)掃描,由經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)放射科醫(yī)師根據(jù)術(shù)后pCASL灌注加權(quán)圖像(PWI)將患者分為陽性或陰性(ASL+/-)組。結(jié)果顯示ASL+組病灶與病灶周圍的平均信號強(qiáng)度比(SI 1.86±0.15)高于ASL-組(0.77±0.05)(P<0.05)。ASL-組在6個(gè)月時(shí)出現(xiàn)放射進(jìn)展性疾病的比例較ASL+更高(52% vs 12.5%)。該研究證明了腦轉(zhuǎn)移瘤患者SRS后第一次隨訪的pCASL可以很好地描述腦轉(zhuǎn)移瘤的術(shù)后治療反應(yīng)和復(fù)發(fā)情況。
Soyeong等納入81例原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(PCNSL)患者,獲得治療前生理的MRI圖像,根據(jù)表觀擴(kuò)散系數(shù)和腦血容量,采用k-均值聚類將體素劃分為三種空間生存環(huán)境。在PCNSL中,乏血管細(xì)胞腫瘤的生存環(huán)境與治療耐藥性密切相關(guān),MRI圖像中空間生存環(huán)境的評估可以在化療前對PCNSL患者進(jìn)行基于影像的療效預(yù)測。
腦認(rèn)知、記憶與運(yùn)動(dòng)障礙性疾病
Fan等納入了50例早期未服藥帕金森病患者(PD)和50例健康對照者,所有參與者都接受了靜息態(tài)功能磁共振成像檢查以及一系列問卷調(diào)查以評估疾病的嚴(yán)重程度和精神狀態(tài)。該研究首次證實(shí)了未用藥早期帕金森病患者與年齡匹配的健康對照者之間全腦連接的差異主要集中在SMN、DGN、LBN和VSN,這可能與PD早期的運(yùn)動(dòng)癥狀和非運(yùn)動(dòng)癥狀有關(guān)。同時(shí),研究結(jié)果揭示了未用藥早期帕金森病患者網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和網(wǎng)絡(luò)間連接模式的收斂和發(fā)散的變化。
Liu對231例受試者[包括81例帕金森病患者(PD)、39例進(jìn)展性核上性麻痹(PSP)患者、21例多系統(tǒng)萎縮帕金森型患者(MSA-P)和90例健康對照者]進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和動(dòng)脈自旋標(biāo)記MRI檢查來測量深部核團(tuán)和小腦的體積和灌注值。結(jié)果顯示雙側(cè)尾狀核灌注明顯減少可能是PSP的特征,而雙側(cè)殼核和右側(cè)小腦V區(qū)明顯萎縮可能是MSA-P的特征。
擴(kuò)散譜成像(diffusion spectrum imaging,DSI)是一種基于廣義q-采樣的高階無模型MRI成像方法。Pohchoo等對36例PD患者和58名健康對照者進(jìn)行了DSI檢查和包括統(tǒng)一帕金森病評分量表(UPDRS Ⅲ)和H&Y量表在內(nèi)的臨床運(yùn)動(dòng)評估。對PPN軸突進(jìn)行確定性纖維追蹤,將PPN投射纖維在體素水平的RDI/NRDI值與運(yùn)動(dòng)評分進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)PPN到不同深部灰質(zhì)核團(tuán)的投射纖維局部改變與運(yùn)動(dòng)障礙程度相關(guān)。該研究提供了PPN投射失調(diào)的影像學(xué)證據(jù),支持Braak的假設(shè),并與文獻(xiàn)中提出的進(jìn)行性神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性變一致。
Alexander等對52例進(jìn)行性核上性麻痹(PSP)患者、20例帕金森病(PD)患者、26例多系統(tǒng)萎縮(MSA)患者、7例皮質(zhì)基底節(jié)綜合征患者以及25名健康對照者(HC)的彌散微結(jié)構(gòu)成像(DMI)參數(shù)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果顯示了PSP患者軸突變性的特征性區(qū)域模式,與已發(fā)表的PSP在彌散加權(quán)成像中的萎縮和改變的具體變化區(qū)域非常吻合。
