RSNA2022中樞神經(jīng)影像學(xué)

朱虹全，魯君，周銥然，吳迪，田甜，張妍，廖薈珽，趙亞莉，梁偉強(qiáng)，陳宇，李葭，李元昊，張順，覃媛媛，李麗，朱文珍

腦卒中及腦血管疾病

在梗死核心分割中，最常用的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)<30%的全局閾值如未考慮灰白質(zhì)血流量差異和患者個(gè)體差異，則可能導(dǎo)致假陽(yáng)性。Rau等回顧性收集2531例疑似缺血性卒中患者的CTP掃描，其中345例顯示明顯的微血管病變征象。隨后，將對(duì)側(cè)大腦半球進(jìn)行常規(guī)的整體標(biāo)準(zhǔn)化和局部標(biāo)準(zhǔn)化，將CBF映射至其平滑后鏡像位置，使每個(gè)體素值為對(duì)側(cè)體素的相對(duì)值，然后進(jìn)行視覺(jué)評(píng)估并計(jì)算核心體積。結(jié)果表明在深部白質(zhì)和具有明顯微血管病變的病例中，局部標(biāo)準(zhǔn)化可以顯著減少梗死核心分割的假陽(yáng)性率。

Rau等對(duì)2590例CT灌注掃描圖像進(jìn)行回顧性分析，分別用1.5秒標(biāo)準(zhǔn)采樣時(shí)間和3.0秒模擬低劑量方案進(jìn)行圖像處理，以比較兩種方案的灌注圖、梗死核心和半暗帶的分割體積。結(jié)果顯示兩種方案分割的梗死核心區(qū)、低灌注區(qū)和半暗帶體積一致性較高，表明時(shí)間分辨率的降低導(dǎo)致輻射劑量減半，但診斷價(jià)值不會(huì)因采樣頻率從1.5秒到3秒而受到影響。

Baradaran等研究了117例單側(cè)不明原因性梗死的患者，使用McNemar檢驗(yàn)比較頸動(dòng)脈顱外段的點(diǎn)狀鈣化(一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的管腔鈣化區(qū)域，≤3 mm)、低密度斑塊相關(guān)的點(diǎn)狀鈣化及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊最大厚度等斑塊特征在同側(cè)和對(duì)側(cè)梗死的出現(xiàn)率。結(jié)果表明在非狹窄性頸動(dòng)脈粥樣硬化患者中，斑塊最大厚度及低密度斑塊相關(guān)的點(diǎn)狀鈣化與同側(cè)缺血性卒中相關(guān)。

Li等對(duì)103例急性缺血性事件患者的高敏c反應(yīng)蛋白水平(high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP)及顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊MRI特征進(jìn)行評(píng)估。有序logistic回歸顯示高h(yuǎn)s-CRP水平(P<0.001，β-2.374)和標(biāo)準(zhǔn)化管壁指數(shù)(P<0.026，β-2.215)與斑塊明顯強(qiáng)化相關(guān)，hs-CRP水平預(yù)測(cè)急性腦梗死發(fā)生的最佳閾值是1 mg/L，hs-CRP水平升高判定急性腦梗死的AUC為0.941，斑塊強(qiáng)化等級(jí)為0.754，高脂血癥為0.512。提示監(jiān)測(cè)血清hs-CRP水平有助于易損斑塊的識(shí)別和缺血性卒中風(fēng)險(xiǎn)分層。

Cao等建立了一種基于4D CTA的皮質(zhì)靜脈側(cè)支循環(huán)評(píng)分方法(venous collateral score based on 4D，4D-VCS)，用于評(píng)估急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)患者皮質(zhì)靜脈側(cè)支循環(huán)狀態(tài)。該研究回顧了79例血管內(nèi)治療(endovascular treatments，EVTs)后單側(cè)前循環(huán)大血管阻塞的患者的靜脈側(cè)支評(píng)分(包括4D-VCS、PRECISE、COVES)、改良Rankin量表評(píng)分(mRS)、FIV以及動(dòng)脈側(cè)支循環(huán)評(píng)分。結(jié)果顯示4D-VCS預(yù)測(cè)不良預(yù)后的AUC為0.890(95% CI：0.825～0.931,P<0.0001)，可以準(zhǔn)確地識(shí)別出EVTs后臨床預(yù)后不良風(fēng)險(xiǎn)較高的AIS患者。

Xu等納入了經(jīng)CTA證實(shí)的大腦中動(dòng)脈M1段單側(cè)/雙側(cè)動(dòng)脈硬化或動(dòng)脈狹窄患者360例，均接受MRI檢查對(duì)M1段CTA狹窄程度和矢狀面上FLAIR血管高信號(hào)征(hyperintense vessel signs，F(xiàn)HVs)表現(xiàn)進(jìn)行分級(jí)。結(jié)果顯示FHVs和CTA的總陽(yáng)性率分別為84.6%和73.9%。FHVs的敏感性高于CTA。Kappa系數(shù)=0.759>0.75，表明兩種方法在診斷上有很好的一致性。說(shuō)明矢狀面T1-FLAIR可以作為一種非侵入性方法用于評(píng)估大腦中動(dòng)脈M1段的硬化，其靈敏度高于CTA。FHVs可以大致反映血管狹窄的程度。

Diehn等研究了28例患者光子計(jì)數(shù)探測(cè)器(photon-counting detector，PCD)CT與常規(guī)能量集成探測(cè)器(energy-integrating detector，EID)CT的頭部CTA圖像，包括標(biāo)準(zhǔn)分辨率(standard resolution，SR)和高分辨率(high resolution，SR)，由兩位研究神經(jīng)放射學(xué)的閱片者獨(dú)立評(píng)估圖像質(zhì)量。結(jié)果顯示PCD-SR和PCD-HR的整體圖像質(zhì)量、對(duì)于動(dòng)脈段的可視化效果以及在動(dòng)脈病變上的診斷置信度都高于EID-SR圖像(P值均<0.001)。表明SR模式下的PCD-CT技術(shù)，以及HR(0.2 mm層厚)模式與CNN去噪算法相結(jié)合下的PCD-CT技術(shù)，均可以顯著提高頭部CTA檢查的圖像質(zhì)量。

Balaji等評(píng)估了545例急性缺血性卒中患者左心房容積指數(shù)(left atrial volume index，LAVI)、擴(kuò)散加權(quán)圖像(diffusion-weighted images，DWI)上人工分割的腦梗死病灶體積，使用多元線性回歸模型調(diào)整年齡、性別、種族和心血管合并癥(包括心房顫動(dòng)和心力衰竭)發(fā)現(xiàn)LAVI與對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的腦梗死總體積之間存在相關(guān)性(β=0.024，P=0.001)。提示心房病變?nèi)钥赡苁切脑葱运ㄈ囊粋€(gè)來(lái)源。

Qu等回顧性納入38例有增強(qiáng)前后3D T1w SPACE圖像的有癥狀腦靜脈竇血栓(cerebral venous sinus thrombosis，CVST)患者進(jìn)行研究。CVST患者根據(jù)癥狀發(fā)作時(shí)間分為急性期、亞急性期和慢性期。CVST節(jié)段靜脈根據(jù)增強(qiáng)前T1WI信號(hào)被分為：A型：低信號(hào)；B型：不均勻高信號(hào)；C型：等信號(hào)。增強(qiáng)后不同影像分型的特征如下：A：血栓內(nèi)輕度強(qiáng)化，沿血管壁邊緣強(qiáng)化，B：不均勻強(qiáng)化，C：顯著強(qiáng)化。不同影像分型CVST的強(qiáng)化率等級(jí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。表明3D T1w SPACE序列能有效識(shí)別具有不同影像特征的CVST。

