RSNA2020中枢神经影像学与分子影像学

阎肃，李诗卉，李葭，张归玲，谢彦，高璐月，张妍，石晶晶，王剑，申楠茜，郝永红，朱文杰，田甜，张巨，朱文珍

脑卒中

1.深度学习在脑卒中的应用

Schultheiss等分析了216例受试者的头颅CT平扫资料，放射科医生对其中101例进行动脉致密征象分割，通过建立不同的卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)对68名患者组成的测试集(34例有密集征，34例无密集征)进行评估。结果显示二阶检测器的平均曲线下面积(AUC)为0.77(95%CI 0.62～0.90)，对应的敏感度为78%，特异度为68%。一阶检测器的平均AUC值为0.63(95%CI 0.44～0.77)，敏感度为46%，特异度为68%。所以二阶检测器的准确率最高，并且可以通过检查中间结果来评估，以可视化动脉致密征的位置。

Pan等利用3D CNN来自动识别头颈部CT血管成像(CTA)序列和大血管闭塞。在研究中心一，自动识别最大密度投影(MIP)序列和薄层序列的符合率和AUC分别为96%和1，鉴别急性大血管闭塞与正常血管的AUC为0.824，当模型的特异度为30%时可以达到95%的敏感度，而当敏感度为43%时，特异度达到95%，鉴别大血管闭塞与正常血管的AUC为0.793。在研究中心二，鉴别序列的符合率为98.2%。中心一和中心二鉴别急性大血管闭塞和慢性大血管闭塞的AUC分别为0.655和0.638。因此，3D CNN可有效鉴别CT血管成像中的不同序列，假阳性率为5%，而且无需人工干预就能成功识别出40%以上的急性大血管闭塞。

常规的MRI对于急性梗塞一般是定性而不是定量的，Hwang等应用深度学习的方法在扩散加权成像(DWI)上自动勾画梗死灶边界，其敏感度和特异度为83%和99%，与放射科医生勾画的病灶之间的平均体积差异为0.2531 mL。同时可根据ADC值对脑卒中的严重程度分级，分为无中风症状、轻度中风、中度中风和重度中风。其中轻度中风的ADC值为大于620，其他三个等级依次递减100。这项研究用深度学习的模型证明了自动检测和定量急性梗死的可行性。

Zhao等开发了一种基于非增强计算机断层扫描(non-contrast CT，NCCT)的深度学习方法，自动检测脑实质内出血(intraparenchymal hemorrhage，IPH)、脑室内扩展(intraventricular extension，IVE)和周围血肿(perihematomal edema，PHE)，IPH、IVE和PHE检测F1得分分别为0.95、0.83、0.90。病变分区一致性的Dice系数分别为0.92、0.78、0.71。自动生成的IPH、IVE和PHE体积的一致性相关系数分别为0.99、0.95和0.90。平均1例患者检测、分割和测量IPH、IVE和PHE的时间为15s。这种方法有利于加快治疗决策，提高治愈率和生存率。

Kelly等基于大脑前循环数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)的视频建立深度学习模型，根据有无大血管闭塞(large vessel occlusion，LVO)以及闭塞的位置进行分类，记录脑缺血的改良治疗(modified treatment in cerebral ischemia，mTICI)评分，然后使用训练好的模型来计算血栓切除术后的DSA视频以识别成功的血栓切除术并对结果进行分级。模型识别血管闭塞的敏感度为100%(置信区间为90.75%～100.00%)，特异度为91.67%(置信区间为61.52%～99.79%)。独立成分分析的位置分类符合率为71%，M1为84%，M2为78%。通过分析血栓切除术后的视频(n=194)，该模型对再灌注评估中ICA闭塞符合率100%，M1闭塞符合率88%，但M2闭塞仅35%。该模型还可以对干预后视频(独立成分分析、M1和M2)进行二进制分类，其中mTICI为3(完全顺行再灌注)或<3的AUC为0.71。结果表明深度学习模型可以成功地从颈内动脉(internal carotid artery，ICA)、大脑中动脉M1段和M2段闭塞的患者中识别出健康的DSA视频，并可以对LVO的机械血栓切除术的结果进行分类。

2.血管内治疗的选择评价

近端血管闭塞且梗死核心范围大的急性缺血性卒中患者目前一般不推荐机械取栓治疗。但Kerleroux等发现在梗死核心面积大的情况下，灌注成像检测存在缺血半暗带的患者接受机械取栓治疗可能会有好的预后。130个接受机械取栓和42个接受药物治疗的两组患者之间的预后无明显差异。而且根据不匹配率[组织灌注不足体积(Tmax>6s)/梗死核心体积]进行分组后，在不匹配率大于1.7的亚组中，进行机械性取栓的患者预后明显提高。因此，在出现大的梗死核心的患者中，根据不匹配率进行亚组分类可以筛选出不匹配率较大的患者从机械取栓中获益。

为了检测急性基底动脉闭塞患者行血管内血栓切除术后的预后，Khunte等进行了一项Meta分析，在23项相关研究的2244个患者中，混合效应模型和随机效应模型检测出预后好的比例分别是31.4%和33.3%，死亡率分别是32.8%和29.8%。在三个前瞻性的亚组分析中发现，两个模型检测出预后好的比例是20.8%(预后好定义为改良Rankin评分mRS 0～1)和27.7%(预后好定义为mRS 0～2)，死亡率分别是43.8%(混合效应模型)和36.9%(随机效应模型)。因此，血管内血栓切除术是一种安全有效的治疗方法，但仍需更多的研究来验证。

