RSNA 2017分子影像学

李诗卉， 张巨， 陈小伟， 苏昌亮， 王振熊， 张归玲， 叶海琪， 朱文珍

神经炎症、脑损伤以及胶质瘤

Zhang等对硫代乙酰胺(thioacetamide)诱导的急性肝性脑病(AHE)大鼠(n=12)和对照组大鼠(n=12)分别进行11C-PK1195和18F-DPA-714示踪剂的PET成像(每组6只)，比较组间的全脑摄取值。又将46只AHE大鼠分为四组进行干预：生理盐水(NS)组(n=13)、米诺环素(MINO)组(n=11)、地塞米松(DEXA)组(n=11)和MINO+DEXA组(n=11)，对其行18F-DPA-714的PET成像，计算吸收值，并分析大鼠的旋转试验、生化指标和组织病理学结果。最终证实11C-PK11195和18F-DPA-714 PET均能检测到AHE模型的神经炎症，18F-DPA-714 PET可以敏感地监测治疗效果。

Salem等对大鼠注射大肠杆菌脂多糖(LPS)模拟脓毒血症，后测量全脑匀浆中的IL-1B、IL-6、TNFA、可溶性淀粉状蛋白-β(Aβ)和p-tau蛋白，并通过免疫染色定量皮层Aβ斑块，Iba1免疫染色定量小胶质细胞密度。注射LPS后72h静脉内注射18F-flutemetamol，数字放射自显影量化冷冻切片获得脑摄取量。最终发现以IL-1B为著的细胞因子明显增加。注射LPS的大鼠的可溶性Aβ、p-tau、皮层小胶质细胞密度以及大脑皮层活性显著高于对照组，而大脑白质(胼胝体)18F-flutemetamol摄取量无明显差异，得知LPS内毒素血症会导致继发性神经炎症和细胞因子升高，脑中可溶性Aβ、p-tau和Aβ斑块以及18F-Flutemetamol会在脑皮质沉积。

LU等使用动态对比增强磁共振成像量化创伤性脑损伤(TBI)后大鼠血脑屏障(BBB)通透性，并根据脑水含量量化脑水肿，同时测量受损组织中的超氧化物、20-羟基二十碳四烯酸(20-HETE)、闭锁连接蛋白(ZO)-1、基质金属蛋白酶(MMP)-9和c-Jun氨基末端激酶(JNK)途径的蛋白质含量。结果发现，TBI后，20-HETE水平、血脑屏障通透性和脑水肿明显增加，同时伴有超氧化物的产生，而超氧化物歧化酶水平及总抗氧化能力下降，另外，MMP-9和JNK途径的蛋白质表达上调，而封闭蛋白和ZO-1的表达被抑制。表明20-HETE可能通过增加MMP-9和紧密连接蛋白的表达而加重TBI后BBB的破坏。此外，氧化应激和JNK信号通路也可能参与BBB调节异常。

Cross等对小鼠行连续5天的重复震荡皮层撞击(rcCCI)(n=15)或假CCI(n=8)，在第一次CCI后给予鼻内紫杉醇(PTX)(0.6mg/kg，n=6)或生理盐水(SAL)(n=9)。后在14T的扫描仪上行扩散张量成像(DTI)扫描，使用手动画ROI以及FSL纤维束追踪空间统计分析(TBSS)获得各向异性参数(FA)。18F-氟代脱氧葡萄糖(FDG)PET成像量化突触活性。第45天病理评估外囊和海马的锥突损伤(银染)和突触丢失(PSD-95)。发现与假处理组(SHAM)相比，外囊区rcTBI的FA降低了17%(0.21±0.01 vs 0.25±0.01，P≤0.05)，TBSS观察到广泛的白质损伤区域。PTX-rcCCI与SHAM或SAL-rcCCI无显著差异。大部分SAL-rcCCI的外囊可见轴突变性(5/6)，而PTX处理组未观察到，用PTX小鼠“标准化”后SAL-rcCCI显示FDG摄取显著降低。SHAM组SAL-和PTX-rcCCI组的全脑SUV分别为120.5±30.1、90.3±18.7和129.2±23.0，P≤0.05。与SHAM和PTX相比，SAL-rcCCI海马PSD-95免疫荧光减少。从而得知DTI和FDG-PET均能检测到重复震荡损伤后脑白质结构和糖代谢的改变，而只有FDG-PET能够监测到PTX后的改变。

Wang等对29只大鼠右侧基底节注射40μL自体血制造脑出血(ICH)模型并在D1、D3、D7、D14、D21、D28在7T扫描仪上行T2WI和DTI，D0行T2WI测量血肿体积，DTI测量平均扩散系数(MD)、轴向和径向扩散系数。随后取组织行HE，Iba1和胶质纤维酸性蛋白染色。最终发现，D1的MD图上ICH扩散变化主要包括相对中央高值区[rCEVZ，(9.54±2.57)×10-4mm2/s]、相对低值区[rOVZ，(6.94±0.96)×10-4mm2/s]以及相对边缘高值区[rPEVZ，(9.61±0.59)×10-4mm2/s]。D1、D3、D7的rCEVZ不仅有异质性的红细胞和血清，在D1、D3还有脑实质坏死。D1、D3、D7的rOVZ有血管源性和细胞毒性水肿，在D3和D7有中性粒细胞的聚集，D3～D28有小胶质细胞增殖，D7～D28则有星形细胞增生。rPEVZ的D1、D3、D7出现细胞毒性和血管源性水肿，D3～D28存在胶质增生。D1、D3的异常扩散体积大于D0的血肿体积。D1、D3、D7的rCEVZ体积明显小于D0的血肿体积。rOVZ和rPEVZ体积分别在D1和D3达到峰值。表明脑出血后血肿以及周围组织的扩散存在着复杂的病理改变背景。

