RSNA 2024成果速递 (四):磁共振新型序列与高级弥散模型的前沿突破

文摘   2024-12-02 21:12   上海  


uMR&RSNA

01-05 Dec. 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 RSNA (北美放射学会) 投稿上取得令人瞩目的成绩!本期将详细介绍联影合作伙伴基于序列优化和弥散模型创新在 2024 年 RSNA 中稿的摘要。




创新


磁共振序列创新


陆军军医大学西南医院、重庆医科大学附属第一医院、河北医科大学第四医院等单位,基于联影磁共振的先进技术平台,在氧增强磁共振(OE-MRI)、FSE-ARMS-DWI(金属伪影抑制扩散加权成像)和 3D-FSE-MX-T2WI 等新技术的研究中取得了重要成果,并入选 2024 年 RSNA 。让我们一同探寻这些创新研究,领略联影新序列技术带来的科研魅力!



OE-MRI评估鼻咽癌肿瘤缺氧

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要:《Oxygen-enhanced MRI assessment of tumour hypoxia in nasopharyngeal carcinoma is feasible and well tolerated in the clinical setting》(Oral

肿瘤缺氧是鼻咽癌(NPC)放疗抵抗和不良预后的重要原因。精准评估肿瘤缺氧状态对于优化治疗策略至关重要。氧增强磁共振成像(OE-MRI)是一种新兴的无创成像技术,通过动态 T1 Mapping 方法,可以量化氧气供应变化对组织弛豫时间的影响。

陆军军医大学西南医院陈伟教授团队对 13 名鼻咽癌患者进行了基于动态 T1 Mapping 的氧增强磁共振成像。患者分别在呼吸室内空气和高流量吸氧状态下接受成像,测量 T1、R1(1/T1),以及空气与氧气状态之间的 R1 变化(ΔR1=R1O2 -R1air)。研究发现,NPC 和 YMJ 在吸氧阶段的 ΔR1 显著高于空气呼吸阶段,说明 OE-MRI 技术能够显著捕捉患者吸氧和吸空气状态下的 T1 变化,ΔR1 显示出较高的敏感性和稳定性,具有作为评估肿瘤缺氧的生物标志物潜力。




金属伪影抑制扩散加权成像参数优化

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Optimizing sequence parameters of metal artifact suppressed diffusion weighted imaging》(Poster)

金属植入物附近的扩散加权成像 (DWI) 是诊断膝关节置换术后患者的重要工具,但金属伪影的存在会显著降低图像质量,影响诊断效果。传统的金属伪影抑制方法包括常规 DWI 和多种金属伪影抑制序列 (MARS),但其图像质量和参数稳定性仍有提升空间。

为了解决上述问题,重庆医科大学附属第一医院杨海涛教授团队通过优化 FSE-ARMS-DWI 序列参数,提出了一种基于 PROPELLER 无脂肪饱和和快速自旋回波读取的改进方案。研究结果显示,优化后的 FSE-ARMS-DWI 方案在图像质量和伪影抑制方面显著优于传统方法。其中,带宽 700 Hz、b 值 600 和体素大小 1.2x1.2 mm² 的组合能够有效降低伪影面积和伪影宽度,同时保持较高的 AS 评分。与传统 MARS 序列相比,FSE-ARMS-DWI 在膝关节周围金属伪影的抑制能力更强,影像评分更高。此外,FSE-ARMS-DWI与 EPI-DWI 的 ADC 值无显著差异,验证了其在扩散参数测量中的稳定性和可靠性。




3D-FSE-MX-T2WI在宫颈癌术前FIGO分期中的应用价值

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Application value of 3D-FSE-MX-T2WI in preoperative FIGO staging of cervical cancer: a preliminary study》(Poster)

针对宫颈癌术前 FIGO 分期的需求,河北医科大学第四医院团队通过对3D-FSE-MX-T2WI 技术进行扫描参数的优化,实现了更高的分辨率和更短的扫描时间。研究中纳入 27 例经病理确诊的宫颈癌患者,对比了 3D-FSE-MX-T2WI 和传统 2D T2WI 成像。 

研究结果表明,3D-FSE-MX-T2WI 的扫描时间减少了 23%,从 302 秒缩短至 234 秒,同时其信噪比从传统 2D-T2WI 的 16.19 提升至 24.01(p<0.001)。分期准确率也从 81.5% 提高至 88.9%,诊断一致性(Kappa 值)从 0.667 提升至 0.833。通过提供更高质量的图像与更强的诊断一致性,3D-FSE-MX-T2WI 技术为宫颈癌术前分期的精准诊断提供了新的标准。




创新


磁共振弥散模型创新


联影磁共振与陆军军医大学西南医院、青海大学附属医院、苏北人民医院等单位携手进行磁共振弥散模型的创新与优化,包括 DR-CSI(扩散-弛豫相关谱成像)、DTI-ALPS(沿血管周围间隙的扩散张量图像分析)、IVIM(体素内不相干运动)模型和 FROC(分数阶微积分)模型等,研究成果入选 2024 年 RSNA。让我们一同了解这些前沿研究,体验联影弥散技术平台带来的科研创新!