通常用CT灌注(computed tomography perfusion，CTP)成像对梗死和半暗带进行量化，不同的灌注参数和阈值可能会导致量化的缺血组织存在差异，从而影响患者能否取栓的判断。Rava等综合评估患者的CTP图像和患者特征后认为81例成功再通(溶栓)的急性缺血性卒中患者适合接受取栓。他们使用3个预设的Vitrea CTP阈值设置对患者进行回顾性评估，从而确定每种阈值设置会误诊多少患者。结果显示FLAIR MRI与各CTP阈值设置的平均梗死差值的95%CI分别为：默认设置(Default)(4.1±4.7) mL，脑血容量(cerebral blood volume，CBV)(8.8±4.5) mL，脑血流量(cerebral blood fluid，CBF)(12.2±6.4) mL。每种CTP设置的平均半暗带/梗死比为：Default 12.3±9.8，CBV 13.0±7.3，CBF 61.9±40.2。误诊为不符合取栓的患者数量为：Default 21/81 (25.9%)，CBV 23/81(28.4%)，CBF 15/81(18.5%)。因此CBF设置用来判断患者是否符合取栓最准确。但CTP处理软件本身的使用应该谨慎，因为使用这种设置会降低缺血组织的量化精度。

3.其他

Evan等回顾性分析了70名昏迷性心脏骤停患者的头部DWI，应用基于解剖图谱的方法进行全脑分析，结果发现与死亡组相比，存活组的皮层ADC值更高，在ADC值小于650×10-6mm2/s的患者中，存活组的皮层体积明显低于死亡组。局部网络分析显示额下回ADC值区别最大，在ADC值小于650×10-6mm2/s中，额极的体积差异最明显。故昏迷性心脏骤停患者的住院死亡率与ADC值及皮层体积相关。

Long等为了确定ADC图是否可以预测扩散-灌注加权成像(DWI-PWI)不匹配区的存在，分析了56例急性脑梗死患者的ADC图(DWI-PWI不匹配28例，非DWI-PWI不匹配28例)，提取二维特征，建立DWI-PWI不匹配区预测模型。用分析软件Mazda筛选出10个特征，Lasso法筛选出10个，逐步logistic回归筛选出3个。利用这三种特征建立了性能无显著差异的方程和阳性特征模型(敏感度82.14% vs 82.14%，特异度75% vs 78.57%，阳性预测值 76.67% vs 79.31%，阴性预测值80.77% vs 81.48%，AUC 0.8941 vs 0.8756，误分率21.43% vs 19.64%)。结果表明ADC图可以用来预测DWI-PWI不匹配区的存在。基于logistic回归的方程可能是一种很有前景的预测方法。

Chang等对服用抗凝或抗血小板药物头部外伤患者的重复CT检查进行回顾分析，发现使用抗凝剂治疗头部外伤后的迟发性颅内出血(delayed intracranial hemorrhage，dICH)发生率为1%，服用华法林/氯吡格雷的患者发生dICH的风险明显高于服用新型抗凝药物NOACs(P=0.04)。

房颤导管消融后，在DWI图像上经常发现无症状的脑缺血性病变。Kogue等利用磁共振3D序列(包括DWI、3D-FLAIR、3D双反转恢复序列(3D double inversion recovery，3D-DIR)、3D-T1WI、磁敏感加权成像(susceptibility-weighted imaging，SWI)对65名房颤消融患者在早期(1～3天)及治疗后6个月皮质或近皮质微梗死和微出血进行评估。发现了急性微梗死52例(207个病灶)，其中9例(12个病灶，5.8%)在6个月时仍存在。3D-FLAIR和3D-DIR同样能检测微梗死灶，且这些序列检测微梗死灶的效果优于3D-T1WI (P=0.013)。治疗6个月后，SWI上总共出现了87个微出血(microbleeds，MBs)。其中69例MBs出现在急性期的皮质或近皮质微梗死部位，表明33.3%的初始微梗死后来会引起MBs，提示微栓塞性梗死可能是大叶性MBs的原因之一。

为了阐明铁含量、亨氏单位(HU)和易感性伪影之间的关系，Gonzalez等采用NCCT和磁敏感加权成像SWI分析了57种不同成分的血栓类似物X射线衰减和敏感性效应，发现红细胞(RBCs)和铁含量之间有良好的相关性[Spearman ρ=0.804，75 HU (组3)]，对应平均铁含量分别为(285±224)μg/g,(1446±514)μg/g和(2090±630)μg/g(P<0.0001)。低衰减血栓组(组1)SWI阴性；极高衰减血栓组(组3)SWI阳性；组2血栓显示两种SWI模式，CT衰减值相等[(62.7±7)HU vs (63.2±9)HU，P=0.927]，这组血栓含有明显更高的含铁量[(1226±500)μg/g和(1617±474)μg/g，P=0.026]，尽管红细胞数目相近(86.6%±10 vs 77.8%±16，P=0.323)，但表现出更高的易感性。logistic回归显示铁含量是影响SWI信号的唯一独立因素(回归系数b 1.004，CI 1.002～1.006，P<0.0001)，而红细胞含量则不是(b 1.024，CI 0.983～1.066，P=0.257)。铁含量可以独立于红细胞含量而决定SWI信号。因此，SWI阴性的血块通常不能归类为RBCs阴性血块；相反在组织学上相似的富含红细胞的血栓中，铁含量可能有很大的差异。

动脉自旋标记(arterial spin labeling，ASL)MRI显示的明亮血管外观(bright vessel appearance，BVA)对急性缺血性脑卒中动脉闭塞的定位有重要意义。Lyu等招募了经MR血管成像(MRA)/CTA证实的脑动脉闭塞患者，按血栓年龄将患者分为≤24h、24h～2d、2～3d、3～7d、7～30d和>30d六组。结果显示BVA检测≤24h新鲜血栓的AUC为0.774(95%CI 0.713～0.837，P<0.0001)，敏感度为72.73%，特异度为83.22%。而且BVA阳性(比值比9.13，95%CI 4.18～19.92，P<0.001)和高血压(比值比0.385，95%CI 0.168～0.884，P=0.024)与年龄调整后新鲜血栓(≤24h)独立相关。

脑胶质瘤

为了研究细胞程序性死亡-配体1(programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1)抑制免疫疗法对胶质瘤是否有效，George等用机器学习和影像组学的方法研究了来自多中心的133个胶质母细胞瘤患者。发现在治疗前，单一MRI数据对总生存期(overall survival，OS)和无进展生存期(progression free survival，PFS)的预测效能很低。而在治疗后，MRI特征的预测效能很高，OS的AUC分别为0.74～0.84(测试集)和0.71～0.86(验证集)，PFS的AUC分别为 0.64～0.72(测试集)和0.73～0.78(验证集)，治疗后高MRI组学值和短OS以及短PFS相关。因此，可以通过治疗后MRI数据预测患者治疗后的生存期。