Sojeong對MEDLINE和EMBASE數(shù)據(jù)庫進(jìn)行系統(tǒng)文獻(xiàn)檢索,選取截至2021年1月21日發(fā)表的21篇評估內(nèi)側(cè)顳葉萎縮(medial temporal lobe atrophy,MTA)量表對阿爾茨海默病診斷的文章。結(jié)果證明了MTA量表在阿爾茨海默病中的良好診斷性能和可靠性。
Chong等回顧性觀察了6977例因認(rèn)知障礙、微出血、腦淀粉樣血管病(CAA)和高血壓腦血管病于門診接受磁敏感加權(quán)成像(SWI)檢查的患者。診斷率定義為SWI結(jié)果陽性的患者在所有患者中的比例,并確定95%置信區(qū)間。結(jié)果顯示SWI對認(rèn)知障礙患者的診斷率較高,對老年組的診斷率較高;SWI識(shí)別出的微出血符合CAA和/或高血壓血管病變標(biāo)準(zhǔn)。
Mashaal通過比較17例對照組(NC)、16例左側(cè)顳葉癲癇合并內(nèi)側(cè)硬化(TLE-MTS)并激光間質(zhì)熱療術(shù)后癲癇自由發(fā)作(SF)患者、16例左側(cè)TLE-MTS并激光間質(zhì)熱療術(shù)后12個(gè)月隨訪無癲癇自由發(fā)作(NSF)患者的靜息狀態(tài)功能磁共振成像,以確定癲癇發(fā)作結(jié)局的獨(dú)特功能連接模式。結(jié)果顯示在NSF組中可觀察到廣泛的雙側(cè)的網(wǎng)絡(luò)功能(如小腦、邊緣系統(tǒng)和丘腦-覺醒網(wǎng)絡(luò))的破壞,在SF中只觀察到單側(cè)的改變。就術(shù)后結(jié)果而言,與SF和NC相比, NSF的丘腦-覺醒網(wǎng)絡(luò)過度活躍。
Rammohan等對12例年齡和性別匹配的正常對照者與125例難治性顳葉癲癇患者在高場3.0T磁共振系統(tǒng)上使用亞毫米分辨率的MR顯微成像序列進(jìn)行掃描。用手動(dòng)分割方法進(jìn)行海馬亞區(qū)定位,分析其與組織病理學(xué)和手術(shù)后結(jié)果的相關(guān)性。研究結(jié)果表明,術(shù)前使用海馬高分辨率MR顯微亞區(qū)成像對海馬硬化(HS)進(jìn)行評估,可以可視化其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、區(qū)域特異性致癇因素,并預(yù)測手術(shù)結(jié)果。
Gilbert等對14例難治性局灶性癲癇患者采用3D-MRSI方法在Siemens Magnetom 7.0T成像儀上進(jìn)行掃描。結(jié)果顯示14例患者中有13例達(dá)到了可接受的MRSI質(zhì)量,在這13例患者的代謝熱點(diǎn)有11例符合臨床術(shù)前評估。所有這些熱點(diǎn)區(qū)域的總膽堿和肌酐(tCho/tCr)均升高,多數(shù)患者NAA升高。該研究建立了難治性癲癇患者高分辨率代謝顯像的探索性數(shù)據(jù)集,tCr/tCho/INS/NAA是有希望的代謝標(biāo)志物。采用新的HR-7.0T-MRSI方法對癲癇患者進(jìn)行代謝成像,有可能在結(jié)構(gòu)正常的MRI病例中識(shí)別致癇區(qū)域。
腦創(chuàng)傷
創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)后神經(jīng)變性和癡呆的病理學(xué)機(jī)制仍不清楚。Bao等以膜內(nèi)注射釓為示蹤劑,通過T1W MRI掃描評估淋巴系統(tǒng)功能。分別在4個(gè)時(shí)間點(diǎn)獲得TBI患者(n=16)和健康對照組(n=7)的圖像。結(jié)果顯示,TBI組CSF和GM的顯著延遲增強(qiáng)表明TBI患者的腦淋巴系統(tǒng)受損。淋巴系統(tǒng)功能障礙可能為理解TBI引起后期生活認(rèn)知障礙的發(fā)病機(jī)制提供了新的線索。此外,該研究再次證實(shí)了膜內(nèi)注射釓MRI掃描探索人類淋巴功能的潛力。
使用人工智能(AI)實(shí)現(xiàn)顱內(nèi)出血(ICH)自動(dòng)檢測的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn),包括RAPID ICH。Chang等使用RAPID ICH對1388例患者(1251例來自急診科,137例來自住院部)的ICH進(jìn)行自動(dòng)檢測。結(jié)果顯示RAPID ICH對診斷ICH表現(xiàn)出了相對較高的敏感度和非常高的特異度,在急診患者中敏感度較低、特異度較高,在住院患者中敏感度較高而特異度較低。因此使用人工智能應(yīng)用程序(如RAPID ICH)可對潛在陽性病例進(jìn)行及時(shí)的分診,實(shí)現(xiàn)早期干預(yù),并可能改善預(yù)后,尤其是在各項(xiàng)常規(guī)檢查平均周轉(zhuǎn)時(shí)間較長的住院患者中。
