ISMRM 2024特别报道:北京协和医院基于5T超高场磁共振在神经领域取得多项科研成果

文摘   科学   2024-03-12 09:58   英国  


uMR&ISMRM

04-09 MAY 2024


联影磁共振与您 共向未来!



前言 FOREWORD

联影磁共振致力于汇聚全球智慧,与科学界、医学界和工业界建立了一种创新的合作伙伴关系。通过深度融合设备研发与制造、学术与科研以及临床诊断与治疗,联影磁共振与合作伙伴共同推动磁共振成像的创新与进步。

联影磁共振科学家与全球客户深度合作,在2024 年 ISMRM (国际医学磁共振学会年会) 投稿上取得令人瞩目的成绩!本期将详细介绍北京协和医院放射科在 2024 年 ISMRM 中稿的超高场 5T 磁共振成像领域摘要。



超高场磁共振

uMR Jupiter

机遇 挑战 惊喜



两年来,得益于全球医院、高校和研究院所的开放合作,5T磁共振技术得以在丰富的临床实践与科学研究中不断发展成熟。uMR Jupiter 5T 在超高场全身临床应用,如头部、关节、体部、心血管等领域均表现出见所未见的能力,直击临床诊断痛点。在科研探究上,uMR Jupiter 5T 展现出引领精准医学等前沿探索的广阔潜能,在头部、血管、心脏、胰腺、肝脏等领域均有丰硕的科研成果产出,展现蓬勃的生命力。

北京协和医院与联影在超高场磁共振成像领域进行深度合作,打破人体成像极限,共同推进 5T 在神经、体部等全身各部位的疑难重症诊疗水平提升及机理机制研究。


uMR Jupiter 5T

北京协和医院5T摘要一览

北京协和医院放射科是中国最早成立放射学科的单位之一,在医学影像领域有深厚积累。近期,北京协和医院放射科基于5T超高场的三个前沿研究在 2024 年 ISMRM 上中稿。这些成果涉及 MRA 血管成像 、烟雾病脑膜侧支增强成像 、全脑多延迟 pCASL 成像领域的前沿探究,今天,让我们一起走近这些研究,感受 5T 带来的科研惊喜!


全脑多延迟pCASL在5T MRI中的应用

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Reproducibility of the quantification of cerebral perfusion using multi-delay arterial spin labeling MRI at 5T》(摘要号: 5628)

北京协和医院科研团队成功开发并优化了 5T 超高场磁共振成像系统上的全脑多延迟假连续动脉自旋标记 (pCASL) 成像协议,旨在精确量化脑灌注。这一技术突破不仅克服了超高场强 MRI 在场不均匀性、特定吸收率 (SAR) 增加和覆盖范围限制方面的挑战,还通过延长后标记延迟 (PLD) 实现了全脑成像,为神经系统疾病的有效和准确诊断提供了有力支撑。

本研究通过在健康志愿者中进行重复扫描,研究验证了该技术在测量脑血流量 (CBF) 和动脉通过时间 (ATT) 方面具有极佳的重复性和可靠性。特别是在亚皮质区域,CBF 显示出了卓越的重复性,为深入理解脑血管疾病的病理生理提供了新的视角。同时,研究采用了三种不同的标记参数设置,通过对比三组标记参数下的 CBF 图像,发现第二和第三组参数在 B0 和 B1 场不均匀性中标记效率最高(如下图),这一发现指出了在 5T 超高场条件下进行脑灌注量化时参数优化的重要性。


图注: ATT 和 CBF 在大脑灰质和六个兴趣区域的可重复性分析结果

此外,研究还展示了 ATT 和 CBF 在大脑灰质和六个兴趣区域 (ROIs) 的可重复性分析 (如下表),其中 CBF 在所有区域,尤其是亚皮质区域显示出极高的内类相关系数 (ICC) 和极低的组内变异系数 (wsCV),强调了该技术在全脑范围内高度可靠的量化能力。

表注:ATT 和 CBF 在大脑灰质和六个兴趣区域的可重复性分析结果

通过在 5T 超高场 MRI 中实现全脑多延迟 pCASL 成像,本研究为神经系统疾病的诊断和研究提供了一种新的工具,特别是在评估脑灌注方面。研究团队正在招募更多的志愿者和脑血管疾病患者,以进一步验证这一技术的临床应用价值。