据报道异柠檬酸脱氢酶野生型(IDHwt)弥漫性星形胶质瘤(组织学Ⅱ/Ⅲ级)具有特定的遗传改变，如表皮生长因子(epidermal growth factor，EGFR)扩增或端粒酶逆转录酶启动子(TERTp)突变，其行为与胶质母细胞瘤相似。Park等回顾性分析了来自两个三级机构的病理证实的IDHwt弥漫性星形胶质瘤的术前MRI和癌症基因组图谱(the cancer genome atlas，TCGA)，根据EGFR扩增和TERTp突变将患者分为有无胶质母细胞瘤分子特征的两组，基于放射组学和临床组学特征开发了3个预测模型。在测试集中，仅有临床特征的模型对胶质母细胞瘤分子状态的预测能力较差(AUC=0.514)，而具有放射性特征的模型在递归特征消除(RFE)及支持向量机分类器后的最小绝对收缩和选择算子的组合下，表现出较好的预测性能(AUC=0.825，P<0.001)。当MRI放射组学加入临床特征时，预测性能显著提高(AUC=0.514、0.821，P<0.001)。

IVO是首创口服突变型异柠檬酸脱氢酶1(mIDH1)抑制剂，而VOR是一种口服、强效、脑渗透型泛mIDH1/2抑制剂。Choi等评估了IDH1突变型低级别胶质瘤(LGG)患者在术前接受IVO或VOR治疗后，单体素1H磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)对肿瘤D-2-羟基戊二酸(2-HG)浓度变化的检测作用。结果表明mIDH1 LGG患者术前用IVO或VOR治疗后肿瘤2-HG被抑制能通过单体素1H-MRS检测出来。

Tatekawa等探究了胶质瘤不同分子分型的18F-L-6-氟-3,4-二羟基苯丙氨酸(18F-FDOPA) PET/CT显像摄取值和MRI参数的关系，包括相对脑血容量 (relative cerebral blood volume,rCBV)和ADC，并预测其预后。他们发现在IDH野生型和非编码IDH突变型中，标准摄取值(normalized standard uptake value,nSUV)与rCBV呈显著正相关，且与ADC呈负相关。在编码IDH突变型中，体素分析显示nSUV与ADC之间存在显著相关性。Cox回归分析显示仅nSUV与rCBV(危险比28.82)以及ADC(危险比0.085)与IDH野生型的OS有显著关联。因此编码IDH突变型胶质瘤能显示出独特的PET和MRI的相关性。而且nSUV与rCBV或ADC的相关性越强，可能导致IDH野生型的预后越差。

胶质母细胞瘤的异质性预示着较差的预后，Jeong等利用多参数MRI评估病变的时空分布进展与同步放化疗(concurrent chemoradiothrapy，CCRT)治疗后无进展生存(progression-free survival，PFS)间的关系。他们纳入了97例IDH野生型胶质母细胞瘤患者，使用深度学习自动分割肿瘤细胞体积，使用K-means聚类将ADC、CBV配准到三个空间模版上，并在两个连续的CCRT之间评估这些空间变化。结果显示出高血管细胞、低血管细胞和不能存活组织这三种模式。低血管细胞分布的短期增加与较短的PFS显著相关。在验证组中，增加的CEL和低血管细胞分布的增加可以将短、中、长无进展生存的患者分开，并预测肿瘤进展的位置。因此与传统的肿瘤体积变化预测治疗结果相比，多参数MRI反映的时空进展变化提供了额外的价值。

为了探究胶质瘤实体部分和健康脑组织之间的功能整合，Sprugnoli等以肿瘤实体部分作为种子点进行基于体素的功能连接(functional connectivity，FC)分析，发现新诊断的神经胶质瘤实体部分(n=18)与枕叶皮质和双额区存在明显的功能连接 (P<0.05)，与额顶叶控制网络、腹侧注意网络(ventral attention network，VAN)和视觉网络重叠。复发性胶质瘤(n=36)表现为与双侧额顶叶区存在显著的功能连接(P<0.05)，与VAN、背侧注意网(dorsal attention network，DAN)重叠。胶质瘤的实体部分与下列区域的功能连接是总生存期显著的预测因子，对于新诊断的高级别胶质瘤：双侧额部(r=0.96，决定系数R2=92%)；右侧颞枕部(r=0.90，R2=82%)；对于复发高级别胶质瘤：右侧额部(r=0.72，R2=52%)。一个包括FC预测因子、临床[如卡式功能状态评分(KPS)、肿瘤大小]和人口统计学资料(年龄、性别)的回归模型强调肿瘤与大脑的FC是最佳的生存期绝对预测因子，比年龄和遗传特征(IDH状态)高出2倍，这可能反映了最近提出的胶质瘤整合到负责侵袭性的脑网络的假说。

Brabec等通过比较线形B张量编码(linear B-tensor encoding，LTE)与球形B张量编码(spherical B-tensor encoding，STE)的DWI，评价其在胶质瘤临床评估中的潜力。STE对微观结构的形状不敏感，但能够分离峰度中的各向异性(MKA)和各向同性(MKI)分量。在45次胶质瘤检查中，分别有23例(51%)、22例(47%)和26例(58%)在Gd-T1W、LTE和STE图像上信号增强。在所有病例中，STE增强区域的信号强度比(SIR)明显高于LTE(中位数1.8 vs.1.4，P<10-4，Wilcoxon符号秩和检验)。此外，在10个STE图像中(相当于40%)的SIR高于2，但没有一个LTE图像达到如此高的对比度。这是因为胶质瘤中增强区域的总峰度的大部分(62%)归因于各向同性成分(MKI=0.67，MKA=0.4)，而白质中的大部分(76%)归因于各向异性成分(MKI=0.29，MKA=0.98)。因此B张量编码能够更具体地评估增强区域(高b值下的高信号)，并为具有高各向同性成分的组织(如神经胶质瘤)产生更高的白质对比度。