Liu等利用动态磁敏感对比增强灌注加权成像(DSC-PWI)和扩散加权成像(DWI)技术测量了41例胶质母细胞瘤[患者平均年龄(62.32±12.09)岁]强化区域以及周围区域的相对脑血容量(rCBV)和表观扩散系数(ADC)，并采集组织的Ki-67、异柠檬酸脱氢酶(IDH)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)以及EGFR信息，将影像参数与组织病理学指标、基因指标、生存时间进行统计学分析，发现ADC与基因标志物IDH无显著相关性(P≥0.05)。而强化区最大相对脑血容量rCBVmax与mTOR显著相关(P=0.047)，调整性别和EGFR后，肿瘤周围区域最大相对脑血容量rCBVperi-tumor与mTOR显著相关。Cox回归分析显示，rCBVperi-tumor和年龄是总生存时间(OS)最强的两个预测指标(OR=1.29、1.063，P=0.003、0.005)。在ROC分析中，rCBVperi-tumor的曲线下面积比其他影像学参数和基因组生物标志物的更大，rCBVperi-tumor与年龄的组合提高了对OS的预测性，特异度为78.9%，敏感度为81.8%。该研究显示rCBV与mTOR-EGFR通路标志物间存在显著的放射基因组关联，而rCBVperi-tumor具有比单独基因标志物和ADC参数更好的预后价值。

Jiang等对胶质母细胞瘤(GBM)行酰胺质子转移加权(APTW)成像，并对组织标本行MGMT免疫组化，最终发现MGMT非甲基化组的APTW明显高于MGMT甲基化组。在区分MGMT甲基化和MGMT非甲基化的GBMs时，APTWmax和APTWave的曲线下面积为0.857，符合率为90.4%，表明APTW在识别GBM MGMT方面有很大意义，对烷化剂治疗有很大指导作用。

肿瘤学

Bhujwalla等用自由诱导-衰变化学位移成像(fid-csi)扫描了21只肝细胞癌(HCC)荷瘤大鼠和5只对照大鼠，基于超极化代谢物间的标记交换计算乳酸和丙氨酸的信号强度比值(Lac/ala)，后取组织行组织病理学检测，并用液体磁共振波谱学对LDH和GPT活性进行测定。最终发现癌前病变和HCC的Lac/ala比值较正常组织明显增高，肿瘤组织LDH/GPT比值与Lac/ala比值呈正相关(R2=0.357)，rtPCR显示糖酵解酶及EpCAM的表达水平与Lac/Ala比值呈正相关。表明超极化代谢物MRSI能够可靠地鉴别正常肝组织和肝细胞癌，并能鉴别高度的糖酵解肿瘤。

Das等对36名高风险前列腺癌患者行68Ga-PSMA PET/CT和包括DWIBS在内的MPMRI。前列腺被划分为12区，最大SUVmax和最小ADC所在的区域被视为可能的原位点，如果它们同时出现在一个区则被认为是一致的。同时进行精囊、淋巴结和骨骼受累评估以及TNM分类。发现19/36例患者(52.7%)PET/CT 与 MRI表现一致，21/36例患者(58.3%)68Ga-型PSMA和MRI的T分期表现相似，15/36例(41.7%)患者中，表现有差异。68Ga-PSMA PET/ CT比MRI检测出更多的淋巴结受累(44：25)，25例(69.4%)区域性淋巴结分期和26例非区域淋巴结分期(72.2%)两种方法表现一致，1例骨转移、1例肝转移和2例肺转移被PET/CT检测到而未被MRI检出。因此得出结论，68Ga-PSMA PET/CT能比MRI检测出更多的淋巴结以及远处转移。

Kono等对皮下移植了HER2过表达的CHO细胞的小鼠模型注射Chem-Ab (n=7)和SSC-Ab (n=7)。注射后第3天采集图像，测量肿瘤/全身计数比率(T/WB比值)，第4天药代动力学分析Chem-Ab组与SSC-Ab组的ga-67累积。最终发现SSC-Ab较Chem-Ab具有更高的结合力。

Heidari等将AR42J、HT-29和A549细胞系在FDG和醋酸奥曲肽(OCT)中孵育。ELISA法测定小鼠即时血清胰岛素(INS)水平。HT-29荷瘤小鼠禁食4h后用生理盐水(对照)、OCT(5mg/kg)、OCT+INS腹腔(IP)注射，PET成像或处死取样测量FDG器官分布。Western blot检测肿瘤、肌肉、褐色脂肪、心脏等组织的胞质和血浆膜(PM)glut-4表达。发现不同剂量OCT下HT-29、A549或AR42J对FDG摄取无显著差异，小鼠血清素显著的OCT剂量依赖性降低，给药后15～30min到达峰值。相比对照，OCT组心肌和褐色脂肪的SUVmean明显减少，但两组间肿瘤的摄取情况相似。OCT+INS组心肌、褐色脂肪有较强的摄取，但肿瘤摄取下降。生物分布研究中，FDG的摄取与PET图像相似。与对照和OCT+INS组相比，OCT组的心脏和骨骼肌、棕色脂肪和肿瘤中的glut-4细胞膜分数下降，而胞质分数上升。证明OCT可以提高FDG肿瘤显像的效果，对肿瘤的FDG摄入影响很小，但是降低了心脏和棕色脂肪的摄入。