腦腫瘤

Darbandi等收集4425例經(jīng)病理證實(shí)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma，GBM)患者的數(shù)據(jù)信息，記錄總生存期(overall survival，OS)、受累腦葉、腫瘤大小及相對(duì)優(yōu)勢(shì)手的偏側(cè)型。結(jié)果顯示額葉和枕葉受累腫瘤患者的OS之間存在顯著差異(P<0.001)。單腦葉受累時(shí)顳葉腫瘤體積最大(P<0.001)。額葉受累比非額葉受累患者的OS更好(P<0.05)，而枕葉受累比非枕葉受累患者的OS顯著降低(P<0.01)。偏側(cè)性和腫瘤大小對(duì)OS沒(méi)有影響(P=0.698，P=0.563)。

T2-FLAIR錯(cuò)配征(T2-FLAIR mismatch sign，T2FM)是低級(jí)別膠質(zhì)瘤中異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase，IDH)突變的高度特異性成像生物標(biāo)志物，但在GBM/4級(jí)膠質(zhì)瘤中的研究并不一致。Lee等分析了ReSPOND聯(lián)盟中經(jīng)病理證實(shí)的具有已知IDH突變狀態(tài)的GBM/4級(jí)膠質(zhì)瘤患者的術(shù)前MRI，研究部分T2FM(T2高信號(hào)、FLAIR低信號(hào)、無(wú)強(qiáng)化、無(wú)水腫)與IDH突變的相關(guān)性。結(jié)果顯示部分T2FM對(duì)IDH突變的敏感度為19.7%，特異度為99.6%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為70%，陰性預(yù)測(cè)值為96.1%。提示部分T2FM亦是GBM/4級(jí)膠質(zhì)瘤IDH突變的高度特異性成像生物標(biāo)志物。

Jiang等收集28例高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者的40次掃描數(shù)據(jù)(23次為腫瘤復(fù)發(fā)，17次為治療反應(yīng))，獲得表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)、定量磁化率圖(quantitative susceptibility mapping，QSM)、腦血流量(cerebral blood flow，CBF)和酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移加權(quán)(amide proton transfer-weighted，APTw)參數(shù)圖。采用直方圖分析方法從增強(qiáng)邊界區(qū)域提取參數(shù)，并進(jìn)行多變量邏輯回歸分析。結(jié)果顯示在腫瘤復(fù)發(fā)區(qū)域具有高細(xì)胞增殖和細(xì)胞密度，蛋白質(zhì)過(guò)度表達(dá)，APTw通常表現(xiàn)為高信號(hào)。組合回歸模型具有最佳效能(AUC=0.90)，表明APTw和CBF對(duì)分類(lèi)模型具有更大貢獻(xiàn)并且APTw參數(shù)提高了預(yù)測(cè)價(jià)值。

Moassefi等使用深度學(xué)習(xí)來(lái)區(qū)分GBM中假性進(jìn)展(pseudoprogression，PsP)和真性進(jìn)展(true progression，TP)的MRI特征。該研究共納入了124名符合標(biāo)準(zhǔn)的患者(63名為PsP，61名為T(mén)P)，將剝腦、配準(zhǔn)后的增強(qiáng)T1的T2圖像作為3D Densent121模型的輸入，并采用增強(qiáng)技術(shù)及5折交叉驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)健的預(yù)測(cè)。最終獲得了76.4%的平均準(zhǔn)確度、0.7560的平均AUC、88.72%的平均靈敏度和62.05%的平均特異度。

Moon等納入103例IDH野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者(67例為腫瘤進(jìn)展，36例為假性進(jìn)展)，通過(guò)動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比(dynamic susceptibility contrast，DSC)灌注MRI獲得毛細(xì)血管通過(guò)時(shí)間異質(zhì)性(capillary transit time heterogeneity，CTH)、氧攝取分?jǐn)?shù)(oxygen extraction fraction，OEF)和腦氧代謝率(cerebral metabolic rate of oxygen，CMRO2)來(lái)鑒別腫瘤進(jìn)展與假性進(jìn)展。結(jié)果顯示與腫瘤進(jìn)展相比，假性進(jìn)展表現(xiàn)出更高的CTH(P=0.005)和更高的OEF(P=0.012)。較高的CTH(校正OR：1.52,95%CI:1.10～2.08,P=0.009)和較高的OEF(校正OR：1.17，95% CI:1.03～1.32,P=0.017)均為假性進(jìn)展的預(yù)測(cè)因子。CTH和OEF聯(lián)合診斷效能(AUC=0.73)高于CBV單獨(dú)診斷效能(AUC=0.59)。

Doeberitz等納入61例彌漫性膠質(zhì)瘤患者，均在放療結(jié)束后4～6周接受3.0T CEST MRI檢查。獲得基于不對(duì)稱(chēng)性(APTw)、基于洛倫茲擬合(PeakAreaAPT和MTConst)和弛豫補(bǔ)償(MTRRexAPT和MTRRexMT)的APT和ssMT的CEST對(duì)比。結(jié)果顯示MTConst(AUC=0.83，P=0.01)與神經(jīng)腫瘤治療反應(yīng)評(píng)價(jià)(response assessment in neuro oncology，RANO)標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)評(píng)估的相關(guān)性?xún)?yōu)于PeakAreaAPT(AUC=0.74，P=0.01)和MTRRexMT(AUC=0.71，P=0.02)。此外，MTConst(HR=3.04，P=0.01)、PeakAreaAPT(HR=0.39，P=0.03)和APTw(HR=2.63，P=0.02)與無(wú)進(jìn)展生存期(progression free survival，PFS)相關(guān)。MTRRexAPT與RANO評(píng)估或臨床結(jié)局無(wú)關(guān)。

Khalvati等通過(guò)189例兒童低級(jí)別膠質(zhì)瘤(pediatric low-grade glioma，PLGG)患者的FLAIR序列訓(xùn)練了一個(gè)兩階段U-Net的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行腫瘤分割，并建立了一個(gè)端到端基于影像組學(xué)的pLGG分類(lèi)流程。結(jié)果顯示分割模型在測(cè)試集中的平均DICE分?jǐn)?shù)為0.795，自動(dòng)分割的結(jié)果輸入影像組學(xué)模型獲得的平均AUC值為0.843，與人工分割的影像組學(xué)模型的AUC值0.874相當(dāng)。手動(dòng)分割與自動(dòng)分割的腫瘤體積之間的一致性為0.833。

Park等采用人工智能算法對(duì)264例經(jīng)黑血成像確診為新發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤的患者進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示AI的檢測(cè)靈敏度和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值分別為92%(95%CI:90%～96%)和89%(95%CI:86%～92%)。有AI輔助的讀片者與參考標(biāo)準(zhǔn)之間轉(zhuǎn)移病灶數(shù)的一致性相關(guān)系數(shù)(0.91，95%CI:0.90～0.93)高于無(wú)AI輔助的讀片者(0.89，95%CI：0.87～0.91)。并且在AI輔助下，讀片時(shí)間從平均71.5秒減少到57.5秒(P<0.001)而不受成像中心影響。