头颈部肿瘤

肿瘤大小(tumor size，TS)和浸润深度(depth of invasion，DOI)对于舌癌的T分类是必不可少的，但由于牙伪影的原因，通常不能在CT上进行评估。而减碘成像(subtraction iodine imaging，SII)可以增强对比度和减少伪影。Hiyama等对59名患者(男37例，女22例；中位年龄63岁)进行了舌癌的CT增强扫描和磁共振成像，认为CT加SII可以改善舌癌的轮廓和舌癌TS和DOI的可测量性，尽管MRI更优越。SII与病理测量的相关性不小于MRI。

Wang等利用影像组学和机器学习预测原发性头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)CD8+ T细胞的富集。lasso回归生成模型的AUC为0.786 (95%CI：0.532～1.000)，岭回归生成模型的AUC为0.786(95%CI：0.544～1.000)，融合模型的AUC为0.643(95%CI：0.340～0.946)。说明HNSCC原发性肿瘤的T细胞炎症特性可以使用标准CT成像的影像组学分析来预测。

为了将美国放射学会(ACR)甲状腺成像和数据报告系统(TI-RADS)活检推荐率(biopsy recommendation rate，BRR)与其他超声诊断甲状腺结节指南进行比较，Hoang等收集了接受常规甲状腺超声检查的13600名低风险患者的甲状腺超声报告，根据ACR TI-RADS、美国甲状腺协会指南(ATA)、欧洲TI-RADS(EU-TIRADS)和韩国TI-RADS(K-TIRADS)的标准对结节进行分类来比较BRRs。研究发现所有指南的结节风险类别的分布相似，但ACR TI-RADS建议活检的比例少25%～50%，因为它在TR3和TR4类别中具有更高的活检大小阈值。

Arsovic等回顾性分析了50例头颈部副神经节瘤(head and neck paragangliomas，HNPGL)患者和33名对照，包括神经鞘瘤、鳞状细胞癌或未分化型鼻咽癌(UCNT)的转移淋巴结、动静脉畸形和颞骨脑膜瘤。采用18F-DOPA正电子发射断层扫描(PET/CT)和时间分辨磁共振血管成像序列进行评估。结果显示从时间强度曲线提取的所有半定量参数在HNPGL和其他血管间隙肿瘤之间存在显著差异，包括线性回归获得的流入、达峰时间和流出。神经鞘瘤表现出比淋巴结更高的ADC值。分类和回归树(classification and a regression tree，CART)能以很高的准确性将HNPGL与其他肿瘤区分开来。在主成分分析中也显示了这些特征并形成了不同的组。散发型和SDHx突变型HNPGL之间没有观察到显著差异。这项研究确定了副神经节瘤的多参数MRI特征，为颈部深部软组织肿瘤从定性分析转向定量分析提供了强大的推动力。

为了探讨动态对比增强(dynamic contrast enhanced，DCE)灌注参数对头颈部神经鞘瘤和副神经节瘤的鉴别诊断价值，Ota等回顾性分析了14例头颈部神经鞘瘤(男4例，女10例；年龄22～68岁)和22例头颈部副神经节瘤(男4例，女18例；年龄18～78岁；琥珀酸脱氢酶亚单位SDHB基因突变3例，SDHD基因突变9例，SDHC基因突变2例)治疗前的DCE灌注表现。将兴趣区手动放置于肿瘤实体部位，根据时间强度曲线计算定量参数(Ve、Vp、Ktrans和Kep)和半定量参数(SER、TME、AUC、Wash-in、Wash-out、peak enhancement)。结果表明TME和Vp均是鉴别头颈部神经鞘瘤和副神经节瘤的有效指标。

神经脊髓成像

为了评估脊髓造影后CT(postmyelography CT，PMCT)肾对比剂混浊作为脑脊液(CSF)吸收标记物在疑似自发性低颅压综合征(spontaneous intracranial hypotension，SIH)患者中的作用，Piechowiak等对111例疑似SIH患者进行了回顾性分析，并根据脊髓成像分为两组：有脊髓纵向硬膜外脑脊液漏(spinal longitudinal extrathecal CSF collection，SLEC)组(SLEC+)和无SLEC组(SLEC-)。111例SIH患者中有71例(64%)有SLEC，40例(36%)没有SLEC。疑似SIH患者调整后的肾盂密度显著高于非SIH对照组(绝对差异：分别为75 HU和50 HU，P<0.001)。与SLEC(-)组相比，SLEC(+)组的肾盂密度有升高的趋势，但这些差异并不显著，且未发现脑脊液静脉瘘。因此对比剂混浊可能被认为是脑脊液吸收增加的替代。

自发性低颅压综合征(SIH)是一种由脊髓脑脊液漏引起的疾病。假定的最佳治疗是影像引导下靶向自体硬膜外血液和纤维蛋白胶修补。Amrhein等成功地进行了随机和盲法的修补可行性试验。他们通过筛查最终纳入15人(18.1%)并以1:1的比例随机分配到CT透视引导下靶向血液和纤维蛋白胶修补组和不做修补的假手术组。47%(7/15)的参与者不知道他们的干预手段。主要结果指标为1个月时的HIT-6，并将2个月时的脑部磁共振成像与基线进行比较，使用Dombrocky评分评估SIH体征的变化。结果显示试验组在1个月时HIT-6的平均下降率为(11.5±5.5)%，而假手术组为(7.9±7.2)%(P=0.29)。实验组的MRI Dombrocky评分平均降低4.3±3.5分，而假手术组为1±4.3分(P=0.15)。这些结果将构成未来权威多中心RCT的基础。

Johnson等比较了放射科医生与非放射科医生进行腰椎穿刺的数量、时间和患者的复杂性，发现2005年-2017年的34408次腰椎穿刺手术中，放射科医生实施的的百分比从40%增加到54%，而急诊内科医生实施的百分比从19%下降到15%，神经内科医生和神经外科医生实施的百分比从25%下降到15%。而且放射科医生在工作日进行了大部分腰椎穿刺(56%)，在周末进行了多次穿刺(38%)。放射科医生每年对高复杂性患者进行大多数腰椎穿刺，放射科医生对复杂患者进行的所有手术的比例从44%增加到56%。说明放射科医生在医疗保险人群中正在实施越来越多的腰椎穿刺手术。

