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空间无限 理念无疆
——MR影像学新技术评议

2019-03-24李小明

放射学实践 2019年10期
关键词:脑氧舌癌白质

李小明

作者单位:430030 武汉,华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科

本期“MR影像学新技术”专题刊登了一系列各系统或领域MRI新技术临床应用的文章共7篇。这些MRI新技术及其应用的成果是令人振奋的,其前途和未来值得关注。

胰腺癌cDWI

DWI是临床广泛应用的MRI技术。使用高b值可增加病灶检出。但高b值图像存在信噪比低、图像变形、扫描时间长等问题。计算DWI(computed DWI,cDWI)的出现有望解决上述问题。cDWI是一种数学计算技术,在至少两个b值DWI的基础上,通过逆向计算,能获得任意b值cDWI图像。cDWI不仅能节省扫描时间,还能抑制背景噪声。比之直接获得的DWI图像,cDWI具有更好的图像质量,特别是在高b值时更具优势。

当胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)位于胰头或胰体时,由于远端胰腺发生梗阻性胰腺炎,显示为高信号。低b值DWI常常无法清晰显示PDAC病灶,而高b值cDWI有望增加PDAC病灶对比。 梁亮等评估了82例PDAC的cDWI表现。通过各种计算b值评估cDWI图像质量,并计算PDAC周围正常组织信号间的比率。研究表明胰腺病变应用cDWI技术时,计算b值为c1000~c1500 s/mm2能够维持图像质量,并提高胰腺癌显示。因此建议使用b值1000~1500 s/mm2。

脑出血MDI

SWI存在一种扩大效应,即强磁化率组织的显示范围要比实际尺寸大。对于面积较大、铁沉积水平较高的出血灶而言,这种扩大效应会导致对出血灶大小估计错误。T2*定量成像技术通过采集多个TE下的幅值信号,并对信号-时间曲线进行拟合计算(线性拟合或指数拟合)得到T2*弛豫时间。使用信号拟合方法时,计算误差会降低T2*定量图的信噪比、准确度,甚至造成局部数值突变。新型的多维度集成(multi-dimensional integration,MDI)T2*定量计算方法利用复数形式的回波信号进行计算,利用相位阵列线圈的通道维度提升T2*定量准确度。MDI对原始图像的噪声以低T2*值形式进行传播能有效降低T2*数值突变现象,可获得更接近真实数值的结果。

吴宗山等对89例脑出血患者进行多回波SWI数据采集后,使用MDI算法以及常规的线性拟合与指数拟合算法获得T2*定量图。研究发现MDI的图像质量及出血灶检测敏感度高于线性拟合以及指数拟合。研究表明MDI算法可以稳定、快速地获得定量准确且数值可靠的T2*定量图,可以为临床颅内出血诊断提供更准确、更可靠的信息。

舌癌SWI

舌部SWI技术罕见报道。舌癌易与舌部静脉畸形产生混淆。非常有必要在术前无创准确判定舌部疾病的性质以及预判恶性程度。杨星等对23例舌鳞状细胞癌及13例舌动静脉畸形进行三维SWI扫描。观察舌癌是否具有磁敏感信号区域(intratumoral susceptibility signal intensities ,ITSS)以及ITSS的数量。

研究发现舌癌ITSS检出率低于静脉畸形,且ITSS的形态及数量均不同于静脉畸形。早晚期舌癌的ITSS也不相同。并建议对舌癌进行增强SWI扫描。

DSI

中枢神经系统大脑白质研究中最常用的成像方式是DTI。但DTI空间分辨率不足,部分容积效应突出,无法精确追踪出白质内的交叉纤维。扩散频谱成像(diffusion spectrum imaging,DSI)具有高角度和高空间分辨率,可精确显示神经纤维交叉、缠绕等细微连接。梁丽红等对DSI的原理及研究现状进行了综述。