5T MRA在烟雾病诊疗上的优势

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Superior Visualization of Moyamoya Disease Collaterals: A Comparative Analysis of 5.0T vs. 3.0T Time-of-Flight Magnetic Resonance Angiography》(摘要号: 7645)

烟雾病是一种罕见的脑血管疾病,以颅内颈动脉逐渐闭塞和侧支血管网形成为特征。这些侧支血管网络的形成对患者的治疗和预后至关重要。然而,利用现有的 3T MRA 技术,许多疾病的细微血管结构细节常常无法被准确描绘。北京协和医院放射科最新成果展示了 5T 磁共振血管成像 (MRA) 技术在烟雾病 (MMD) 诊断中相较于传统的 3T MRA 技术具有显著的成像优势,标志着对烟雾病复杂血管网络可视化能力的一大突破。

该研究对 21 名烟雾病患者进行了 5T 与 3T 磁共振成像的比较研究,专注于烟雾病血管、脑膜吻合支和基底节区信号强度的可视化。结果表明,5T MRA 在揭示 MMD 的细微血管结构方面明显优于 3T MRA (如下图),为临床实践提供了前所未有的图像清晰度,对手术规划和患者预后评估至关重要。该研究表明,5T MRA 的引入可能会彻底改变 MMD 的诊疗,帮助我们更好地理解疾病的本质、改善患者的治疗结果。此外,该研究还强调了高场强 MRI 技术在神经影像学中的潜力,特别是对脑血管疾病的诊断和治疗规划。随着技术的进步,5T MRA 有望在临床实践中发挥更大的作用,提高疾病的早期诊断率和治疗效果。


图注: 所示的是一位烟雾病患者的 DSA (A 图)、3T MRA (C 图) 和 5T MRA (D 图)。5T MRA 显示脑膜吻合支 (红箭头),在 3T MRA 无法检测到



4D NCE MRA: 烟雾病脑膜侧支成像

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Enhanced Leptomeningeal Collateral Visualization in Moyamoya Disease: A 5.0-T 4D NCEMRA Study》(摘要号: 7218)

烟雾病是一种罕见、渐进性的脑血管疾病,其特征是内颈动脉和威利斯环的逐渐狭窄或闭塞,伴随着复杂的侧支血管网络的形成,评估这些侧支通路对 MMD 的管理和预后至关重要。传统上,3D 飞行时间磁共振血管成像 (TOF-MRA) 技术被广泛用于观察主要动脉干和相应分支的病变。然而,TOF-MRA 在清晰显示侧支血管和远端脑血管方面受到限制,尤其是对烟雾病患者。北京协和医院探索了 4D 无对比剂增强血管磁共振成像 (4D NCE-MRA) 技术在 5T 超高场强磁共振上的应用,旨在比较其与 TOF-MRA 在烟雾病患者中远端脑血管和侧支循环的显示能力。

通过对 19 名 MMD 患者的 31 个半脑进行 4D NCE-MRA 和 TOF MRA 的比较,研究结果表明,在 5T 的条件下,4D NCE-MRA 在显示脑膜吻合支和远端脑血管方面明显优于 TOF-MRA,4D NCE-MRA 技术在描述大脑后动脉顶枕支到大脑中动脉的逆行血流中展现出显著优势,与金标准 DSA 具有高度一致性 (如下图),为烟雾病的可视化工具发展和临床应用拓展了新的视野。

此项研究不仅标志着在烟雾病诊断技术方面的重大突破,同时也促进了无对比剂增强血管成像技术在临床中的进一步应用和发展。通过提供更加清晰和全面的血管网,5T 4D NCE-MRA 技术有望改善烟雾病的诊断准确性,为患者提供更优质的治疗规划和预后评估。


图注: 所示的是一位烟雾病患者的 DSA、5T TOF MRA 和 5T MRA 图像。5T 4D MRA (D 图) 相较于 5T TOF MRA (C 图) 更好显示脑膜吻合支和远端脑血管,与 DSA (A 图和 B 图) 一致



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