肌硬脊膜桥被认为是在多物种中头颈运动期间稳定硬膜囊并促进脑脊液循环的结缔组织结构。最近发表的一项对患有爱唐综合征(Ehlers-danlos syndrome，EDS)的马的研究通过组织学和透射电镜显示了肌硬脑膜桥胶原的异常。为了评估人类进行颈椎蛛网膜下腔(cervical spine subarachnoid，SA)超声检查(US)的可行性，并评估结缔组织病(connective tissue disorder，CTD)患者中可能存在的差异，Beland等纳入了20名健康对照者和20名结缔组织病患者，在寰枢椎水平进行超声检查来测量蛛网膜空间的宽度。研究表明与对照组相比，CTD患者在寰枢椎水平上SA间隙未见增加。这可能是继发于肌硬脊膜桥在扩张过程中的松弛度上升。需要进一步的研究来确定肌硬脑膜桥动力学改变与CTD患者慢性头痛的关联。

急性创伤性颈髓损伤(spinal cord injury，SCI)对患者的生活具有毁灭性的影响，因此探索急性期的预后生物标志物至关重要。为了评估基于深度学习的放射组学(deep learning-based radiomics，DLR)预测颈髓损伤患者神经预后的能力，Okimatsu等回顾性分析了217名颈髓损伤患者的284张磁共振图像，对矢状面T2WI采用CNN自动量化放射影像学特征，并将患者的预后情况进行分层，评估DLR预测的美国脊髓损伤协会损伤量表(American spinal cord injury association Impairment Scale,AIS)评分和实际AIS评分之间的一致率。结果显示284幅磁共振图像中有131幅(46.1%)预测正确，249幅(87.7%)预测在距正确的AIS一步之内。实际值和预测值之间的加权k系数为0.52，表明用DLR预测急性颈髓损伤的短期神经预后是可行的。

人工智能

1.在疾病诊断和预后判断方面的应用

不完全多模态图像[MRI、氟脱氧葡萄糖-正电子体层扫描(FDG-PET)和淀粉样蛋白-正电子体层扫描(Amyloid-PET)]和其他临床变量会显著阻碍阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)所致轻度认知障碍(mild cognitive impairment，MCI)的准确诊断和预后。Lure等纳入来自ADNI数据库的214名轻度认知障碍患者，开发了一种新的基于纵向迁移学习的机器学习模型(longitudinal transfer learning-based machine learning model，LML)。基线状态下214个病例中有87个淀粉样β蛋白阳性，LML的AUC为0.89，敏感度为91%，特异度为88%。这与没有TL的基线图像相比显著改进。对于基线时轻度认知障碍2年期间转换的预测，转换为阿尔茨海默病的患者有26个，LML在这个严重失衡的数据集上的AUC、敏感度和特异度分别达到0.83、82%和90%；而标准模型分别为0.79、43%和95%。对于6年期间转换的预测，LML的AUC、敏感度和特异度分别为 0.83、92%和85%。使用纵向图像，LML的性能在AUC、敏感度和特异度分别提高到0.86、94%和88%。说明LML在所有队列中均表现出比其它模型更准确的诊断和预后评估。

在临床静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)分析中，识别固有脑网络及其偏侧化是重要参数之一。Agarwal等纳入45名接受术前功能磁共振成像语言定位的额顶叶脑肿瘤(低级别和高级别胶质瘤)患者和42名年龄匹配的健康对照者，训练和测试基于VGG16的CNNs，以分类左侧额顶叶网络(frontoparietal network，FPN)、右侧FPN或非FPN。结果显示在健康受试者的内部测试集中，CNNs识别FPN和偏侧性的AUC分别为0.98和0.75，在3分钟和6分钟采集图像之间没有显著差异。在额顶叶脑肿瘤患者的外部测试集上，CNNs识别FPN和偏侧性的AUC分别为0.89和0.75，在3分钟和6分钟采集图像之间以及与健康受试者测试表现相比没有显著差异。CNN可在健康人群和患病的额顶叶肿瘤患者的静息态功能磁共振数据中识别FPN及其偏侧性，这是脑肿瘤切除术前计划rs-fMRI分析自动化流程的第一步。

Cheah等使用全卷积网络(fully convolutional network，FCN)的自动化方法，对392个甲状腺结节(thyroid nodules，TNs)的392个超声循环影像(16503幅图像)进行切割(n=200)和分类(n=192)。在TN分割试验中，自动化方法和人工描绘之间的Dice相似系数为0.790(四分位距(IQR)：0.711～0.903)。在TN分类试验中，用于测试和评估循环影像和静态图像的DCNN模型的最佳验证精度为0.872和0.767。循环影像分类模型的性能明显优于静态图像分类模型(AUC 0.833，95%CI 0.758～0.901；AUC 0.700，95%CI 0.601～0.81，P=0.035)。表明基于深度学习的甲状腺结节集成自动化视频分析可通过自动化的方式准确描绘结节并进行结节的分割与分类，与基于静态图像的检测方法相比在肿瘤恶性程度方面判定优势显著。

Tahmasebi等为了提高对未定性甲状腺结节(indeterminate thyroid nodules，ITN)特征的诊断性能，将人工智能模型与ACR TI-RADS相结合，结果显示人工智能算法正确定位了测试集中的所有47个ITN(100%目标检测)。在预测高风险时，人工智能模型在训练期间达到68.31%的敏感度和86.81%的阳性预测值，在测试期间达到73.9%的敏感度、70.8%的特异度、70.8%的阳性预测值、73.9%的阴性预测值和66.7%的总体准确性。人工智能改进的TI-RADS在所有标准方面均有所改善。这种方法可能有助于更准确地确定需要进一步评估和治疗的真正高风险甲状腺结节。