Mark等采用計(jì)算機(jī)化放射信息系統(tǒng)(CRIS)軟件,在新冠肺炎疫情之前和期間分別對隨機(jī)選取的患者連續(xù)兩周內(nèi)進(jìn)行頭顱CT掃描,以客觀地評估根據(jù)英國國家衛(wèi)生與保健優(yōu)化研究所(NICE)頭部損傷指南進(jìn)行頭顱CT檢查的陽性率。與疫情前相比,在疫情期間因頭部損傷進(jìn)行的頭部CT掃描更少。與上一年相比,2020年4月疫情期間英國事故和應(yīng)急部門就診的患者數(shù)量減少了57%。英國醫(yī)療機(jī)構(gòu)擔(dān)心即使患有嚴(yán)重急性病變,患者也選擇不到醫(yī)院就診。該研究指出更具選擇性的有癥狀的患者組可能會(huì)提高頭顱CT的陽性率。然而情況并非如此,正如結(jié)果所示,針對頭部損傷后進(jìn)行頭部CT掃描的NICE指南過于寬泛,可能需要進(jìn)行審查,以改進(jìn)選擇標(biāo)準(zhǔn)。
Alexander等回顧性分析450例輕度顱腦損傷(mTBI)受試者(平均年齡42歲,范圍12~82歲)的臨床數(shù)據(jù),記錄了7種常見mTBI臨床癥狀的發(fā)生率和持續(xù)時(shí)間,使用胼胝體(CC)彌散張量成像(DTI)分析慢性期mTBI癥狀表現(xiàn)與持續(xù)期之間的關(guān)系。該研究揭示了CC的FA值降低與mTBI后遺癥(尤其是認(rèn)知后遺癥)持續(xù)期之間的顯著關(guān)聯(lián),證實(shí)胼胝體DTI可能有助于預(yù)測慢性期mTBI患者的預(yù)后。
使用抗凝/抗血小板藥物的患者,尤其是直接口服抗凝藥物(DOAC)的患者,發(fā)生創(chuàng)傷后遲發(fā)性顱內(nèi)出血(DH)的風(fēng)險(xiǎn)尚未明確。Chang納入了1046例正在服用抗血小板和抗凝藥物(包括DOAC),并且遭受過頭部創(chuàng)傷的患者。這些患者早期的放射學(xué)檢查報(bào)告建議復(fù)查以評估DH。在建議復(fù)查的患者中,約50%接受了再次檢查。納入的患者中DH發(fā)生率為1.8%,總死亡率為0.4%,高于以往發(fā)表的部分報(bào)道。DOAC的DH風(fēng)險(xiǎn)和死亡率均顯著低于華法林/氯吡格雷。
腦感染性、炎癥性和代謝紊亂疾病
Seongken等根據(jù)改良的Duke標(biāo)準(zhǔn),連續(xù)入選確診為感染性心內(nèi)膜炎(IE)或可能為IE且接受了腦MRI檢查的138例患者。結(jié)果顯示腦MRI對IE的診斷率為71%(98/138,95%CI:63%~78%),可考慮用于感染性心內(nèi)膜炎的診斷。
Shivani等收集了104例經(jīng)抗體證實(shí)的自身免疫性腦炎(AE)的患者(97例有MRI圖像),描述其臨床和MRI表現(xiàn),AE患者多為年輕女性。2/3的患者在癥狀出現(xiàn)時(shí)有MRI異常,最常見的是邊緣系統(tǒng)異常。特殊的影像特征可以幫助識(shí)別疑似AE患者,并指導(dǎo)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室檢查。
Wang對43例輸血依賴型貧血(TDA)患者和32例對照者采用三維半自動(dòng)閾值容積測量法(V3D)(參考標(biāo)準(zhǔn))、平面容積測量法(V2D)、基于感興趣區(qū)(VROI)、橢球體(VEII)和面積長度(VAL)體積測量法評估垂體前葉大小和垂體的高度。通過使用多回波SE序列將質(zhì)子信號強(qiáng)度與回波時(shí)間進(jìn)行擬合來評估垂體R2,將BSA調(diào)整后的垂體三維體積(V3Di)與年齡的關(guān)系表示為Z值。該研究證實(shí)準(zhǔn)確評估垂體大小需要3D或2D容積測量,垂體體積Z評分和R2可以識(shí)別TDA患者存在垂體功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)。
兒童神經(jīng)