腦認(rèn)知、記憶與運(yùn)動(dòng)障礙性疾病

Choi等從ADNI、AIBL、J-ADNI和GAAIN數(shù)據(jù)集納入總共1767例正常對(duì)照(normal control，NC)、輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment，MCI)或阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)受試者，使用示蹤劑florbetapir、florbetaben、flutemetamol和Pittsburgh compound B(PiB)進(jìn)行淀粉樣蛋白PET成像。該研究開(kāi)發(fā)了基于淀粉樣蛋白PET的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural network，CNN)來(lái)區(qū)分AD與NC，并開(kāi)發(fā)Cox模型預(yù)測(cè)從MCI到AD的轉(zhuǎn)化。結(jié)果顯示基于深度學(xué)習(xí)的方法可提高AD的診斷效能以及對(duì)MCI的預(yù)后預(yù)測(cè)。

Suh等對(duì)19項(xiàng)符合條件的抗Aβ免疫療法臨床試驗(yàn)研究(包括24個(gè)隊(duì)列，9429例患者)進(jìn)行系統(tǒng)綜述和薈萃分析，以評(píng)估淀粉樣蛋白相關(guān)的影像學(xué)異常(amyloid-related imaging abnormalities，ARIA)的發(fā)生率。水腫性ARIA(ARIA-E)和出血性ARIA(ARIA-H)的總發(fā)生率分別為6.5%和7.8%，無(wú)癥狀A(yù)RIA的總比例為80.4%。與其他藥物相比，接受抗Aβ抗體藥物阿杜那單抗治療的隊(duì)列顯示ARIA-E和ARIA-H的發(fā)生率顯著升高(30.7%和30.0%)。提示在給藥的早期階段通過(guò)MRI進(jìn)行積極的治療監(jiān)測(cè)可能是有幫助的。

Zdanovskis等納入了45例接受蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估(MoCA)的受試者，分為正常認(rèn)知組，輕度認(rèn)知障礙組和癡呆組。使用FreeSurfer軟件分析皮質(zhì)厚度并評(píng)估MoCA與大腦中樞皮質(zhì)厚度之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示各組間在右側(cè)楔前葉、右側(cè)枕上回和右枕外側(cè)回的皮質(zhì)厚度具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；且在右側(cè)楔前葉、左側(cè)顳上回和左側(cè)顳中回，MoCA評(píng)分與皮質(zhì)厚度之間存在顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性。

Fan等對(duì)65例帕金森病(Parkinson’s disease，PD)患者和80名健康對(duì)照者(healthy controls，HC)進(jìn)行靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)，并獲得UPDRS-III、MMSE、MOCA、HAMA和HAMD評(píng)分，提取基于AAL圖譜的90個(gè)皮層或皮層下區(qū)域的平均時(shí)間序列，構(gòu)建靜態(tài)功能連接(SFC)和動(dòng)態(tài)功能連接(DFC)。結(jié)果顯示與HC相比，未行藥物治療的早期PD患者SFC和DFC的改變主要集中在SMN、DGN和LBN，提示這些改變可能與早期PD的運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀有關(guān)。

Rau等分析了108例PD患者和35名健康對(duì)照的擴(kuò)散微結(jié)構(gòu)成像(diffusion microstructure imaging，DMI)參數(shù)以研究黑質(zhì)和殼核的微觀結(jié)構(gòu)，并評(píng)估PD運(yùn)動(dòng)障礙和左旋多巴反應(yīng)的病理生理學(xué)意義。結(jié)果顯示擴(kuò)散微結(jié)構(gòu)成像可以測(cè)量PD患者黑質(zhì)和殼核的結(jié)構(gòu)改變，它們與on狀態(tài)下較差的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)以及對(duì)左旋多巴反應(yīng)降低有關(guān)，且殼核比黑質(zhì)對(duì)左旋多巴反應(yīng)的預(yù)測(cè)能力更強(qiáng)。提示通過(guò)DMI評(píng)估的殼核微結(jié)構(gòu)完整性可能是疾病分期的一個(gè)有前景的生物標(biāo)志物。

神經(jīng)黑色素敏感MRI(neuromelanin-sensitive MRI，NM-MRI)可通過(guò)顯示黑質(zhì)或藍(lán)斑核的信號(hào)強(qiáng)度降低來(lái)幫助診斷帕金森病(PD)，但需要較長(zhǎng)的掃描時(shí)間。Oshima等納入了22例健康對(duì)照(HCs)和22例PD患者，所有受試者進(jìn)行了激勵(lì)次數(shù)為1的NM-MRI掃描，并對(duì)10例健康受試者進(jìn)行了激勵(lì)次數(shù)為5的NM-MRI掃描。將基于深度學(xué)習(xí)的重建(deep learning-based reconstruction，dDLR)工具與NM-MRI專(zhuān)用dDLR(D-dDLR)的去噪方法分別應(yīng)用于NM-MRI。通過(guò)SNR和CNR評(píng)估圖像質(zhì)量并比較了NEX1、NEX1+dDLR和NEX1+D-dDLR圖像鑒別PD和HC的AUC。結(jié)果顯示dDLR有可能在不降低圖像質(zhì)量和診斷性能的情況下減少NM-MRI的掃描時(shí)間。聯(lián)合D-dDLR的圖像質(zhì)量甚至優(yōu)于dDLR。

丘腦腹側(cè)中間核(the thalamic ventral intermediate nucleus，VIM)是磁共振引導(dǎo)聚焦超聲治療特發(fā)性震顫的首要靶點(diǎn)，但目前的臨床掃描儀(1.5T和3.0T)無(wú)法直接顯示VIM。Jones等招募3例健康志愿者分別接受3.0T和7.0T MRI掃描。對(duì)每例健康志愿者進(jìn)行VIM的3.0T解剖定位和纖維束成像定位并與7.0T SWI勾畫(huà)的VIM進(jìn)行比較。結(jié)果顯示VIM在3種方法上的位置均具有良好的相關(guān)性，證明了當(dāng)前臨床3.0T掃描儀可進(jìn)行VIM定位。

Gou等分析了122例PD患者(87例震顫為主型，TD-PD；35例非震顫為主型，n TD-PD)及59例健康對(duì)照(HCs)的縱向結(jié)構(gòu)磁共振影像(structural magnetic resonance imaging，sMRI)和腰穿腦脊液α-突觸核蛋白。用CAT12獲得總顱內(nèi)體積(TIV)及6個(gè)皮質(zhì)下腦區(qū)的體積。線性混合效應(yīng)模型顯示TD-PD和nTD-PD組右側(cè)蒼白球和右側(cè)丘腦體積有明顯不同的時(shí)間軌跡，基線腦脊液α-突觸核蛋白水平可以預(yù)測(cè)nTD-PD患者右側(cè)蒼白球的縱向萎縮。