ECOG-ACRIN癌症研究小组E3311是一项Ⅱ期试验，其中HPV相关口咽癌(HPV-OPC)患者在术后随机降级进行放疗，只要他们没有肉眼可见的ENE(结外侵犯>=1 mm)或>4个转移淋巴结。Kann等从E3311中随机获得了患者的扫描图像。根据病理报告对淋巴结进行分割，并标注ENE范围。将基于神经网络的深度学习算法(deep learning algorithm，DLA)的ENE预测性能直接与具有10年经验的头颈放射科医生进行比较，发现DLA在肉眼可见的ENE识别方面取得了较高的性能，并优于放射科医生。性能提高是由敏感度提高所驱动的。减少预处理ENE筛查中的假阴性结果，有可能改善OPC患者在手术和降级试验中的选择。

2.在图像获取和处理方面的应用

Wataru等通过比较超分辨率技术(SR)和压缩传感技术(CS)在评价二维和三维梯度回波序列(gradient echo sequence，GRE)脑图像的定量和定性图像相似性来确定MRI加速的合适方法。他们通过减小矩阵尺寸或增加CS强度，获得了比参考时间少25%和50%的图像，为了生成SR图像训练生成对抗网络(generative adversarial network，GAN)，将低分辨率图像放大为具有2倍交叉验证的参考图像。在2D和3D-GRE中，SR的结构相似性指数(structural similarity index，SSIM)显著高于CS(所有P均<0.001)。 SR在2D-GRE中的视觉图像相似性更高(所有P均<0.05)。CS在3D-GRE中表现出明显的提高(P<0.05)，但考虑到总成像时间，SR与CS具有相同的视觉图像相似性。因此对于MRI的加速，SR可以产生比CS更相似的图像来进行二维采集。 对于三维采集，CS具有优势，但SR在总成像时间(包括重建时间)上与CS相同。

Oostveen等比较了基于深度学习的重建(deep learning-based reconstruction，DLR)、混合迭代重建(hybrid-iterative reconstruction，HIR)和基于模型的迭代重建(model-based iterative reconstruction，MBIR)在非对比增强CT(NCCT)成像的图像质量和重建时间，发现与HIR相比，DLR的重建时间延长少于20 s，但可同时降低感知噪声和实际噪声，并改善组织对比。与重建时间较长的DLR相比，MBIR的图像质量明显更低。

Murugesan等采用新的深度学习方法，从原发性脑肿瘤患者的非对比增强多参数MR图像(T1W、T2W和FLAIR)中生成T1对比(T1c)图像并实现增强肿瘤(enhancing tumor，ET)的分割。预测的T1c图像结构相似性、PSNR和NMSE评分分别为95.62、37.8357和0.0549。使用非对比增强图像分割ET的Dice系数为62.3%。该模型能够预测92.8%的病例中是否存在ET，使用Dice损失和结构模糊损失可以改善这种情况。预测对比增强的评分者间一致性为87.2%(P<4.0e-05)。这项研究证明了深度学习方法从非对比增强多参数MRI图像中合成T1c图像的潜力。纳入额外的培训数据和使用3D网络可能有助于进一步推广该模型。

认知与记忆

为了评估DWI对门诊认知障碍患者的诊断价值，Kim等回顾性分析了11390名门诊患者的DWI头部磁共振图像，认知障碍患者的DWI总诊断率为2.0%(223例)，急性或亚急性梗死的诊断率为1.7%(188例)，其中74%(139/188)近期有皮质下小梗死，24%(46/188)有栓塞性梗死，11%(20/188)有区域性梗死。发作性全面性遗忘症(transient global amnesia，TGA)的诊断率为0.14%(16例)。克雅氏病(creutzfeldt-Jakob disease，CJD)的诊断率为0.12%(14例)。虽然DWI对认知障碍患者的诊断效率欠佳，但是DWI在急性或亚急性梗塞、TGA尤其是CJD(认知障碍的重要原因)的检测中意义重大。

2018NIA-AA研究框架是一种特征性描述人群中阿尔兹海默病的分类方案。Fayyaz等采用脑脊液生物标志(Aβ斑A、Tau蛋白T和神经退变N)分类标准将来自阿尔兹海默病神经影像计划的214名最初诊断为轻度认知障碍患者分为四组：A+T+(N)+(n=115)，A+T+(N)-(n=74)，A+T-(N)+(n=0)和A+T-(N)-(n=25)，分析各组间基因、临床和神经影像表征的差异。结果显示各组在进展为痴呆的频率、携带载脂蛋白E基因表型和颞叶内侧萎缩程度方面存在不同。

为了研究焦虑和抑郁对轻度认知障碍(MCI)向阿尔茨海默病(AD)进展的影响，Ulber等纳入了339名来自阿尔茨海默病神经成像计划2队列且基线诊断为轻度认知障碍的患者(其中72例进展为AD)，记录其人口学特征和载脂蛋白E (APOE)基因型，采用神经精神问卷(NPI)和老年抑郁量表(GDS)分别评估焦虑和抑郁症状，在基线MRI图像上确定海马(HV)和内嗅皮层(ERV)体积。结果表明ApoE4、焦虑、较低的海马和内嗅皮层体积与MCI进展为AD的速度增加有关。

交叉性小脑失联络(cross cerebellar diaschisis，CCD)是幕上病变对对侧小脑血流和代谢的抑制，在脑梗死中得到了广泛的研究。为了确定痴呆患者中小脑体积的不对称性，Srivastava等回顾性分析了5年间PACS系统中痴呆患者的PET/MRI资料，使用基于CNN的小脑分割工具提取小脑体积。结果显示16例CCD患者中(男8例，女8例；平均年龄70.3岁；平均小脑体积127360.5)，小脑小叶VIIB左右体积差异有统计学意义(P=0.0008)。基于性别的分组比较显示小脑蚓区Ⅵ(0.0110)和Ⅷ(0.0064)在男、女性之间差异有统计学意义。这是首次报道痴呆患者CCD的小脑体积不对称测量。