突顯網(wǎng)絡(luò)(SN)、腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)(VAN)、背部注意網(wǎng)絡(luò)(DAN)和默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)在自下而上和自上而下的注意機(jī)制中表現(xiàn)出顯著的交互作用和重疊作用。Valeria等對88例出生時(shí)胎齡28~40周的健康新生兒進(jìn)行了靜息狀態(tài)功能磁共振成像。使用多變量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)框架推斷在出生時(shí)胎齡或其他網(wǎng)絡(luò)的連通性。結(jié)果表明在早期嬰兒階段VAN對自下而上的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)中有顯著作用,VAN和SN在自下而上的注意力控制的作用中相互重疊。SN是本研究中唯一無法推斷出生時(shí)孕周的網(wǎng)絡(luò),可能是因?yàn)槌錾鷷r(shí)SN成熟階段太早,無法推斷GA。
Anjuna等對40例早產(chǎn)兒(胎齡28~37周)進(jìn)行了新生兒腦剪切波彈性成像(SWE)的初步研究,其中20例臨床診斷為缺氧缺血性腦損傷(HII),20例無窒息史。分別在左右基底節(jié)-內(nèi)囊-丘腦區(qū)(深灰核團(tuán))和左右腦室周圍頂枕部白質(zhì)(POWM)4個(gè)點(diǎn)測量硬度值。有窒息史的早產(chǎn)兒雙側(cè)腦室周圍白質(zhì)和深灰質(zhì)的硬度值較無類似病史的早產(chǎn)兒略低,提示腦損傷部位較軟。
Clara等分析了自閉癥研究數(shù)據(jù)庫中來自四個(gè)不同隊(duì)列的583例受試者的T1WI、彌散張量(DTI)圖像和臨床數(shù)據(jù)。用基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計(jì)分析(TBSS)和體素水平分析來比較ASD患兒與正常發(fā)育兒童。使用一般線性模型,評估了年齡對ASD診斷的影響。用基于體素的形態(tài)計(jì)量學(xué)(VBM)分析皮質(zhì)厚度。研究結(jié)果顯示ASD患者與對照組相比,胼胝體前/中段連合束的微結(jié)構(gòu)完整性受損與年齡相關(guān),從青春期開始在青壯年階段中變得更加顯著。
Li等對197例出生時(shí)平均胎齡為29.4(SD=2.4)周的極早產(chǎn)兒(very preterm infants,VPI;胎齡≤32周)在等效年齡(term equivalent age,TEA)約為矯正年齡(corrected age,CA)2歲時(shí)獲得的結(jié)構(gòu)定量MRI特征開發(fā)了集成學(xué)習(xí)模型,以68.0%的準(zhǔn)確度、70.2%的敏感度和67.3%的特異度識(shí)別出認(rèn)知缺陷的高危嬰兒。該研究所提出的模型優(yōu)于同類模型,并且結(jié)合多模態(tài)MRI特征可能會(huì)進(jìn)一步提高性能。
脊柱
彌散張量成像(DTI)可用于評估脊髓損傷后的顯微結(jié)構(gòu)變化。Mahdi等對18例8~20歲慢性脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)患者根據(jù)美國脊柱損傷協(xié)會(huì)損傷評定量表(the American Spinal Injury Association Impairment Scale,AIS)按脊髓損傷嚴(yán)重程度分為三組,均行DTI掃描,由其衍生的參數(shù)來表征兒童脊髓損傷患者丘腦核團(tuán)的微結(jié)構(gòu)變化。根據(jù)AIS分級,該研究結(jié)果提示脊髓損傷后某些丘腦核團(tuán)存在微結(jié)構(gòu)改變。重度和輕度SCI患者丘腦某些核團(tuán)彌散參數(shù)值的差異可能反映了慢性SCI的神經(jīng)可塑性改變。這些微結(jié)構(gòu)變化可能提示丘腦神經(jīng)細(xì)胞對損傷的反應(yīng)。
Arichena等回顧性分析了62例急性頸髓損傷(SCI)患者和21例健康對照者的臨床資料。采用軸向梯度回波序列以及脊髓工具箱測量壓縮比(CR)。DTI測量由單次激發(fā)回波平面成像(EPI)序列或帶狀放大的傾斜多層EPI技術(shù)獲得,并提取DTI各項(xiàng)指標(biāo)。該研究表明,在急性頸椎脊髓損傷中,除了損傷中心外,緊鄰病變中心水平的擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)測量可以可靠地獲得與神經(jīng)功能損害量表相關(guān)的指標(biāo)。