Song等采用荧光素标记大鼠肝癌细胞(MCA-RH 7777)并建立裸鼠肝癌模型，分别进行体外和体内实验。四组(n=6)分别采用肿瘤内溶瘤病毒治疗(T-VEC)+ RFH(42℃ 30min)、单独T-VEC、单独RFH、磷酸盐缓冲液(PBS)干预，应用光学和超声成像监测肿瘤大小。结果发现，体外实验中联合治疗组存活细胞数量最少，生物荧光信号明显下降(P<0.001)，体内实验中联合治疗组生物荧光信号显著降低(P<0.05)，超声显示肿瘤体积最小(P<0.05)。证明RFH可以促进HCC的溶肿瘤病毒疗法，并可通过光学和超声成像来有效监测。

Jin等使用基于镥的上转化纳米颗粒(UCNPs)的光谱CT检测活体裸鼠骨肉瘤，共聚焦显微镜评估细胞对UCNPs的吸收，并进行细胞毒性试验、血常规检查、肝肾功能、体重及其他指标的毒性试验。发现光谱CT可以鉴别出UCNPs、碘海醇和骨骼，可区分出钙和含有UCNPs的骨肉瘤组织，同时其毒性较低，有较大的临床应用前景。

Herranz等对200名乳腺癌患者注射120～140MBq的18F-FDG后1h行俯卧位高分辨力专用乳腺PET(dbPET)扫描，时间点分别为化疗两周期前后以及术前新辅助化疗后。记录最大标准摄取值(SUVmax)以及空间特征。发现3个时间点的病灶体积差异有统计学意义，新辅助化疗前平均SUVmax明显高于两周期后(13.1 vs 5.5，P=0.019)，而两周期后(post-2 cycles)和新辅助化疗后SUVmax无明显差异(5.5 vs 3.9，P=0.35)。证明dbPET可以从定位以及定量监测新辅助化疗。

Han等在小鼠乳腺癌细胞培养基中分别加入罗丹明标记的G3(钆喷葡胺)-磺胺(碳酸酐酶-靶向树突状对比剂)及G3(钆喷葡胺)-半胱氨酸(对照剂)，流式鉴定细胞。六周龄的Balb/c小鼠的乳腺脂肪垫中植入4T1细胞(5×105/每只)，7天后两种树突对比剂(DCA)静脉注入，于第5、30、60、120、240min行T1WI。结果发现，G3(DTPA- Gd)-SA和G3(DTPA-Gd)- Cys的R1s均略高于10/mm·s。流式显示在低氧细胞中G3(DTPA- Gd)-SA-RhB比G3(DTPA- Gd)-Cys-RhB有更高的摄取。体外实验中，最初2h内两组肿瘤部位信号强度大致相似，4h后，G3(DTPA-Gd)-SA仍可见强化而G3(DTPA-Gd)-Cys已经消退。证明低氧细胞中碳酸酐酶靶向的树突状对比剂具有更高的摄取率，且可以优化MR成像。

Larimer等使用抗PD-1单克隆试剂或与抗CTLA-4结合治疗两种肿瘤模型(CT26和MC38)小鼠，在疗效出现分化前行PET成像，使用免疫荧光以及免疫组化对9例PD-1治疗的黑色素瘤肿瘤组织中的颗粒酶B进行定量分析。发现颗粒酶B能够区分出对治疗是否敏感。人肿瘤组织样本显示，治疗后15天，其累积量有显著差异，证明颗粒酶B是一种准确的具有预测性的PET标志物。

肝、肾、心血管疾病以及糖尿病

Jung等对C57BL/6J野生型小鼠随机使用四氧嘧啶(100μliv，四氧嘧啶一水合物，Abcam)以诱导出I型糖尿病或在16周内接受35%基于猪油的高脂饮食以诱导II型糖尿病。β3受体激动剂CL316243激活棕色脂肪组织(BAT)，在注射TRL-SPIO(富含甘油三酯的脂蛋白-超顺磁性氧化铁)前后20min用7T MR仪行T2*W Multiecho-GRE序列扫描，并行活体显微镜(IVM)分析，对BAT中TRL-QD(富含甘油三酯的脂蛋白-量子点)的摄取实时成像。发现对照小鼠CL治疗后信号显著下降，但I型和II型糖尿病小鼠模型未检测到注射TRL-SPIO前后BAT信号显著改变。IVM分析也符合此结果，证实Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病导致BAT中TRL(富含甘油三酯的脂蛋白)摄入量减少。