先前研究证实U-2飞行员相对其他军事人员存在全脑白质平均FA值下降、白质高信号负荷增加和神经认知表现不同。Sherman等采集了103名U-2飞行员的DTI图像和神经认知表现数据。在控制年龄变量后，胼胝体、内囊、放射冠、外囊和额枕束的FA值与MicroCog空间处理分数成正相关，额枕束FA值与反应时间呈负相关，年龄与反应时间成正相关。

Franceschi等对51名额颞叶痴呆(frontotemporal lobar degeneration，FTLD)患者的18F-FDG PET/MRI检查进行了代谢减低不对称性的评估，其中包括16名行为变异型额颞叶痴呆(behavioral variant frontotemporal dementia，bvFTD)、18名原发性进行性失语(primary progressive aphasia，PPA)、12名皮质基底节变性(corticobasal degeneration，CBD)和5名进行性核上瘫(progressive supranuclear palsy，PSP)。PPA患者中12名左侧代谢减低为主，6名右侧代谢减低为主。bvFTD患者中12名左侧减低为主，3名右侧减低为主和1名双侧对称性额叶代谢减低。CBD患者中6名左侧减低为主，4名右侧减低为主，2名双侧感觉运动皮层对称性代谢减低。PSP患者中3名左侧减低为主，1例右侧减低为主和1例双侧后额叶、扣带回前部对称性代谢减低。文献强调左侧为主的代谢减低是PPA变异型的关键影像特征，而本研究中1/3的病例显示右侧为主的代谢减低改变，这表明我们应该更加着重于受累脑区的功能性而不是代谢减低的不对称性类型。

Wu等收集了1097名来自人类脑连接组计划健康志愿者的T1MRI和流体认知综合评分，基于皮层和皮层下结构的形态建立一种图卷积神经网络方法(graph convolutional neural networks，GCNNs)以预测流体智力并揭示预测中相关的脑区。结果显示联合皮质和皮质下结构得出的预测效果最好(MSE=0.834，R=0.454)，其次是仅使用皮质表面(MSE=0.886，R=0.381)和仅使用皮质下结构(MSE=1.014，R=0.155)。该映射图显示预测流体智力的判别位置主要在左侧颞叶和顶叶，部分涉及右侧海马和杏仁核。该神经网络的可视化理解表明上述方法可进一步帮助定义脑结构和功能的内部关联。

颅内血管成像

高时间分辨率对于量化血流速度的快速变化是必要的，Shields等采用X射线粒子图像测速仪(X-ray particle image velocimetry，XPIV)结合碘标记亚毫米微球在神经血管模型内评估心动周期内的速度变化。心脏收缩峰值测量值一般>40 cm/s，最小舒张测量值<10 cm/s。高速微球在收缩期可到达动脉瘤穹顶部，而低速微球多见于动脉瘤中心。每个模型兴趣区内的速度周期性变化都能通过高速检测器捕捉并清晰地显示出来。在高时间分辨率下准确测量整个心动周期内速度变化能使我们进一步了解神经血管疾病状态下的血流动力学。

Sangil等采用三维高分辨率磁共振血管壁成像(3-dimensional high resolution magnetic resonance vessel wall imaging，3D HRMR VWI)研究弥漫性蛛网膜下腔出血(subarachnoid Hemorrhage，SAH)并血管成像阴性患者可能存在的结构性病因。他们评估了23例血管阴性、非中脑周围、弥漫性SAH患者的影像学表现和临床处理。其中19例(83%)存在3D HRMR VWI结构性病因：动脉夹层12例，血泡样动脉瘤4例，生长性穿支动脉瘤破裂2例，梭状动脉瘤破裂1例。他们根据HRMR VWI表现和临床情况，早期行血管内治疗9例(39%)，取得了良好的临床效果。证明颅内大动脉3D HRMR VWI是评估和管理血管阴性弥漫性SAH患者的额外有用的辅助成像工具。

Togao等通过与基于脉冲动脉自旋标记(ASL)4D MRA即对比剂固有流入增强多相血管成像(contrast inherent inflow enhanced multi-phase angiography，CINEMA)对比，评估伪连续ASL 4D MRA联合中心锁孔和视图共享(4D-pack)技术显示颅内硬膜动静脉瘘(dural arteriovenous fistulas，DAVF)的价值。结果显示4D-pack提高了颅内硬脑膜动静脉瘘的引流静脉显示和对比噪声比。4D-pack可被认为是一种无创性临床评估DAVF的合适工具。

扩散成像

Nadim等为了评估扩散编码梯度方向(number of diffusion-encoding gradient directions，NDGD)的数量对脑内各向异性分数(fractional anisotropy,FA)的影响，并确定最佳NDGD。他们对23例受试者行DTI扫描(64个扩散编码梯度方向)，发现所有受试者的平均FA值随着NDGD的增加而下降，在15～25个梯度方向范围内平均FA值持续下降，之后平均值不发生变化，但方差随着NDGD的增加而减小。TBSS分析显示与地面真值图相比，方向下降图FA值增加，从59个方向开始，显著性和空间范围随NDGD的减少而增加，差异有统计学意义(P<0.05)。

Topgaard等探究了磁共振扩散张量分布(diffusion tensor distribution，DTD)方法中用来评估大脑组织微观结构的非参数DTD和反映细胞密度、形状、方向和异质性的参数图，在脑囊虫病、脑积水、中风和辐射损伤中的应用价值。原始图像被转换为体素水平的DTDs和指标，包括张量“大小”(与细胞密度成反比)的平均值和(协)方差、形状和方向，以及来自拉长细胞(bin1，包括脑白质)、几乎各向同性细胞(bin2，包括脑灰质)和自由水(bin3，包括脑脊液)的信号分数。结果显示DTD的自定义序列可以作为临床MRI的一个补充应用，并为一系列病理改变提供具有显著特征的新显微结构参数图。