頸椎側(cè)位穿刺術(shù)被認(rèn)為比腰椎穿刺術(shù)更危險(xiǎn),對穿刺部位解剖結(jié)構(gòu)的充分掌握能避免血管和脊髓損傷的風(fēng)險(xiǎn)。Ross等通過2位放射科醫(yī)生對符合標(biāo)準(zhǔn)的400個(gè)病例的CT血管造影進(jìn)行了評估,記錄小腦后下動(dòng)脈(PICA)分支的范圍、起源及在頸1-2椎體(C1-2)水平椎動(dòng)脈的位置、C1-2水平蛛網(wǎng)膜下腔背側(cè)間隙的寬度。該研究中C1-2水平以下無PICA起源或PICA環(huán),無椎動(dòng)脈延伸至椎管后1/3,C1-2外側(cè)穿刺無危險(xiǎn)。所有受試者蛛網(wǎng)膜下腔背側(cè)間隙均≥2mm。研究結(jié)果增強(qiáng)了人們對頸椎側(cè)位穿刺術(shù)安全應(yīng)用的信心。
Alessandro等進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn),以確定聯(lián)合脈沖射頻(PRF)和硬膜外類固醇注射(TFESI)治療腰椎間盤突出癥(LDH)引起的急性坐骨神經(jīng)痛是否優(yōu)于單獨(dú)使用TFESI。該研究納入的289例患者中,145例接受了PRF/TFESI治療,144例接受了TFESI治療。在這項(xiàng)對LDH引起的急性坐骨神經(jīng)痛患者的試驗(yàn)中,與單獨(dú)使用TFESI相比,使用PRF+TFESI在1年的隨訪過程中顯示出對腿部疼痛的更快、更持久的控制。
深度學(xué)習(xí)算法可以在縮短整體采集時(shí)間的同時(shí),通過去噪和提高圖像分辨率來改善圖像質(zhì)量。Sanders前瞻性獲取43例受試者(平均年齡51.6±18.2歲,年齡20~89歲)的SubtleMRTM(一種深度學(xué)習(xí)增強(qiáng)算法)脊柱MR圖像(“subtle”)和常規(guī)脊柱MR圖像,由2位神經(jīng)放射科醫(yī)生隨機(jī)獨(dú)立評估圖像質(zhì)量。得出深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法獲取的圖像總體質(zhì)量與常規(guī)獲取的脊柱T1、T2加權(quán)和STIR序列的圖像質(zhì)量相似的結(jié)論。Sanders等還納入3165例患者(平均年齡60.6±20.8歲)評估FDA批準(zhǔn)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(Aidoc)在多家醫(yī)院系統(tǒng)中檢測頸椎骨折的性能。該研究結(jié)果表明基于人工智能的算法可以輔助放射科醫(yī)生檢測工作中可能遺漏的頸椎骨折。這些算法的進(jìn)一步改進(jìn)將使假陽性和假陰性的比率降至最低。
脊髓硬膜外間隙的危重病變?nèi)绮患皶r(shí)治療可能導(dǎo)致癱瘓。Robert等回顧性分析114例包含硬膜外血腫、膿腫、蜂窩織炎或積液的影像學(xué)CT報(bào)告,采用自然語言處理(NLP)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法并將該模型與遠(yuǎn)程放射實(shí)踐相結(jié)合。該模型在測試集上的AUC為0.965。在前瞻性研究中,38620項(xiàng)CT研究中有7例硬膜外病理陽性,該模型正確識(shí)別了其中5種,敏感度為71.4%,特異度為86.8%。因此該模型可以幫助檢測嚴(yán)重的硬膜外疾病,以防止漏診和改善患者的護(hù)理。
Park等收集5426例患者的腰椎MR圖像并對深層強(qiáng)化模型進(jìn)行訓(xùn)練,提出了一種全自動(dòng)化的人工智能驅(qū)動(dòng)的3D流水線來檢測、定位和分級每個(gè)功能脊椎單位(functional spinal units,F(xiàn)SU)的等級。計(jì)算出目標(biāo)分級與預(yù)測等級之間的平均總體絕對誤差(mean absolute error,MAE)為0.27,1、2、3級MAE分別為0.26、0.33和0.33。因此人工智能流水線能夠準(zhǔn)確檢測腰椎管狹窄的存在、位置和分級,可與經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)放射科醫(yī)生媲美。
其它