Xiao等将80只雄性SD大鼠随机分为正常对照(NC)组和糖尿病(DMN)组，DMN组腹腔注射链脲佐菌素(65mg/kg)，NC组给予生理盐水。两组分别在不同时间点(3、7、14、21、28、35、42、49、56、63、70d)进行BOLD-MRI扫描，测量肾皮质和髓质R2*(CR2*，MR2*)并计算比值，各时间点测量尿蛋白排泄(UAE)并行组织病理学检测。结果发现糖尿病组在不同时间点的CR2*和MR2*值明显高于对照组(P<0.01)，这些R2*值逐渐升高并在第35天达到峰值(CR2*=33.95±0.34s-1，MR2*=43.79±1.46s-1)，后逐渐降低至第70天[CR2*=(33.17±0.69)s-1，MR2*=(41.61±0.95)s-1]，但仍显著高于对照组[CR2*=(28.41±0.56)s-1，MR2*=(31.77±0.87)s-1，P<0.01]。DMN组的MCR从1.12逐渐上升到第42天的1.32，然后逐渐下降，到第70天降至1.25。DMN组的UAE逐渐升高，从第7天开始明显高于NC组(P<0.01)。DMN组的GSI高于NC。与NC相比，DMN组的系膜体积密度(Vvmes)和毛细血管表面密度(Svcap)增加。证明BOLD-MRI可以非侵入性地评估糖尿病的肾脏缺氧状况，并早于UAE检测出糖尿病肾脏损伤。

Xu将雄性Wistar大鼠分为对照组和糖尿病合并抑郁症组(DD组)，DD组腹腔注射STZ，对照组注射柠檬酸盐缓冲液。后将DD组暴露于慢性不可预见的轻度压力(CUMS)下28d，所有大鼠CUMS程序后立即进行旷场和Morris水迷宫测试。后处死取脑组织检测前额叶皮层(PFC)、海马(HI)和下丘脑(HY)的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺酶(GLS)、谷氨酸脱羧酶(GAD)的表达，剩余组织行MR检查以探查代谢变化。结果发现DD组结果显示血糖高(>33.3mol/L)，体重下降(P<0.01)，旷场试验中，DD组总行程和行为活动减少(P<0.05)，Morris水迷宫实验中DD组穿越平台面积较少(P<0.05)。DD组GFAP，GLS的平均光密度(MOD)升高，GS的MOD降低。PFC中GAD的MOD升高。DD组的所有3个区域的Lac水平均高于对照组。PFC和HI的Glu、Gln、NAA、Cre和Cho降低，Tau升高。 此外，在PFC中观察到Asp和Gly的水平下降，在HI中Ala下降而m-Ins增加。在HY中，GABA、NAA、Ala、Glu、Gln、Cho、Gly和Asp的浓度均下降。表明能量代谢和氨基酸类神经递质代谢的改变可能与糖尿病合并抑郁症的发病有关，Gln-Glu-GABA循环紊乱在导致合并症神经元损伤中发挥着重要作用。

Cohain等从5只小鼠中获得新鲜正常肝脏切成500μm的切片并置于冰冷的恢复培养基中，后将连续切片置于MR波谱仪中，在37℃下用氧合生长培养基持续灌注，获得31P谱以评估ATP的存在，后将超极化13C1-丙酮酸盐冲入光谱仪的NMR管中，进入肝脏，获得连续13C NMR谱使用MNova进行光谱分析。发现每个肝脏采集的31P光谱显示了ATP的特征信号，证实了切片的活性。每次13C1丙酮酸注射之后，在20s内检测到13C1-乳酸盐和13C1-丙氨酸信号，持续1.5min。首次在NMR光谱仪上维持并显示精确切割的小鼠肝脏切片的活性并记录超极化的13C1-丙酮酸盐代谢。

Abeyakoon等对4个猪肾以85mL/min的恒定流率用充分氧化的(100%)温热的红细胞溶液灌注。影像引导下将OxyLite探针置于的肾皮质内，将检测到的光声成像(OPUS)信号与来自OxyLite探针的测量结果进行实时测量，同时间歇夹住肾动脉直至肾梗死。获得结果之前与EVNP连接的肾脏1和4已发生梗塞，肾脏2和3在间接OPUS衍生的氧饱和度大小和OxyLite探针之间显示良好的时间相关性。表明可以用临床光声系统评估肾皮质缺血，并且OPUS测量结果与体外正常体温灌注条件下血运重建的猪肾中的侵入性OxyLite测量值相关。

Tanifum等将含有脂质-PEG-THI567缀合物，DSPE-PEG-DOTA-Gd复合物和罗丹明DHPE的脂质混合物通过标准脂质体制剂方案制成尺寸约(170±10)nm的靶向粒子，同时制备对照非靶向制剂，流式评估体外颗粒结合、受体特异性以及体内白细胞细胞亚群结合分布。对小鼠行ApoE(-/-)MRI成像(IACUC批准方案)，在注射前后和72～96h后采集图像，后取组织行组织病理学检测。发现VLA-4靶向颗粒在体外和体内以皮摩尔结合常数与活化的单核细胞和T-淋巴细胞结合。延迟相成像中，注射靶向药物的在主动脉弓或降主动脉的平均信号比非靶向药物的高4倍。表明载有T1对比剂的脂质体纳米颗粒靶向结合单核细胞/巨噬细胞和T淋巴细胞后可通过MRI对ApoE(-/-)小鼠中的易损斑块进行无创观察。

感染与炎症

Both等通过对91例疑似巨细胞动脉炎(GCA)患者的颞浅动脉进行荧光分子成像及临床、病理结果对照研究发现，体外荧光成像显示GCA标本的组织蛋白酶活性显著增加，而经病理证实GCA患者织蛋白酶B、K、L的表达也的确显著增加。体外荧光成像信号温和，但与组织蛋白酶K活性及其病理染色评分的相关性极强。因此，在诊断GCA时，组织蛋白酶能够作为免疫组织学和分子影像学的一种生物标记。