Ruffle等對(duì)165例健康對(duì)照和227例有單側(cè)額葉或非額葉病灶的患者進(jìn)行了Raven’s高級(jí)推理測(cè)驗(yàn)(Raven’s advanced progressive matrices，APM)評(píng)估，通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)和非參數(shù)貝葉斯隨機(jī)塊模型揭示病變?nèi)毕菥W(wǎng)絡(luò)的群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示與非額葉、健康對(duì)照組對(duì)比，額葉病變患者組表現(xiàn)出受損的APM性能(F=18.491，P<0.001)，右側(cè)比左側(cè)病灶組更顯著(F=12.237，P<0.001)；且常規(guī)的基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析(FWERP<0.0001)和非參數(shù)貝葉斯隨機(jī)區(qū)塊模型均暗示右額葉病損與流體智力的密切相關(guān)。

兒童神經(jīng)及癲癇

Kaltenhauser等納入來(lái)自美國(guó)21個(gè)中心的5169例9～10歲兒童(51.9%為女性)，研究青春期前的體重和體重指數(shù)與微結(jié)構(gòu)、形態(tài)和腦功能磁共振成像指標(biāo)之間的關(guān)系。指標(biāo)包括35個(gè)白質(zhì)纖維束的各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)、平均彌散(mean diffusivity，MD)、軸向彌散(axial diffusivity，AD)和徑向彌散率(radial diffusivity，RD)、軸突密度(neurite density，ND)，68個(gè)區(qū)域的皮質(zhì)厚度和表面，以及91個(gè)預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)相關(guān)性的功能連接。結(jié)果顯示兒童時(shí)期體重越高，腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)完整性越差，皮質(zhì)灰質(zhì)厚度越小，功能連接性越差。

Andrijauskis等對(duì)750例18歲以下新發(fā)癲癇患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析以評(píng)估在用MRI評(píng)價(jià)急性癲癇發(fā)作表現(xiàn)時(shí)Gd對(duì)比劑的作用?；颊叩呐R床和影像數(shù)據(jù)，包括年齡和性別、靜脈注射Gd的使用、癲癇的潛在原因(即患者的診斷)。結(jié)果顯示在大多數(shù)情況下，在急性癲癇發(fā)作患者的成像中Gd對(duì)比劑的附加益處是有限的。

Chu等對(duì)174例受試者進(jìn)行了多殼連接組彌散加權(quán)磁共振成像(multi-shell connectome diffusion weighted MRI，ms-dMRI)測(cè)量，其中顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy，TLE)患者120例，健康對(duì)照組54例。使用MRTrix3構(gòu)建結(jié)構(gòu)連接矩陣(structural connectivity matrices，SCM)，使用基于網(wǎng)絡(luò)的無(wú)閾值統(tǒng)計(jì)方法(Threshold free network-based statistics，TFNBS)對(duì)統(tǒng)一的SCM進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示TLE患者16個(gè)白質(zhì)束的平均橫截面積更大，圖論連通性測(cè)量和基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)具有明顯差異。進(jìn)一步證實(shí)TLE是一種進(jìn)行性網(wǎng)絡(luò)障礙，涉及持續(xù)的腦可塑性變化。

Yang等利用49例良性癲癇伴中央-顳葉棘波(Benign epilepsy with centrotemporal spikes，BECTS)患者和49例健康對(duì)照的靜息功能磁共振成像(rs-fMRI)數(shù)據(jù)，研究BECT患者是否存在左額下回亞區(qū)的異常連接模式。結(jié)果顯示BECTS患者在額下溝和右側(cè)前扣帶回，以及腹側(cè)44區(qū)和左側(cè)海馬/副海馬區(qū)之間顯示出更高的連通性。此外，還發(fā)現(xiàn)額下溝和左側(cè)顳下回之間的連接性降低。在BECTS的左額下回的其他4個(gè)功能亞區(qū)中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他功能連接的顯著差異。

腦創(chuàng)傷

Solomon等對(duì)693例輕癥外傷性腦損傷(mild traumatic brain injury，mTBI)患者進(jìn)行DTI掃描。獲得額枕下束、下縱束、上縱束、皮質(zhì)脊髓束、鉤束、扣帶和穹窿左右側(cè)FA、MD、RD和AD值用于評(píng)估。初步數(shù)據(jù)表明，同源白質(zhì)束的FA值相差5%或更小可能是正常的，根據(jù)白質(zhì)束的不同，不對(duì)稱(chēng)程度可從額枕下束6.6%至鉤束9.1%達(dá)兩倍標(biāo)準(zhǔn)差，而大于9%的FA值差異提示可能存在異常。

Au等使用了一種基于彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)的沿血管周間隙分析(analysis along the perivascular space，ALPS)方法非侵入性評(píng)估彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)患者的類(lèi)淋巴系統(tǒng)功能。對(duì)162例TBI病患者在傷后6個(gè)月內(nèi)進(jìn)行DTI檢查，采用DTI-ALPS法，計(jì)算ALPS指數(shù)以評(píng)價(jià)淋巴系統(tǒng)活性。結(jié)果顯示DAI患者的ALPS指數(shù)(1.29±0.17)顯著低于非DAI患者(1.42±0.19，P<0.001)。不同分級(jí)的DAI患者的ALPS指數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(ANOVA，P<0.001)，且ALPS指數(shù)與DAI分級(jí)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.44，P<0.001)。ALPS指數(shù)與格拉斯哥昏迷評(píng)分呈較弱的正相關(guān)(r=-0.158，P=0.045)。

Hsu等納入了24例損傷后1個(gè)月內(nèi)的mTBI受試者(35±13歲)和19例正常對(duì)照者(35±10歲)，評(píng)估了DTI(FA、MD、RD、AD)和DKI(MK、RK、AK)的擴(kuò)散指標(biāo)以及區(qū)室特異性白質(zhì)軌道完整性指標(biāo)，包括軸突水分?jǐn)?shù)(f)、軸突內(nèi)擴(kuò)散率(Daxon)以及沿和垂直于軸突的軸突外擴(kuò)散率(De,par和De,perp)與半球間加工速度試驗(yàn)(Interhemispheric Speed of Processing Test，IHSPT)表現(xiàn)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)與IHSPT性能之間的正常關(guān)系在mTBI已經(jīng)喪失。

Syed等回顧了有彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury，DAI)記錄且30天內(nèi)接受住院MRI檢查的261名成人患者，分割并測(cè)量灰白質(zhì)連接處(gray-white junction，GWJ)、胼胝體(corpus callosum，CC)、基底節(jié)(basal ganglia，BG)、丘腦(thalami，TH)、海馬旁回(parahippocampal gyrus，PH)、小腦(cerebellum，CR)和腦干(brainstem，BS)的DAI病變，使用邏輯回歸建立了出院時(shí)昏迷或持續(xù)性植物狀態(tài)(persistant vegetative state，PVS)以及災(zāi)難性腦損傷伴腦死亡綜合結(jié)果的定量模型。結(jié)果顯示采用灰白質(zhì)連接處、胼胝體和基底節(jié)出血的定量模型預(yù)測(cè)出院時(shí)昏迷/PVS和腦死亡的AUC高于Adams分級(jí)(0.86 vs 0.70，P<0.00001)。腦干出血是昏迷/PVS和腦死亡的最強(qiáng)預(yù)測(cè)因素。