Srivathsa等對來自3個(gè)機(jī)構(gòu)的119例患者使用不同方案的3臺(tái)掃描儀于對比劑注射前、低劑量(10%)和全劑量(100%)進(jìn)行3D T1WI掃描。使用數(shù)據(jù)集(56例訓(xùn)練/13例驗(yàn)證/50例測試)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)(DL)模型,使用零劑量和低劑量圖像預(yù)測全劑量圖像。由3位有經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)放射學(xué)家對100個(gè)圖像(50個(gè)全劑量和50個(gè)DL合成)進(jìn)行盲法評估。3位閱片者對DL合成圖像的腫瘤類別有很高的成對一致性(Cohen 's kappa=0.61,分別為0.67和0.66)。所以應(yīng)用DL算法既降低了90%的釓劑量,且診斷效能、圖像質(zhì)量未受影響。
Jung等從3.0T臨床掃描儀上獲取80組3D MPRAGE數(shù)據(jù) (60組用于訓(xùn)練,6組用于驗(yàn)證,14組用于測試),采用Noise-Noise框架作為基礎(chǔ)架構(gòu),對深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行了訓(xùn)練和測試。該模型在所有測試集數(shù)據(jù)中,對抽樣不足的數(shù)據(jù)進(jìn)行了成功的去噪。該研究在3.0T掃描儀上花大約5min就獲得了7.0T樣高分辨率3D T1WI圖像。這將有助于精細(xì)結(jié)構(gòu)異常的檢測和腦深部刺激的靶向治療。該方法能夠有效抑制來自欠采樣MR圖像的噪聲。
深度學(xué)習(xí)(DL)可以縮短掃描時(shí)間的同時(shí)得到高質(zhì)量圖像。Lawrence對26例患者在GE 3.0T Architect掃描儀上進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)(SOC)和快速(FAST)脊柱MRI檢查??焖賿呙钄?shù)據(jù)集(FAST-DL)的深度學(xué)習(xí)(DL)處理是使用FDA批準(zhǔn)的基于CNN的DL圖像增強(qiáng)產(chǎn)品-Air Recon DLTM。與SOC和未經(jīng)DL處理的FAST相比,DL可將脊柱MRI掃描時(shí)間縮短64%~72%,放射科醫(yī)生認(rèn)為增強(qiáng)圖像質(zhì)量在信噪比、圖像清晰度和偽影減少方面都有優(yōu)勢,從而提高了效率,預(yù)示著該工具常規(guī)使用的實(shí)用價(jià)值。Suzie等對來自5個(gè)機(jī)構(gòu)的40例受試者在6臺(tái)掃描儀上進(jìn)行了腦部MRI檢查,每個(gè)受試者都獲取了SOC和FAST掃描的數(shù)據(jù)。通過FAST-DL優(yōu)化FAST的掃描結(jié)果。SOC和FAST-DL均使用NeuroQuantTM進(jìn)行定量體積分析,并根據(jù)神經(jīng)放射學(xué)家的臨床疾病診斷結(jié)果對其進(jìn)行分類。與SOC相比,DL重建允許減少60%的掃描時(shí)間,同時(shí)保持高度體積量化精度、一致的臨床疾病分類以及被放射科醫(yī)生所認(rèn)可的高質(zhì)量。
多核合成(multi-kernel synthesis,MKS)是一種用于在骨領(lǐng)域(如骨重建核)提高空間分辨率、在腦領(lǐng)域(如頭部重建核)降低噪聲的CT圖像CNN方法。Akitoshi等對50例因外傷或急性發(fā)作癥狀患者行頭部CT檢查,重建軸向MKS (0.75 mm)和常規(guī)[骨(0.75 mm)和腦(5 mm和0.75 mm)]圖像。三位神經(jīng)放射科醫(yī)生對MKS或常規(guī)影像進(jìn)行了兩次盲評。與不同層厚的常規(guī)臨床CT相比,使用單組薄層MKS圖像的頭部CT識(shí)別骨折和顱內(nèi)病理的閱讀者性能相似。
快速、多對比的腦部MRI可以改善對可能無法忍受長時(shí)間檢查的急性患者的評估。Augusto對一種基于人工智能加速的多次激發(fā)回波平面成像(msEPI)的方法進(jìn)行了初步的臨床評估。該研究對26例急診和住院患者在兩種3T系統(tǒng)使用基于2 min快速msEPI序列和快速自旋回波(TSE) 序列進(jìn)行T2、T2*、T1-FLAIR、T2-FLAIR和彌散加權(quán)成像的掃描并由兩位神經(jīng)放射醫(yī)生獨(dú)立評估。人工智能加速2 min多幀EPI方案為急診和住院患者提供了快速、全面的腦MRI評估,與傳統(tǒng)的10minTSE腦MRI檢查的結(jié)果是一致的。