Einspieler等回顾分析经过FDG-PET/CT检查的50例可疑主动脉移植物感染患者，和13例主动脉修复但没有移植物感染的肿瘤患者，最终共鉴定了28例感染和35例未感染的移植物。ROC分析显示，SUVmax是诊断移植物感染最有力的预测指标，且临界值为>4.48。这说明半定量方法，尤其是SUVmax，可以为评估胸主动脉或腹主动脉修补术后移植物感染提供了良好的参考，并可提高18F-FDG-PET/CT诊断可疑移植物感染的准确性。

Kabnurkar等利用18F-FDG PET/CT对46例不明原因发热(PUO)患者进行检测，发现42例(91.30%)具有高代谢浓聚灶，其中14例非特异性的FDG摄取对最终的诊断没有帮助。通过病理、生化及临床证实，46例PUO中18例并没有病理性疾病并且不再发热。PET则能够鉴别28例特异性浓聚灶患者的不同病因，因此，18F-FDG PET/CT对PUO浓聚灶的病因鉴别具有重要意义。FDG-PET/CT扫描阴性可排除PUO由灶性病因引起，但需要进一步的前瞻性研究来证实。本研究表明，18F-FDG-PET/CT对识别引起PUO的隐匿性病变具有更高的敏感度。

Hedgire等招募了接受放疗的胰腺癌患者和健康志愿者在静脉注射纳米氧化铁前及48h后进行上腹部MRI扫描，然后在T2*序列上勾画出主动脉比的ROIs，再利用Amira软件将其转化为R2*图像，最后利用T检验分析两组病例R2*值的差别，结果显示，与对照组比，放疗后的胰腺癌患者主动脉壁吸收纳米氧化铁明显增多。因此，纳米氧化铁可为癌症患者放疗后血管炎性改变提供无创的定性定量评估依据。

Wang等将14只母猪诱发急性末梢回肠炎后进行超声分子成像对照研究，病例随机分为2组，抗炎治疗组和对照组，并于第1、3、6天分别拍摄3个肠段，通过免疫荧光染色法检测p选择素的表达水平，研究发现，除了在第1天两组间无明显差异外，第3天、第6天抗炎治疗组的回肠的p选择素表达水平明显低于对照组。因此，超声分子成像纵向监测可对急性回肠炎猪模型的抗炎治疗效果进行评估。本研究也为利用无辐射技术监测肠炎的临床应用铺平了道路。

Ferda等对20例常规检查不能明确感染具体原因的败血症患者进行了18F-FDG-PET/MRI成像，发现了90%患者的致病原因，并且知道了其中16例患者的后续治疗。PET与MRI的融合是一种先进的成像技术，该实验也证明了18F-FDG-PET/MRI在诊断免疫低下败血症患者及指导治疗上具有重要的价值，在检测中枢神经系统及骨骼肌肉系统感染上具有明显的优势。

Liu等建立了金葡菌感染的小鼠脑脓肿模型和一个对照研究的小鼠脑肿瘤模型，并且对脑脓肿小鼠行抗生素治疗，然后用分别于治疗前后进行CEST MR成像，结果发现CEST能够有效的鉴别脑脓肿和脑肿瘤。同时发现接受抗生素治疗的脑脓肿小鼠，CEST信号明显降低，而对照组的高对比信号依旧存在。因此，细菌胞内CEST对比成像可以作为一种特异性的MR成像技术有效地评估金葡菌感染的小鼠模型，另外，这个方法可以作为一种无创的技术来检测病菌对抗生素的治疗反映。总之，细菌胞内CEST MR对比成像为诊断深部器官的细菌感染及监测疗效提供了一个新的临床成像方法。

Jahromi等合成了一种顺磁性的Fe3+螯合物与全氟溴辛烷(PFOB)复合物-PFOB(P-PFOB)NE，这种复合物有较好的X线吸收率及T1弛豫率。在11.7T的场强下，利用2D化学位移成像(CS I)技术，运用这种新型的纳米乳剂(NE)探针对小鼠体内炎症进行敏感性成像实验。研究发现，NE具有标记巨噬细胞的能力，它在小鼠体内积聚的位置正是炎症所在的地方；在PFOB氟的峰值处，可以看到Fe3+依赖的化学位移成线性，利用CSI技术就能够同时追踪各种亚型细胞。总之，该研究合成的P-PFOB NE复合物是一种新型的19F MRI探针，大大增加了炎症成像的敏感性，并且能够用于体内免疫细胞各种亚型的示踪。

分析与量化

Yuan等对39例男性和71例女性志愿者在3T MR仪上行全身脂肪像和水像成像，其中19例女性和11例男性被诊断为代谢综合征。采用图像处理软件ImageJ测量胸椎内脂肪组织(ITAT)、腹内脂肪组织(IAAT)、躯干皮下脂肪组织(TSAT)和下肢脂肪组织(LLAT)的体积。用Osirix软件测量肝脏、胰腺、L2～L4椎体和下肢骨骼肌的脂肪含量(FF)。发现男性ITAT和IAAT的脂肪含量更多，TSAT、LLAT和总脂肪组织(TAT)含量更少，腹内脂肪组织比例(IAAT%)更高。高年龄组(≥ 60岁)比年轻组(<60岁)有更高的ITAT，IAAT和IAAT%。绝经后女性TAT较少，ITAT较多，IAAT%较高。高龄组和绝经后组女性下肢骨骼肌脂肪含量较高。绝经后组女性的椎体脂肪含量较高。多元Logistic回归分析显示，IAAT含量是代谢综合征的危险因素。表明Dixon脂肪水分离技术可以对全身脂肪组织和不同器官的脂肪含量进行定量分析。不同性别和年龄组的脂肪组织和各器官脂肪含量分布存在差异。腹内脂肪组织的积聚可能增加代谢综合征的风险。