Velasco等納入706例接受抗血小板和抗凝藥物治療的創(chuàng)傷患者的CT頭部掃描，以評(píng)估出現(xiàn)急性顱內(nèi)表現(xiàn)的患者與未出現(xiàn)急性顱內(nèi)表現(xiàn)的患者之間的臨床差異。結(jié)果顯示約671例(95.04%)患者在CT上無(wú)急性顱內(nèi)表現(xiàn)，兩組患者就診時(shí)的頭痛、意識(shí)喪失、嘔吐、鎖骨以上區(qū)域可見(jiàn)外傷等臨床癥狀差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其他如意識(shí)模糊、健忘癥和癲癇發(fā)作在各組之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。提示當(dāng)大多數(shù)患者無(wú)急性顱內(nèi)表現(xiàn)時(shí)，常規(guī)頭部CT的檢查價(jià)值存疑。頭痛、意識(shí)喪失、嘔吐和鎖骨以上區(qū)域可見(jiàn)外傷可能表明顱內(nèi)檢查結(jié)果呈陽(yáng)性的概率增加。

Babajani-Feremi等分析了540例mTBI患者(42±15歲，229名男性)的T1結(jié)構(gòu)MRI數(shù)據(jù)，提取了67個(gè)感興趣腦區(qū)(brain region of interest，ROI)的體積標(biāo)準(zhǔn)百分位數(shù)，來(lái)研究ROI體積與7種mTBI癥狀(即頭痛、失衡、認(rèn)知缺陷、疲勞、焦慮、抑郁和情緒不穩(wěn)定)的出現(xiàn)和改善之間的相關(guān)性，并進(jìn)行區(qū)間刪失生存統(tǒng)計(jì)分析估計(jì)癥狀生存期的顯著性。研究結(jié)果揭示了mTBI后局部腦體積與臨床結(jié)果之間的顯著相關(guān)性，腦區(qū)體積定量有助于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)mTBI受試者的長(zhǎng)期并發(fā)癥。

脊柱

Qian等對(duì)6只雄性SD大鼠行胸9節(jié)段脊髓半切，4周后進(jìn)行磁共振血管大小成像以評(píng)估沿顱皮質(zhì)脊髓束(cranial corticospinal tract，CST)區(qū)域走行的血管在脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)后的形態(tài)變化和血管生成情況。結(jié)果顯示血管新生和形態(tài)學(xué)改變主要發(fā)生在對(duì)側(cè)皮質(zhì)脊髓束。與同側(cè)水平相比，損傷后4周的對(duì)側(cè)皮質(zhì)脊髓束的微血管密度、體素中平均血管直徑和血管大小指數(shù)(vessel size index，VSI)明顯增大。提示磁共振血管大小成像結(jié)果是評(píng)估脊髓損傷后腦內(nèi)血管形態(tài)變化和血管生成的潛在內(nèi)源性生物學(xué)標(biāo)志。

Suh等納入136例(平均年齡48歲，70名女性)疑似自發(fā)性低顱壓綜合征(spontaneous intracranial hypotension，SIH)患者，接受無(wú)鞘內(nèi)釓對(duì)比劑的磁共振脊髓造影檢查，評(píng)估對(duì)腦脊液漏的檢出率。結(jié)果顯示在120例確診為腦脊液漏的患者中，MR脊髓造影對(duì)腦脊液漏的檢出率為88%(105/120)。兩位閱片者在MR脊髓造影上檢測(cè)腦脊液漏(κ=0.76)或硬膜外積液(κ=0.76)的一致性很高。提示無(wú)鞘內(nèi)釓對(duì)比劑注射的磁共振脊髓造影可能對(duì)檢測(cè)腦脊液漏和指導(dǎo)SIH患者的治療特別有用。

Flanders等分析了20例6～16歲的健康兒童頸髓的磁化轉(zhuǎn)移(magnetization transfer，MT)圖像，通過(guò)PAM50白質(zhì)圖譜分割左右背側(cè)薄束、背側(cè)楔束及皮質(zhì)脊髓側(cè)束，計(jì)算頸髓特定白質(zhì)束以及頸髓(C2-C7)各水平的整個(gè)白質(zhì)的磁化轉(zhuǎn)移率(MT ratio，MTR)。結(jié)果顯示C2到C7的各個(gè)水平上MTR之間無(wú)顯著差異(P>0.05)，變異系數(shù)表明各白質(zhì)束之間測(cè)量值的變異性較低，年齡與所有白質(zhì)束以及整個(gè)白質(zhì)的MTR呈正相關(guān)。

Liu等納入33例受試者(20例男性，平均年齡23.33±2.86歲)，接受T1WI、DWI和DTI的校正像及非校正像掃描，探討平面回波成像校正(echo-planar imaging correction，EPIC)和低方差表觀擴(kuò)散系數(shù)(low variance apparent diffusion coefficient，LOVA ADC)在DWI和DTI序列脊髓圖像質(zhì)量改善中的價(jià)值。結(jié)果顯示EPIC能顯著降低幾何失真，LOVA ADC能提高頸部ADC值的準(zhǔn)確性，校正后的脊髓幾何形狀與解剖結(jié)構(gòu)基本一致，不同的偏移距離下具有穩(wěn)定一致的ADC值，具有較高的診斷價(jià)值。

Yang等對(duì)45例行雙能譜CT檢查的疑似腰椎周?chē)窠?jīng)病患者進(jìn)行回顧性分析，評(píng)估多平面重建(multiplanar reformation，MPR)圖像的噪聲、偽影、顯示周?chē)窠?jīng)及其邊緣的能力和清晰度。結(jié)果表明在(63.64±1.36)keV最佳能量水平下，雙能譜CT腰骶神經(jīng)的CNR明顯優(yōu)于常規(guī)CT掃描(0.81±0.3 vs. 0.44±0.26，P=0.02)，MPR能更清楚地顯示周?chē)窠?jīng)束的正常形態(tài)或解剖變異、受壓情況及其與周?chē)浗M織或骨骼的關(guān)系，并能提高周?chē)窠?jīng)的顯示和對(duì)腰椎病變的識(shí)別能力(P=0.03)。

腦感染性、炎癥性及代謝性疾病

Shi等納入了39例受試者的MRI掃描，包括15例復(fù)發(fā)-緩解多發(fā)性硬化(relapsing-remitting multiple sclerosis，RMMS)患者，18例非MS脫髓鞘疾病患者和6例健康對(duì)照者，計(jì)算髓鞘體積分?jǐn)?shù)(macromolecular tissue volume，MVF)、軸突體積分?jǐn)?shù)(axonal volume fraction，AVF)和髓鞘g比率比較各組差異。結(jié)果顯示與非MS脫髓鞘疾病患者相比，MS患者平均g比率(0.82 vs 0.76,P<0.01)和AVF(0.29 vs 0.24,P<0.01)顯著增高，MVF(0.15 vs 0.20,P<0.05)降低；與正常對(duì)照相比，MS患者平均g比率(0.82 vs 0.79,P<0.05)、AVF(0.29 vs 0.37,P<0.01)和MVF(0.15 vs 0.22,P<0.01)均下降。

Mahajan等研究了來(lái)自46例新冠患者(15例女性，年齡35.09±11.37歲)和30例正常對(duì)照(8例女性，年齡34.67±9.5歲)的磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)以評(píng)估COVID-19對(duì)人腦的影響。結(jié)果顯示，新冠康復(fù)者額葉和腦干區(qū)域的磁敏感值明顯較高。其中額葉的兩個(gè)團(tuán)塊(clusters)分別位于左右眶額下回以及各自相鄰的白質(zhì)，主要反映了白質(zhì)區(qū)域的差異；腦干的顯著團(tuán)塊位于右側(cè)腹側(cè)間腦區(qū)域。