深度學(xué)習(xí)重建(DLR)有望在保持成像質(zhì)量的同時(shí)降低噪聲。Yasutaka等對61例患者(37例女性, 58~73歲)進(jìn)行3D-MR腦池造影[改良快速自旋回波(FASE),半傅利葉單次脈沖渦輪脊柱回波的等效序列]。該研究表明12倍加速亞毫米全腦三維磁共振腦池成像伴DLR優(yōu)于無DLR并保留了外展神經(jīng)等精細(xì)結(jié)構(gòu)的輪廓。
運(yùn)動(dòng)偽影的檢測和定量有助于自動(dòng)重復(fù)采集的進(jìn)行并避免與MR圖像運(yùn)動(dòng)偽影相關(guān)的解釋陷阱。Bernardo等開發(fā)了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像質(zhì)量儀表板(Image Quality Dashboard,IQD)。與放射科醫(yī)師相比,IQD準(zhǔn)確預(yù)測了3個(gè)測試站點(diǎn)(8個(gè)供應(yīng)商,54臺(tái)MR掃描儀,2518次腦部MR檢查)運(yùn)動(dòng)偽影的存在和嚴(yán)重程度。這項(xiàng)多中心測試研究表明,對于不同的MR掃描儀和序列,可以使用IQD準(zhǔn)確檢測和量化運(yùn)動(dòng)偽影。
Walter等納入428例(SIH陽性155例,健康對照者273例)患者,使用自然語言處理工具篩選連續(xù)的、同時(shí)期的腦MRI報(bào)告來確定正常對照組。手動(dòng)核查和確認(rèn)標(biāo)記為可能正常的報(bào)告。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)性的啟發(fā)式方法,采用ResNet-50進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)。該研究訓(xùn)練了一個(gè)高準(zhǔn)確度的深度學(xué)習(xí)模型,該模型可以幫助放射科醫(yī)生在腦MRI檢查中識(shí)別可能的SIH病例。
Yaewon等納入257例腦膜瘤患者(162例低級別,95例高級別),接受了包括對比增強(qiáng)T1圖像在內(nèi)的腦磁共振成像方案。在放射組學(xué)特征選擇(n=214)后,對各種分類器組合進(jìn)行微調(diào)。模型在61例腦膜瘤患者(46例低級別,15例高級別)的外部驗(yàn)證集中進(jìn)行了驗(yàn)證。為了減少與MRI不同機(jī)構(gòu)之間異質(zhì)性相關(guān)的性能下降,使用周期一致對抗網(wǎng)絡(luò)(CycleGAN)將外部驗(yàn)證的小圖像集轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)訓(xùn)練集的大圖像集。結(jié)果表明CycleGAN可能有助于提高放射組學(xué)模型在不同級別腦膜瘤外部驗(yàn)證的穩(wěn)健性。
Giuseppe等使用最近開發(fā)的基于腦MRI獲得的體積特征的無監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法(SuStaIn)對425例復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化患者,1129次MRI檢查進(jìn)行分層。基于11個(gè)幸存的生物標(biāo)志物的特征選擇(TLV和10個(gè)GM區(qū)域的體積),確定了兩個(gè)亞型。該模型為多發(fā)性硬化癥患者提供了生物學(xué)上可靠和有預(yù)測意義的分層,對臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)和常規(guī)神經(jīng)病學(xué)實(shí)踐都有相關(guān)意義。
多通道伊利諾伊理工學(xué)院和拉什大學(xué)衰老 (MIITRA) 圖譜項(xiàng)目旨在開發(fā)具有高空間分辨率的多模態(tài)老年人腦圖譜。Wu等經(jīng)兩臺(tái)3.0T MRI采集了400例非癡呆老年個(gè)體的圖像。這項(xiàng)工作利用來自大型多樣化社區(qū)隊(duì)列的非癡呆老年人數(shù)據(jù),為MIITRA圖集開發(fā)了0.5 mm分辨率的高質(zhì)量T1W和DTI多模態(tài)模板。與其他模板相比,新模板能對老年人數(shù)據(jù)進(jìn)行更高程度的主體間和模態(tài)間空間歸一化。Mohammad等也對MIITRA圖譜開發(fā)了一個(gè)新的高分辨率灰質(zhì)模板,他們對MIITRA圖譜收錄的老年個(gè)體的T1W圖像按Freesurfer標(biāo)準(zhǔn)Recon-all批量重建命令進(jìn)行處理,基于Desikan Killiany圖譜將皮層下和皮層灰質(zhì)分割為84個(gè)區(qū)域。應(yīng)用ANT衍生轉(zhuǎn)換于各個(gè)T1W圖像以構(gòu)建模板。該模板與圖譜的高分辨率T1W模板相結(jié)合,可對老年人的灰質(zhì)進(jìn)行分割,與人工編輯的基于Freesurfer的分割一致性非常高。