Cai等采集患者整个前列腺标本(n=5，62±3年)，用9.4T动物MR仪扫描行T2以及DWI序列扫描，然后使用具有频率选择性饱和脉冲(B1=100Hz，2s)序列采集CEST Z-spectra，后行组织病理学检测，HE染色以及格里森(Gleason)模式鉴定。发现CEST测得的肿瘤参数值显著低于正常组织(4.8±0.1 vs 6.5±0.3%，P<0.05)。另一方面，良性前列腺增生(BPH)的CEST参数值(12.7%)明显高于正常组织和肿瘤。一般来说，CEST对比图与组织学图像中的区域Gleason模式密切相关。

Dercle等回顾了61个接受抗PD1治疗的转移性黑色素瘤病灶，对它们行CT增强扫描以及基因组RNA表达谱的肿瘤活检，肿瘤分为两类，热和冷的肿瘤微环境，热定义为在4种免疫通路中的至少2种的RNA定量指标高于中值：细胞毒性淋巴细胞(CD8A和CD8B)，人诱导的T细胞共刺激因子(ICOS)；白细胞介素2(IL2)。提取肿瘤3D图像的影像特征。发现在33个热点和28个冷点中，用于检测热免疫渗透的最佳特征是灰度级并发矩阵的熵和偏度。此研究初步提供了CT扫描的肿瘤影像学表型与RNA热肿瘤免疫浸润之间相关性的证据。

Zhang等使用固态DPC PET/ CT系统(Vereos)对10例肿瘤患者行全身FDG PET / CT成像，用3D TOF OSEM在4mm×4mm×4mm下重建，NEMA模体的热球也用同样方法重建。最终发现优化重建参数可以进一步提高PET图像质量，可以节省高达40%的成本或扩大高达40%的轴向视野，而无需增加新的检测器。

Atkinson等对49名患有神经内分泌肿瘤(类癌、胰腺癌、甲状腺癌、头颈部癌、分泌儿茶酚胺和未知的原发性肿瘤)并接受了177LU-DOTATATE治疗的患者回顾性分析了68Ga-DOTATATE PET/CT扫描结果，使用TexRAD纹理分析软件分析CT和PET图像中肿瘤的异质性。测量PET上的Ga吸收值为SUVmax和SUVmean。使用单变量Kaplan-Meier及多变量Cox回归分析研究图像和临床表现(即无进展生存期和总生存期)的相关性。发现临床特征通常不能预测生存率。而未过滤和过滤的CT图像以及未过滤的PET图像异质性可以预测无进展生存期和总生存期。SUVmax>8.73和SUVmean>5.19的患者的无进展生存期和总生存期明显优于对照组。多元分析结果显示，CT纹理分析和SUVmax是无进展生存期的独立预测因素。PET纹理分析是总生存率的独立预测因子。证明68Ga-DOTATATE PET/CT质地异质性和SUV测量可以作为神经内分泌肿瘤预后的指标，并可能在这些患者的危险分级中起关键作用。

治疗诊断学

Wang用MRI可探测的纳米颗粒靶向PHD2的siRNA转染的转染人脐带血EPCs，48h后检测CXCR4和HIF-1a的表达。体外transwell测定和H2O2细胞凋亡检测法分别检测EPCs的迁移能力和存活能力。在诱导中风的光血栓形成裸鼠模型后1天，有或没有PHD2的5×105个EPCs移植到心肌内。在缺血性脑卒中诱导前1天、EPCs植入后1、3、5、7、14天进行mNSS和脚缺陷测试评估功能恢复。在EPCs移植后1、3、7天进行MRI和生物发光成像(BLI)。EPCs移植后第1天和第7天进行普鲁士蓝和GFP染色。血管生成、神经发生和白质恢复分别在7天和14天进行评估。发现PHD2沉默增加了EPCs中CXCR4和HIF-1a的表达。体内和体外结果表明PHD2沉默增加EPCs的迁移和生存能力。用siPHD2-EPC处理的小鼠显示梗塞体积显着减少，在胼胝体的分数各向异性(FA)比其他组增加。在siPHD2-EPCs处理的小鼠中观察到改进的功能恢复。第7天，在siPHD2-EPCs处理组中观察到BDFN表达增加。组织学分析显示，经siPHD2-EPCs处理后，小鼠的血管生成，神经发生和白质恢复比其他群体均增加。证明由于迁移和存活能力的增加，PHD2沉默增加EPCs治疗缺血性脑卒中的疗效。