Tazwar等納入148例參加記憶與衰老項(xiàng)目和宗教秩序研究的個(gè)體DTI掃描和病理數(shù)據(jù)，采用基于纖維骨架空間統(tǒng)計(jì)(tract-based spatial statistic，TBSS)來(lái)研究FA與邊緣葉受累為主的年齡相關(guān)性TDP-43腦病神經(jīng)病理改變(limbic predominant age-related TDP-43 encephalopathy neuropathological change，LATE-NC)的相關(guān)性。體素分析顯示在內(nèi)側(cè)顳葉白質(zhì)，患者LATE-NC負(fù)荷較大，F(xiàn)A較低。FA與LATE-NC無(wú)體素正相關(guān)。LATE-NC 0期和3期內(nèi)側(cè)顳葉白質(zhì)FA具有顯著差異。表明內(nèi)側(cè)顳葉白質(zhì)的FA可能有助于預(yù)測(cè)LATE-NC。

Lotan等回顧性納入了24例髓鞘少突膠質(zhì)糖蛋白抗體病(myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody disease,MOGAD)患者、47例視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorder，NMOSD)患者和40例緩解期MS患者以及37例健康對(duì)照。計(jì)算橫向與縱向體積參數(shù)，以比較各組差異。結(jié)果顯示與MS和NMOSD相比，MOGAD患者隨著時(shí)間的推移，丘腦和海馬體積顯著減少。橫向分析顯示，與對(duì)照組相比，MOGAD患者的全腦體積、全腦皮層灰質(zhì)體積和枕葉灰質(zhì)體積顯著減少。

Inampudi等對(duì)790例三叉神經(jīng)痛患者進(jìn)行前瞻性分析，進(jìn)行了T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、3D-CISS和3D-TOF序列掃描，采用多平面重建算法得到冠狀位和矢狀位重建圖像，以評(píng)價(jià)重T2加權(quán)3D-CISS和TOF-MRA原始圖像在評(píng)估三叉神經(jīng)痛患者中的優(yōu)勢(shì)。結(jié)果顯示3D-CISS與3D-TOF MR原始圖像相結(jié)合，能對(duì)三叉神經(jīng)痛患者進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估。

技術(shù)與方法(人工智能、彌散灌注及其它技術(shù)、非人工智能)

1.AI應(yīng)用于圖像采集

MRI的去噪可用于提高信噪比或縮短掃描時(shí)間，并可能在診斷中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Park等提出了一種新的自監(jiān)督去噪方法—C2C(coil to coil)，僅使用多線圈MRI數(shù)據(jù)，不需要“干凈”圖像或“配對(duì)”圖像。在真實(shí)數(shù)據(jù)集中，C2C成功地提高了圖像質(zhì)量，只留下了少量或沒(méi)有留下結(jié)構(gòu)相關(guān)信號(hào)。在合成噪聲實(shí)驗(yàn)中，C2C的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio，PSNR)(38.97±2.91)優(yōu)于其他自監(jiān)督方法(N2V：35.09±3.48，P<0.0001；N2SA：36.34±2.29，P<0.0001；N2SE：35.38±3.36,P<0.0001)，并且與監(jiān)督方法相當(dāng)(N2CL:39.56±2.71;N2N:39.18±2.96)。

Jung等采集了42次3D MPRAGE掃描的k空間數(shù)據(jù)，應(yīng)用欠采樣模擬來(lái)利用k空間數(shù)據(jù)生成常規(guī)圖像(Conv)、加速圖像(Accel)和基于深度學(xué)習(xí)重建的加速圖像(Accel-DL)。通過(guò)測(cè)量定量誤差指標(biāo)、結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)(structural similarity index，SSIM)和峰值信噪比(PSNR)來(lái)評(píng)估Accel-DL的性能。結(jié)果顯示基于深度學(xué)習(xí)的重建將各種加速時(shí)間提高了高達(dá)75%，Accel-DL顯示出比Accel更高的SSIM和PSNR，且Accel-DL圖像的腦容量測(cè)量值與傳統(tǒng)圖像的腦容量測(cè)量值高度一致，展示了腦容量軟件在不同加速時(shí)間下對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的 MR 圖像的兼容性。

血管壁成像(vessel wall imaging，VWI)對(duì)高空間分辨率和SNR 的要求限制了VWI的廣泛使用。Choi等用約100個(gè)3D T1WI訓(xùn)練了基于深度學(xué)習(xí)的去噪算法。該DL模型基于U-net架構(gòu)，接收具有常規(guī)重建的VWI(conv-VWI)并產(chǎn)生DL-enhanced VWI(DL-VWI)。結(jié)果顯示與conv-VWI相比，DL-VWI具有更好的圖像質(zhì)量、更高的SNR和CNR，并且具有更為均一化的管腔信號(hào)。

Kyuri等利用BraTs 2016-17數(shù)據(jù)集中484例患者的T2MR圖像建立了一種新的框架，通過(guò)使用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)從正常大腦MR圖像中修復(fù)局部區(qū)域來(lái)創(chuàng)建合成腫瘤數(shù)據(jù)集。首先使用條件變分自動(dòng)編碼器(conditional variational autoencoder，cVAE )獲取給定2D正常MR圖像上的無(wú)腫瘤掩碼，然后使用門(mén)控卷積層和判別器的級(jí)聯(lián)注意生成器在自由形式的掩碼化的MR圖像上合成腫瘤。通過(guò)與真實(shí)病變比較的SSIM、PSNR、NRMSE和FID來(lái)衡量性能。結(jié)果顯示框架在腫瘤MRI測(cè)試集上分別實(shí)現(xiàn)了42.747、0.991和0.048的SSIM、PSNR和NRMSE，通過(guò)正常MRI獲得的合成數(shù)據(jù)集的FID分?jǐn)?shù)在整個(gè)大腦中為24.21。在腫瘤分割的下游任務(wù)中，對(duì)于0%、25%、50%的合成數(shù)據(jù)增強(qiáng)，dice分?jǐn)?shù)分別為0.672、0.700、0.703。

2.AI應(yīng)用于圖像分析

當(dāng)代深度學(xué)習(xí)模型在解決腫瘤分割和分類(lèi)等任務(wù)時(shí)無(wú)法處理缺失的MRI序列。Knower等利用來(lái)自BraTS 2018數(shù)據(jù)集的285例患者的核磁共振成像來(lái)執(zhí)行分割任務(wù)，使用BraTS 2021數(shù)據(jù)集中585例患者的核磁共振成像對(duì)放射基因組學(xué)任務(wù)進(jìn)行了微調(diào)，建立一個(gè)模式無(wú)關(guān)的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)MagNET。結(jié)果表明除了顯著優(yōu)于以前的分割方法外，MagNET還超過(guò)了最新的對(duì)抗協(xié)同訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)ACN(≈2.4%～4.1%)。對(duì)于放射基因組學(xué)分類(lèi)，當(dāng)只有單個(gè)序列可用于訓(xùn)練和測(cè)試時(shí)，MagNET也優(yōu)于ResNet50基線(≈11.7%～29.1%)。