統(tǒng)計(jì)參數(shù)映射(SPM)是一種將單受試者正電子發(fā)射斷層掃描(PET)與健康隊(duì)列進(jìn)行比較的技術(shù)。Natasha等對34例認(rèn)知正常的個(gè)體進(jìn)行了含11C-匹茲堡化合物B(PiB)的淀粉樣蛋白PET/CT檢查,建立了一個(gè)認(rèn)知正常受試者的淀粉樣蛋白PET掃描圖譜,并用該圖譜評估了SPM分析的可行性。該研究證實(shí)了SPM在淀粉樣靶向PET中的應(yīng)用價(jià)值,并提示SPM可以提高淀粉樣蛋白PET成像在AD診斷中的準(zhǔn)確性。
腦分割是從功能MRI(fMRI)對腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖論分析的關(guān)鍵步驟。Luca等納入了110例具有解剖學(xué)和rs-fMRI數(shù)據(jù)的受試者。兩個(gè)圖譜用于分割(64 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)塊-SP和150個(gè)SP)。通過引入相當(dāng)于區(qū)塊體積10%的隨機(jī)變量,在Freesurfer上模擬了100個(gè)新圖譜。rs-fMRI被用來從兩個(gè)圖譜所產(chǎn)生的各切片中建立功能網(wǎng)絡(luò),并對每個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算了27個(gè)圖論度量。該方法再現(xiàn)了受試者之間和受試者內(nèi)部的分割變異性,以評估小分割變化對整體和局部連通性測量的影響。一些圖論度量不如其他度量穩(wěn)定,尤其是Katz和Bonachich中心性。研究結(jié)果建議密切關(guān)注由受試者間和受試者內(nèi)變異產(chǎn)生的與分割相關(guān)的空間誤差,因?yàn)樗鼈兛赡苡绊懝δ芫W(wǎng)絡(luò)空間穩(wěn)定性(SS)變異所描述的大腦連接分析。
Feng等納入了60例認(rèn)知正常的受試者,其中A組的30例受試者(男14例,女16例,年齡51.40±7.70歲)在示蹤劑注射45min后接受了PET-MR延遲掃描(稱為早期),而B組的另外30例受試者(男14例,女16例,年齡52.50±8.82歲)在示蹤劑注射90min后接受了延遲掃描(稱為延遲)。在高分辨率3D T1加權(quán)結(jié)構(gòu)腦網(wǎng)絡(luò)的框架下證明了18F-FDG攝取變化在不同延遲時(shí)間的一致性。隨著延遲時(shí)間的變化,F(xiàn)DG攝取在大腦的所有分割單元中同步和成比例地減少。
Daniel等探討了對急診科出現(xiàn)輕度和非特異性神經(jīng)癥狀的患者,在CT陰性后加用短序列腦MRI檢查輕度卒中的成本與效果。結(jié)果顯示對于有輕微和非特異性神經(jīng)癥狀的急診患者,額外的短序列MRI可以通過檢測輕微卒中及時(shí)進(jìn)行二級預(yù)防,從而降低成本和提高累積質(zhì)量調(diào)整壽命年(QALYs)。
收縮壓干預(yù)(Systolic blood PRessure INTervention,SPRINT)試驗(yàn)隨機(jī)對9361例成人高血壓患者進(jìn)行強(qiáng)化或標(biāo)準(zhǔn)血壓管理,得出了強(qiáng)化治療可改善心血管預(yù)后、減緩腦白質(zhì)病變(white matter lesions,WML)進(jìn)展的結(jié)論。 Chintan等通過549例受試者3D T1、3D T2FLAIR和靜息態(tài)功能磁共振圖像評估了大腦功能連接(functional connectivity,FC)的縱向變化(ΔFC),以確定強(qiáng)化治療是否會(huì)減少FC的下降,以及ΔFC與大腦結(jié)構(gòu)變化之間的關(guān)系。結(jié)果顯示在強(qiáng)化治療患者中WML負(fù)荷的縱向增加或TBV的縱向減少與DMN的FC下降有關(guān)。強(qiáng)化治療與聽覺-凸顯-語言網(wǎng)絡(luò)(ASLN)的FC下降較少有關(guān),特別是在老年患者或WML較高的患者中。