Nejadnik在一项正在进行的前瞻性临床试验(NCT02893293)中，对6例癌症幸存者的7个髋关节进行了减压手术治疗前后连续的MRI研究。在手术前注射了ferumoxytol标记将骨髓移植到骨坏死性骨中的骨髓中间充质干细胞(MSC)。该研究假设对骨坏死骨中干细胞的MR追踪将成功和失败的细胞治疗的分辨成为可能。比较使用Student t-检验在12个月存在或不存在关节塌陷的细胞移植的T2*值。发现患者髋关节的术前MRI扫描证实股骨骨骺骨坏死(ON)，关节完整表面(减压程序的资格标准)。 Ferumoxytol施用导致骨髓术前低T2-FSE信号。从减压手术和铁标记的MSC移植后的髂嵴进入ON，在通道内可见铁标记的细胞。5个ON在减压手术12个月后保持稳定。随着时间的推移，两个ON显示出减小的量，最终塌陷并且需要人造关节替代。减压手术后1～3周，细胞移植在稳定ON的T2*值(2.797±0.07)分别为与细胞移植的ON中T2*值相比显著更短(P<0.05)，最终崩解(3.498±0.2383)。证明可以用Ferumoxytol增强的MRI监测儿童癌症幸存者的干细胞移植。骨坏死病变的MSC的T2*信号动力学可预测临床结果。这具有立即临床适用性干细胞成像测试可能成为一个强大的用于诊断儿科患者骨坏死骨干细胞移植成功或失败的工具，非侵入性地监测植入并预测骨修复结果。

Kazmierczak等将人BRAF V600E阳性黑色素瘤异种移植物(A375)植入裸鼠(n=10 balb/c)外侧皮下。在第0天和第7天进行BRAF / MEK抑制剂联合治疗(encorafenib，0.03mg/d；binimetinib，0.012mg/d，Array BioPharma Inc.，治疗n=5)或安慰剂治疗(对照n=5)。MSOT是在临床前系统非增强的进行(inVision 256-TF，iThera Medical GmbH)，即5h后静脉注射av?3-整联蛋白靶向的荧光探针(IntegriSense 750，Perkin Elmer，4nmol)。对于肿瘤体积评估，T2WI数据集随后在临床3T扫描仪(Magnetom Skyra，Siemens Healthineers)上获得。 MSOT数据采集在多个波长在光谱上不混合以得到avβ3-整联蛋白特异性信号。成像结果通过离体验证关于微血管密度(CD31)的免疫组织化学。发现avβ3-整联蛋白特异性肿瘤信号显著降低(-79%，从7.98±2.22到1.67±1.30，P=0.030)，而对照组未发现明显变化(-55%，从6.60±6.51到3.69±1.93，P=0.348)。免疫组化显示治疗中微血管密度显著降低(CD31；疗法：119±15，对照：312±62，P=0.008)。两组肿瘤体积均增加，组间无显著差异[治疗(107±42)mm3，对照(112±44)mm3，P>0.05]。使用avβ3-整联蛋白受体拮抗剂的竞争性体内阻断剂西仑吉肽(Selleck Chemicals)证实了靶向荧光探针的选择性结合。证明定量MSOT允许BRAF V600阳性人类黑色素瘤异种移植物在小鼠中的BRAF/MEK抑制剂组合疗法的早期无创监测，可以将关于肿瘤avβ3-整合素受体状态的分子信息添加到基于形态学的肿瘤反应评估中。

Theruvath等对7个哥廷根小型猪人为地制造了股骨远端软骨缺损。用ferumoxytol(Feraheme)标记从髂嵴分离间充质基质细胞，使用临床无转染剂的方案。该研究植入可活动和凋亡ferumoxytol标记的骨髓间充质干细胞到22例软骨缺陷病变中，并在第1、2、4、8、12和24周使用临床3T MR扫描仪监测植入物的信号，使用质子密度序列(TR/TE/alpha：3700/34/90)和多回旋自旋回波序列(TR 3500ms，TE 45ms)。植入没有ferumoxytol定义为控制组。使用学生t检验比较标记和未标记之间的定量T2弛豫时间以及凋亡的MASI的差异。结果发现与相邻的正常软骨和未标记的植入物相比，氧化铁标记的MASI显示显著T2缩短。在第一周，存活和凋亡的MASI在T2弛豫时间[(20.91±2.12)ms与(20.97±2.07)ms]中没有显示出显著差异。在第2周，活性ferumoxytol标记的植入物(21.79±2.59)ms的T2弛豫时间显著低于凋亡组ferumoxytol标记的植入物[(27.93±3.49)ms，P<0.05]。两周后标记消失。24周后组织学相关性显示存活的MASI组的完全缺损修复以及凋亡的MASI组的不完全缺陷修复。在MASI之后早期铁信号迅速丧失表明细胞死亡，并预示许多周后的不完全缺损修复。这是第一个在大型动物模型中用MRI检测MASI早期植入失败的研究。

Kunawudhi等对5例非小细胞肺癌患者中进行了PET/CT检查，每例患者均使用11C-厄洛替尼和18F-FDG。肿瘤均有EGFR突变状态。有2名患有野生型EGFR的患者和3名患有EGFR突变即外显子21突变的患者(L858R)，外显子19插入和外显子19缺失。3名经验丰富的核医学医师未知患者的EGFR状态，通过视觉分析来读取11C-埃罗替尼PET/CT，并给出正面或负面的结果。 PET参数，即SUVmax、SUVavg、MTV、TLG、肿瘤至背景比率，均在11C-厄洛替尼和FDG研究中进行分析。发现原发肿瘤和转移部位有大量的11C-厄洛替尼摄取。通过视觉分析，67%的修正可以被观察到(10/15)。EGFR突变阳性组EGFR突变阴性组中，平均SUVmax和肿瘤至背景纵隔血池比例分别为2.04±0.68和2.18±1.45(P=0.77)，3.44±1.63和1.56±1.10(P=0.02)。亚组显示原发肿瘤、淋巴结和远处转移(包括肾上腺、骨、脑和肌肉)的SUV参数的分析在各组间无显著性差异。FDG参数(SUVmax、SUVavg、MTV、TLG)和C-11厄洛替尼参数以及EGFR突变状态无明显相关性。证实了11C-厄洛替尼在原发肿瘤和每个转移部位的结合的肿瘤异质性。肿瘤11C-埃罗替尼摄取值和纵隔血池比率似乎是EGFR突变阳性组与阴性组之间唯一显著不同的参数。