Moon等從第三中心和TCGA(the Cancer Imaging Archive)連續(xù)收集的565例患者(IDH突變型:IDH野生型=219:346)的T1和FLAIR圖像。通過(guò)解耦生成模型來(lái)選擇性地創(chuàng)建對(duì)比增強(qiáng)和腫瘤大小的成像表型進(jìn)行訓(xùn)練，并測(cè)試添加合成圖像是否可以改善膠質(zhì)瘤中IDH的分類(lèi)。結(jié)果顯示添加250%的合成圖像在內(nèi)部驗(yàn)證集(AUC 0.93，靈敏度79.4%，特異度90.8%)和外部驗(yàn)證集表現(xiàn)最佳(AUC 0.88，敏感度70.6%，特異度84.2%)。在內(nèi)部和外部驗(yàn)證集中，選擇性添加無(wú)增強(qiáng)圖像改善了IDH-野生膠質(zhì)瘤的預(yù)測(cè)(特異度為97%和94%，McNemar檢驗(yàn)P=0.022和0.015)。

Kaur等利用259例轉(zhuǎn)移瘤患者的共計(jì)916個(gè)病變開(kāi)發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)分割方法。人工分割結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，利用nnUNET的深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行增量訓(xùn)練，通過(guò)Dice相似系數(shù)(dice-similarity-coefficient，DSC)對(duì)模型性能進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果顯示基線U-Net的DSC為0.55，在整個(gè)增量訓(xùn)練過(guò)程中逐漸增加到0.85。相對(duì)體積差為9.5%。nnUNet檢測(cè)病灶的敏感度為83%(n=46/55)，假陽(yáng)性率為8%(n=4/50)。

常用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法是將監(jiān)督學(xué)習(xí)或異常檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于每個(gè)CT層面，需要在每一個(gè)CT層面上進(jìn)行標(biāo)注。Hibi等基于弱監(jiān)督異常檢測(cè)(weakly supervised anomaly detection，WSAD)方法構(gòu)建一個(gè)了完全自動(dòng)化的只需要掃描水平標(biāo)注的創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)識(shí)別算法，以減少放射科醫(yī)生的標(biāo)注工作負(fù)荷。結(jié)果顯示提出的WSAD算法獲得了與現(xiàn)有方法相當(dāng)?shù)男阅?AUC、靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為0.88、0.85、0.73和0.77)，成功訓(xùn)練的標(biāo)注需求減少了97%。通過(guò)使用預(yù)訓(xùn)練的視覺(jué)轉(zhuǎn)換器模型作為CT層面的特征提取器，進(jìn)一步提高了性能。

Kim等納入了186個(gè)來(lái)自發(fā)展人類(lèi)連接組計(jì)劃(developing Human Connectome Project，dHCP)的配對(duì)的T1WI、T2WI圖像和20個(gè)來(lái)自當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)(CEP)的配對(duì)圖像，開(kāi)發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)新生兒腦部MRI進(jìn)行有效且具有魯棒性的分割。使用Dice相似系數(shù)(DSC)和平均對(duì)稱(chēng)表面距離(average symmetric surface distance，ASSD)來(lái)計(jì)算準(zhǔn)確性，使用相對(duì)DSC(rDSC)和相對(duì)ASSD(rASSD)來(lái)計(jì)算穩(wěn)定性。方法顯示的性能為DSC(T1WI：0.887±0.036，T2WI：0.907±0.029)、ASSD(T1WI：0.336±0.060，T2WI：0.279±0.062)、rDSC(dHCP:0.922±0.028，CEP:0.723±0.056)和rASSD(dHCP:0.232±0.038，CEP:1.422±0.279)。這種使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新的無(wú)模態(tài)快速新生兒腦分割工具，顯示了較好的準(zhǔn)確性，同時(shí)為多模態(tài)分割提供了更高的可推廣性。

Hussein等開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有卷積編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)的多維注意力網(wǎng)絡(luò)，利用120例受試者的T1w、T2w-FLAIR、單延遲和多延遲偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pseudo-continuous arterial spin labeling，pCASL)圖像預(yù)測(cè)金標(biāo)準(zhǔn)—15O-H2O PET CBF圖。定量結(jié)果顯示了高質(zhì)量和可靠的PET預(yù)測(cè)性能，SSIM為0.92，PSNR為38dB，合成和獲得的PET CBF之間的相關(guān)性很高(Pearsonr=0.97，P<0.05)。而且，無(wú)需注射放射性示蹤劑就可有效合成來(lái)自多對(duì)比度MRI的高質(zhì)量PET圖像。

3.AI應(yīng)用于圖像解釋

Saifullah等通過(guò)結(jié)合大量社區(qū)老年人尸檢離體腦的MRI和神經(jīng)病理學(xué)，訓(xùn)練了具有L2正則化的支持向量機(jī)分類(lèi)器，以區(qū)分神經(jīng)原纖維纏結(jié)Braak分期V～VI期與0～I(xiàn)V期的受試者。結(jié)果表明基于所有MRI和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的分類(lèi)器的平均AUC為0.87，平均靈敏度為84%，平均特異度為77%，成功完成了離體到體內(nèi)的神經(jīng)原纖維纏結(jié)的無(wú)創(chuàng)分類(lèi)。

Savage等在一項(xiàng)前瞻性單中心研究中連續(xù)納入了9954例接受了非增強(qiáng)頭部CT檢查的成年患者。在第1階段CT檢查分別由放射科醫(yī)生和FDA批準(zhǔn)的AI檢測(cè)和分診系統(tǒng)(CADt)獨(dú)立評(píng)估；在第2階段，放射科醫(yī)生使用CADt對(duì)連續(xù)的頭部CT檢查中的每一個(gè)檢查進(jìn)行解讀。結(jié)果顯示當(dāng)放射科醫(yī)生使用FDA認(rèn)可的AI檢測(cè)和分診系統(tǒng)時(shí)，放射科醫(yī)生在非增強(qiáng)頭部CT上檢測(cè)顱內(nèi)出血(intracranial hemorrhage，ICH)的漏診率、準(zhǔn)確性和圖像判讀時(shí)間沒(méi)有顯著變化。表明AI的輔助診斷價(jià)值可能被有所夸大。

Koska等從BRATS 2021數(shù)據(jù)集中篩選出同時(shí)具有分割圖和MGMT狀態(tài)標(biāo)識(shí)的GBM患者(276個(gè)MGMT甲基化，301個(gè)MGMT非甲基化)，利用基于3D-CNN的深度學(xué)習(xí)模型對(duì)不同序列以信號(hào)為指引篩選出的感興趣區(qū)域進(jìn)行分析，進(jìn)行MGMT狀態(tài)分類(lèi)。結(jié)果表明結(jié)合不同序列特征的進(jìn)一步分析中，T1CE和FLAIR序列衍生的特征集產(chǎn)生了0.88的準(zhǔn)確率和0.9的ROC-AUC，高于單一序列模型的分類(lèi)準(zhǔn)確率(0.65～0.82)。