DSI可精确揭示大脑、小脑白质纤维复杂多样连接形式,无创性可视化人类脑回路;能发现常见的精神障碍性疾病患者的脑区功能连接及脑网络结构等方面的异常;能检测出神经系统退行性疾病轴突及其髓鞘的改变; 对缺血性脑卒中、代谢性疾病及癌症化疗等患者的脑网络结构改变与其相应的临床症状相关性做出了很好的解释等等。DSI是DTI的基础上进一步延伸,能够更好的反映脑白质微观结构以及更精确的显示复杂大脑白质纤维结构。

PNE静息态

静息态功能磁共振主要反映自发脑活动,特别适用于儿童原发性夜间遗尿症(PNE)群体。度中心度 (degree centrality,DC)是静息态 fMRI 数据分析的方法之一,可以用来描述网络节点重要性。节点DC值发生改变意味着该节点与其它节点间的功能同步性出现异常。张静等纳入22例PNE患儿及33例健康对照进行静息态 fMRI扫描,计算DC值。结果表明遗尿组核心节点神经元活动同步性及与相关脑区间的连接发生异常,多处核心节点及相关脑区DC值改变。

子宫内膜癌IVIM与DCE相关性

盆腔MR检查是目前子宫内膜癌(endometrial cancer,EC)诊治指南中推荐的术前评估方法。其中动态增强扫描(dynamic contrast-enhanced,DCE)可以有效提升病灶检出率。体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion,IVIM)DWI基于多b值双指数模型,可以评估组织内因毛细血管微灌注产生的伪扩散系数D*及灌注系数f,并得到单纯水分子扩散系数D。林澄昱等探索子宫内膜癌IVIM定量参数与DCE-MRI定量参数的相关性。纳入36例子宫内膜癌患者行IVIM及DCE扫描。发现IVIM定量参数,尤其灌注系数f,与DCE模型中重要参数存在一定相关性。

脑缺血 CAT-QSM+qBOLD

众所周知,脑梗死早期存在缺血半暗带,属于潜在可挽救的脑组织,其特点是氧摄取分数(oxygen extraction fraction,OEF)增加,以维持脑氧代谢率(cerebral metabolic rate of oxygen,CMRO2)的平衡。磁共振氧代谢成像有助于急性缺血性脑卒中患者的评估、缺血半暗带的快速准确识别。张顺等阐述了基于磁共振定量磁化率成像(quantitative susceptibility mapping,QSM)的脑氧代谢成像技术基本原理及初步应用。

利用QSM成像测量动脉、静脉磁化率的差异,结合三维动脉自旋标记(3D-ASL)序列计算得到的CBF即可计算估计脑氧代谢相关参数。最新的脑氧代谢参数计算方法同时利用QSM采集序列中的相位及幅度信息,联合运用QSM及qBOLD(QSM+qBOLD)计算方法,同时利用多回波的幅度信号随时间演变的聚类分析方法(cluster analysis of time evolution,CAT)来计算OEF,可明显提高图像的信噪比,理论上较其它模型更加准确。基于CAT-QSM+qBOLD模型来计算脑氧代谢参数的基本理念是将具有相同幅度信号衰减特征的体素作为一个聚类(cluster),采用特定的算法将全脑的体素分为若干个不同的组,再分别对不同的组作为一个整体来计算OEF。

脑梗死与对侧正常区域相比,OEF升高代表缺血组织存在代偿;当OEF出现减低时,预示着这部分脑组织将发生不可逆性脑梗死。基于QSM序列的CAT-QSM+qBOLD模型计算脑氧代谢参数提供了脑氧代谢信息,有助于明确脑缺血的病理生理状态及周围是否存在缺血半暗带,为急性缺血性脑卒中的精准影像评估提供了基础。

总之,以上各系统MR新技术的应用是目前MR技术提升、发展的缩影,它通过新的数学计算技术、常用序列的修饰改进或传统扫描序列信号的部分提取聚类分析计算等新理念、新技术使形态结构和功能评估更敏感,更具特异性,并预示其发展的空间更深、更广,将受惠于患者和社会。

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