Liu等基于剥离策略制备超薄二维MnO2纳米片，小鼠乳腺癌细胞系(4T1)和昆明小鼠评估体外细胞和体内生物毒性。并调查体外和体内MRI和光热疗法对小鼠乳腺肿瘤异种移植肿瘤模型的评估。发现这些超薄2D MnO2纳米片在弱酸条件下会崩解释放Mn2+离子从而反映出肿瘤微环境(TME)的还原性，从而实现了基于PH和还原性反应的无毒性T1磁共振加权成像。在体内MRI中，乳房4T1癌症异种移植已经发现在静脉注射MnO2-SPs纳米片后，T1加权信号显著增加。此外，2D MnO2纳米片拥有高光热疗法(PTT)敏感性，被证实在照射治疗时能有效抑制肿瘤生长。

Lyon等通过质谱定量的用金纳米颗粒(AuNPs，0.1mg/mL，15h)和金/细胞标记M2极化的抗炎巨噬细胞，大鼠进行脑内(IC)注射脂多糖诱导慢性神经炎症。两周后，在IC输送后，使用临床前SPCCT原型在体内扫描同一大鼠5×105个AuNPs标记的和对照未标记的细胞。扫描AuNPs浓度范围(0～8mg/mL)的仪器校准体内定量。使用120kVp的阳极管电压和100mA的电流。相同的仪器和老鼠(离体)通过的μCT和同步加速器X射线(SXR)K边缘成像作为验证的金标准进行扫描。金K边图像被重建，并且金的信号被手动描绘以用于量化。发现用SPCCT检测金的K边成像检测到大脑内的金标记细胞，与μCT和SXR一致。光谱学检测到的量为165μg/细胞，对应于细胞内注入的82.5μg的金。测量体内浓度与目前正在进行准确的体内金细胞定量的已知浓度(R2 0.99，斜率0.82，截距0.19)呈线性相关。

Hall等对12例肿瘤患者注射185MBq±10%124I-CLR1404，随后在6、24和48h进行PET/CT成像。对124I-CLR1404 PET摄取进行定性和定量评估，并与MRI相比。在PET图像分割之后，计算SUV值和肿瘤背景比率。结果发现124I-CLR1404在正常脑组织中没有显著的摄取。在肿瘤中，摄取趋势增加到48h。积极摄取在13个病灶中的9个中检测到：5/5高等级肿瘤，1/2低等级肿瘤，1/1脑膜瘤和2/4治疗相关的变化。在1/2低级别肿瘤中未检测到124I-CLR1404摄取，与治疗相关的改变有2/4个病变未检测到，并且1/1不确定损伤。对于6例恶性肿瘤，48h平均肿瘤背景比(TBR)在PET和MRI上分别为9.32±4.33(范围3.46～15.42)和10.04±3.15(范围5.17～13.17)。对于治疗相关变化的2个病灶，TBR在24h为5.05±0.4(范围4.76～5.33)，在48h为4.88±1.19(范围4.04～5.72)。 PET吸收有一定的区域，与MRI相比，两者有一致性和不一致性。证明124I-CLR1404 PET显示了各种脑肿瘤中的高的肿瘤背景比和摄取。与MRI相比，存在一致性和不一致性，具有潜在的临床意义。

Nejadnik等在纳米粒子化合物表面上固定了半胱天冬酶-3可切割肽(KKKKDEVD-AFC)用于制备ferumoxytol-AFC纳米颗粒(Feru-AFC NPs)。Feru-AFC纳米粒的粒径分布和Zeta电位分别通过动态光散射(DLS)测量。将间充质干细胞(MSC)与Feru-AFC NP或ferumoxytol一起孵育(对照组)，进行普鲁士蓝染色和ICP质谱以及体外荧光和MR成像。然后，在匹配(同源)或错配(猪源)的MSC上进行活体显微镜(IVM)，植入颅骨缺陷的六只C57BL/6J小鼠。小鼠在第1、3、6和9天进行MRI和荧光成像。两组的T2弛豫时间和荧光信号进行了学生t检验比较。结果发现Feru-AFC NPs可以有效地内化到MSC中。标记与未标记的MSC相比，前者表现出显著缩短的T2弛豫时间(P<0.05)。 Feru-AFC NPs没有显示出显著意义的荧光，然而，在重组人caspase-3或凋亡细胞提取物的存在下，Feru-AFC NPs显示由于DEVD的裂解和AFC荧光团的释放而产生显著的绿色荧光。可行的Feru-AFC NP标记MSCs未检测到荧光，而凋亡的Feru-AFC NP标记的MSC显示出明显的绿色荧光。在体内，MRI可以定位颅骨缺陷的细胞移植。植入后3d，不匹配的MSC植入物比相匹配的MSC植入物显示出更高的荧光信号(P<0.05)。