DR-CSI评价ALD患者白质变化

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要:《Diffusion-relaxation correlation spectroscopic imaging for evaluating change of white matter of X - linked adrenoleukodystrophy》(Poster)

X-连锁肾上腺脑白质营养不良 (ALD) 是一种由 ABCD1 基因突变引起的罕见遗传性疾病,其核心病理机制是过长链脂肪酸 (VLCFAs) 在体内的异常积累。这种积累会诱发氧化应激和抗氧化防御的失衡,从而损伤髓鞘和轴突,最终导致脑白质的结构和功能发生改变。陆军军医大学西南医院刘晨教授团队应用 DR-CSI 技术,对 ALD 患者的白质组成和微环境变化进行了评估。

该研究共纳入 8 名参与者,研究结果表明,DR-CSI 能够清晰分辨 ALD 患者白质微环境的多样性。HC 组在白质前、中、后部的A组分占比均显著高于其他组,表明其具有更高的扩散性和较短的 T2。AMN 组在胼胝体压部和枕叶中 B 组分的比例较高,反映了扩散性较强但 T2 较长的组织特性,而携带者组在胼胝体压部表现为低扩散性的 C 组分占优势。通过 DR-CSI 观察到的这些变化揭示了 ALD 不同表型间的脑白质结构特征差异。

图:1)白质的前部,中部,后部 ROI 勾画位置;2)ALD 患者与 ANN 患者的 D-T2 二维谱图与各组分占比;3)不同患者中白质的前部,中部,后部 ROI 内各组分占比比较




DTI-ALPS评估急性高原反应相关类淋巴功能

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Assessment of cerebral blood flow and lymphoid function in zcute high altitude reaction: by arterial spin labeling (ASL) and diffusion tensor image analysis along the perivascular space (DTI-ALPs)(Poster)

急性高原反应 (AHAR) 是机体快速进入高海拔环境后,为应对低氧、低温、低气压等应激条件所产生的快速适应反应。青海大学附属医院鲍海华教授团队,通过沿血管周围间隙的扩散张量成像 (DTI-ALPS) 和多后标记延迟动脉自旋标记 (mPLD-ASL) 技术,对 AHAR 患者的类淋巴系统功能和脑血流量变化进行了系统性评估。

研究共纳入 25 例快速进入高海拔地区的受试者,研究结果显示,DTI-ALPS 能够清晰反映类淋巴系统功能在 AHAR 组与非 AHAR 组间的显著差异,且 ALPS 指数与疾病评分呈负相关,提示类淋巴功能障碍可能在 AHAR 的发生中发挥重要作用。同时,mPLD-ASL 准确评估了脑血流变化,显示头痛患者的 CBF 显著高于无头痛患者,这可能与颅内压升高和缺氧适应机制相关。本研究表明,DTI-ALPS 和 mPLD-ASL 可有效结合,为 AHAR 患者的病理变化提供准确的量化信息,并为疾病的诊断和严重程度评估提供可靠支持。




IVIM与FROC模型预测巨小梁巨块型肝细胞癌(MTM-HCC)

RESEARCH ACHIEVEMENT

摘要: 《Multiple magnetic resonance diffusion models for preoperative predicting macrotrabecular massive hepatocellular carcinoma》(Poster)

巨小梁巨块型肝细胞癌(MTM-HCC)是一种具有较强侵袭性的肝癌亚型,其术前精准诊断对于优化治疗方案和改善预后至关重要。然而,传统 MRI 成像对该亚型的诊断效果有限,尤其在表征微观组织结构和扩散特性方面存在不足。苏北人民医院罗先富教授团队对体素内不相干运动(IVIM)模型和分数阶微分(FROC)模型的参数在 MTM-HCC 术前诊断中的应用价值进行了探讨。

本研究前瞻性纳入 168 例疑似肝癌的患者,进行肝脏常规成像及 12 个 b 值(0–2000 s/mm²)的 DWI 成像。根据术后病理诊断,将患者分为 MTM-HCC组(16 例)和非 MTM-HCC 组(42 例)。

研究结果显示,与非 MTM-HCC 组相比,MTM-HCC 组的 Dt、D 和 ADC 值显著降低。具体而言,MTM-HCC 组的 Dt 值为(0.93±0.14)×10⁻³ mm²/s,D 值为(1.05±0.16)×10⁻³ mm²/s,ADC 值为(0.96±0.11)×10⁻³ mm²/s,均低于非 MTM-HCC 组。此外,动脉期瘤内强化程度差的区域和肿瘤最大径在两组间的差异也具有统计学意义。在预测性能上,动脉期瘤内强化程度差的区域、肿瘤最大直径、ADC、Dt、D 的 AUC 值分别为 0.647、0.653、0.656、0.720、0.722。

研究表明,基于 IVIM 和 FROC 模型的参数能够有效区分 MTM-HCC 和非 MTM-HCC,其在反映肿瘤微观结构和弥散特性方面具有显著优势。相比传统 ADC 值和 MRI 影像学特征,这些参数显示出更高的敏感性和特异性。  




磁共振技术创新








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