腦腫瘤的分割需要應(yīng)用完整序列的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練統(tǒng)一多模態(tài)模型，但在真實(shí)的臨床實(shí)踐中患者序列采集可能并不完整。Ruffle等使用最先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)腫瘤分割集成模型(nnU-Net)對(duì)1251例2021 BraTS-RSNA膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行五倍交叉驗(yàn)證，以評(píng)估腫瘤分割模型在成像數(shù)據(jù)不完整情況下的表現(xiàn)。結(jié)果顯示分割模型可以識(shí)別具有數(shù)據(jù)缺失的腫瘤，包括在無(wú)增強(qiáng)圖像的情況下檢測(cè)增強(qiáng)組織并穩(wěn)健地量化其體積，可用于數(shù)據(jù)不完整的臨床場(chǎng)景并且減少對(duì)對(duì)比劑使用的依賴(lài)。

Seah等利用2848例成人CT腦部病例，測(cè)試了世界上第一個(gè)全面的腦部CT深度學(xué)習(xí)模型的性能。計(jì)算放射科醫(yī)生組基線與深度學(xué)習(xí)模型之間的AUC結(jié)果。結(jié)果顯示在大多數(shù)征象中，深度學(xué)習(xí)模型的表現(xiàn)優(yōu)于放射科醫(yī)生的平均表現(xiàn)，深度學(xué)習(xí)模型在所有144項(xiàng)征象中的宏觀平均AUC為0.896，而放射科醫(yī)生AUC為0.680。顯示出腦部CT深度學(xué)習(xí)模型在臨床實(shí)踐中協(xié)助放射科醫(yī)生的潛力。

Yun等在一個(gè)大型外部驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中，通過(guò)基于深度學(xué)習(xí)的急性顱內(nèi)出血(acute intracranial hemorrhage，AIH)自動(dòng)檢測(cè)算法(deep learning-based automatic detection algorithm，DLAD)驗(yàn)證腦部CT判讀的診斷性能。外部驗(yàn)證集中AI對(duì)于基于患者分析和基于層面分析的AUC分別為0.992和0.977?；诨颊叻治龅臏?zhǔn)確度、敏感度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、F1評(píng)分、特異度和陰性預(yù)測(cè)值分別為0.977、0.944、0.894、0.913、0.982和0.992，基于層面分析的準(zhǔn)確度、敏感度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、F1評(píng)分、特異度和陰性預(yù)測(cè)值分別為0.985、0.790、0.832、0.810、0.993和0.991。說(shuō)明AI算法可作為一種可靠的輔助手段，用于迅速和準(zhǔn)確地評(píng)估急性顱內(nèi)出血的CT診斷。

彌散、灌注及其它技術(shù)

Ristow等前瞻性納入44例1型神經(jīng)纖維瘤病(neurofibromatosis type 1，NF1)患者(平均年齡30.1±11.8歲，23例男性)，利用ADC值鑒別良性(benign，BPNST)、癌前不典型(pre-malignant atypical，ANF)與惡性(malignant，MPNST)外周神經(jīng)鞘瘤(n=94例,NBPNST=60，NANF=13，NMPNST=21)。結(jié)果顯示BPNST的平均ADC值的估算邊際均值為2.1×10-3mm2/s，ANF為1.63×10-3mm2/s，MPNST為1.4×10-3mm2/s。三種腫瘤間ADCmean兩兩比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(BPNST vs. ANF：P<0.0001；BPNST vs. MPNST：P<0.0001；ANF vs. MPNST：P<0.01)。提示DWI可以有效檢測(cè)NF1患者外周神經(jīng)鞘瘤的惡性轉(zhuǎn)化。

Giocondo等納入65例患者(腦轉(zhuǎn)移26例，原發(fā)性腦腫瘤39例)進(jìn)行10分鐘的動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)，分別在第5、6、7、8、9和10分鐘處理Ktrans(體積轉(zhuǎn)移常數(shù))、Ve(細(xì)胞外體積分?jǐn)?shù))和Kep(交換率常數(shù))等參數(shù)圖，以評(píng)估采集時(shí)間是否影響腦腫瘤DCE灌注參數(shù)的準(zhǔn)確性。初步數(shù)據(jù)顯示Ve和Kep圖隨時(shí)間變化，7～8分鐘后Ve值更穩(wěn)定，5分鐘與10分鐘之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。提示較長(zhǎng)的采集時(shí)間可提高Ve值的穩(wěn)定性和其對(duì)腦腫瘤的鑒別能力。

Mishra等招募6例健康的右利手成年受試者進(jìn)行功能性磁共振彈性成像(functional magnetic resonance elastography,fMRE)，以評(píng)估和比較人類(lèi)在運(yùn)動(dòng)刺激下的快、慢生物力學(xué)反應(yīng)，并與血氧水平依賴(lài)功能磁共振成像(blood oxygen level dependent MRI，BOLD)進(jìn)行比較。結(jié)果顯示快速任務(wù)中，局部生物力學(xué)變化導(dǎo)致計(jì)算波長(zhǎng)下降(剛度下降)，在慢速任務(wù)中則觀察到相反的變化。說(shuō)明與BOLD相比，fMRE成像提供了一種獨(dú)立于血管效應(yīng)的新型功能成像機(jī)制，并能更直接地測(cè)量初級(jí)神經(jīng)元活動(dòng)。

Wolansky等通過(guò)一項(xiàng)國(guó)際、隨機(jī)、雙盲、對(duì)照、交叉研究納入256例中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變患者，隨機(jī)先后進(jìn)行0.05 mmol/kg的釓吡咯和0.1 mmol/kg的釓丁醇的增強(qiáng)掃描(間隔214天)，測(cè)定增強(qiáng)率、病灶/背景比、對(duì)比度噪聲比以評(píng)估Gadopiclenol在中樞神經(jīng)系統(tǒng)增強(qiáng)MRI中的有效性和安全性。結(jié)果顯示釓吡咯(0.05 mmol/kg) MRI對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的顯示效果不低于釓丁醇 (0.1 mmol/kg)，且顯示出良好的安全性。

QSM是研究鐵、鈣穩(wěn)態(tài)破壞或脫髓鞘等與年齡相關(guān)的腦病理學(xué)的重要工具，但目前尚無(wú)成人大腦的QSM模板。Abid等將400例非癡呆老年人(50%為男性;年齡64.9～98.9歲;54%為白人，43%為黑人)的T2*加權(quán)多回波梯度回波3.0T MRI數(shù)據(jù)利用MEDI工具箱重建QSM圖，并配準(zhǔn)到MIITRA空間，構(gòu)建了一個(gè)高質(zhì)量的老年人大腦QSM模板。該模板具有較高的圖像清晰度，允許精細(xì)結(jié)構(gòu)的可視化并包括具有代表性的老年人大腦特征。

腦組織鐵濃度的改變與多種病理狀態(tài)有關(guān)，但很難在體內(nèi)測(cè)量。Lin等利用R2*和QSM兩種非侵入性方法來(lái)量化活體正常人大腦鐵濃度。10例正常受試者接受了兩次掃描，兩次之間具有很好的一致性。在白質(zhì)中，組織鐵濃度為52～60 mg/kg，而尸體研究文獻(xiàn)中為30～48 mg/kg。在深部核團(tuán)中，組織鐵濃度為81～105 mg/kg，而尸體研究文獻(xiàn)中為60～242 mg/kg。因此，使用R2*圖可作為組織鐵濃度的替代指標(biāo)，無(wú)創(chuàng)鐵量化可以跟蹤疾病狀態(tài)并更好地為治療提供信息。