Lasic等对14名复发缓解型多发性硬化(primary progressive multiple sclerosis，PPMS)、26名原发性进行性多发性硬化(relapsing-remittingmultiple sclerosis，RRMS)患者和27名健康对照(HC)进行分析，扩散张量成像中的传统各向异性分数(DTI-FA)图从传统DWI扫描序列中获取，微观各向异性分数(μFA)从线形和球形联合扩散张量值编码DWI扫描序列中获取，结果显示正常白质(normal appearing white matter，NAWM)组织病理是由μFA，而非DTI-FA反映；临床评分与μFA的相关性较DTI-FA强；总病灶体积与μFA相关，与DTI-FA无关；年龄与μFA呈负相关，而与DTI-FA无相关性。说明与传统的扩散MRI相比，张量值编码提供了更清晰的不被交叉纤维混淆的微结构信息，可以改善多发性硬化的病理表征。

Wang等使用专为甲状腺设计的表面线圈获得了36名无甲状腺疾病健康志愿者的小视野短时间反转恢复序列(STIR)的DWI图像，并提取了5个基于直方图的特征，包括平均值、峰度、熵、方差和偏度。获得的图像整体质量良好，但表面线圈接收敏感度不均匀导致了图像不均匀，进而造成直方图分析的差异。因此需要对患者进行进一步的研究来确定最佳的甲状腺DWI图像。

儿童神经

为了探究基于儿茶酚氧位甲基转移酶(COMT)基因型的早期认知发育差异是否可以通过皮质发育差异来解释，Remer等获取了88名1～6岁健康儿童的151幅T1MR图像，按COMT rs4680基因型分组，其中20名Val/Val，38名Val/Met和30名Met/Met。COMT基因型与非语言发育商(non-verbal development quotient，NVDQ)的关系是由距状旁回、缘上回和颞横回的皮层厚度介导的。COMT基因型与言语发育商(verbal development quotient，VDQ)的关系是由距状旁回、扣带回峡部和额中回尾部的皮质发育介导的。COMT基因型与早期学习复合体(ELC-IQ的替代量度)的关系是由内嗅皮层、楔叶和梭状回中的皮质发育介导的。这表明基于COMT基因型的纵向认知发育差异可以通过皮层厚度发育差异来解释。

运动伪影是新生儿脑部MRI中的常见问题，可能会对脑组织的分割产生负面影响。Verschuur等利用插值层面代替受影响的层面以进行进一步的组织分析。他们纳入中晚期早产儿进行分析发现灰质(Z=-2.8，P=0.002)、白质(Z=-2.19，P=0.027)、脑脊液(Z=-3.7，P<0.001)和深部灰质(Z=-2.89，P=0.003)的插值前后体积有显著性差异。插值后存在运动伪影图像计算出的大脑体积与对照组相比无明显差异。因此T2加权扫描的分段立体插值方法在处理多层伪影新生儿脑分割提供了良好的效果。建议在中晚期早产儿(moderate and late preterm，MLPT)的多层MRI中使用这种插值技术，以减少运动伪影对脑体积分割的影响。

单羧酸转运体8(MCT8)缺乏是一种罕见的X连锁神经遗传疾病，主要是由编码甲状腺激素转运体的MCT8基因突变造成。在早期表现为明显的神经发育延迟、低张力和非自主运动，最常见的影像学表现是髓鞘发育延迟，但白质束可能受到更多影响。Matheus等在MCT8患者(n=11)和对照组(n=18)中获得了T1加权和扩散张量和扩散峰度加权(DTI-DKI)图像，以丘脑腹侧中间核(VIM)和初级运动区(M1)作为种子区进行分析，发现MTC8患者的FA、MK、kax和krad显著降低(P<0.01)，MD和drad显著升高(P<0.01)，dax在MCT8患儿中更高(P<0.05)。

对比剂

与钆布醇和钆双胺相比，钆吡醇是一种高松弛性大环类钆(Gd)对比剂(GBCA)，目前正在进行3期临床试验。为了评价反复注射钆吡醇后，Gd在健康大鼠中枢神经系统中的长期生物分布、动力学、安全性和形态。Rasschaert等向健康大鼠体内注射2.4 mmol/kg钆吡醇、钆布醇和钆双胺和生理盐水5次(每周1次)，于末次注射后1个月、5个月或12个月(M1、M5、M12)实施安乐死(n=12/组)。钆吡醇、钆布醇给药(大环组)后，中枢Gd的浓度在M1时约为0.3 nmol/g，直到M12约80%清除。钆双胺注射后中枢Gd的浓度在M1时约为2～2.5 nmol/g，是大环组的7倍，1年后几乎没有清除。与大环类GBCAs的预期一样，钆吡醇注射后Gd的长期滞留量较低，与钆布醇相当。

为了评价高松弛性大环类GBCA钆吡醇对脑转移瘤(brain metastases，BM)决策和治疗计划的影响，Essig等对接受了两次单独磁共振成像检查(分别使用钆吡醇、钆贝葡胺，均为0.1 mmol/kg)的患者数据进行分析，共有13名成年患者表现为两次检查中至少有一次显示出脑转移。每个患者的治疗计划[立体定向放射手术(SRS)或全脑放射治疗(WBRT)]都在两次磁共振成像中确定，肿瘤总体积(GTV)表示肿瘤的对比增强部分，GTV额外增加1 mm边缘后为规划目标体积(PTV)。结果显示钆吡醇改善了BM的检测，导致13名患者中2名患者的治疗决定发生改变(从没有治疗到SRS或从SRS到WBRT)，并且基于钆吡醇扫描的治疗方案的平均GTV始终高于基于钆贝葡胺扫描的GTV。

Robert等评估了0.08 mmol/kg和0.1 mmol/kg高松弛性大环类GBCA 钆吡醇以及0.1 mmol/kg钆贝葡胺(线性GBCA)在检测小鼠毫米级脑转移方面的潜力。他们将105 MDA-MB-231Br细胞在超声引导下植入18只Balb/c小鼠左心室，诱导脑转移。细胞注射3～5周后，在2.35T磁场下进行高分辨率3D-T1W梯度回波序列脑磁共振成像。与0.1 mmol/kg剂量的钆贝葡胺相比，0.08 mmol/kg和0.1 mmol/kg剂量的钆吡醇检测到更多的转移，无论剂量多少，钆吡醇检测到的强化病灶增加了约2倍。组织学分析也证实了转移灶的存在和位置。

Liu等为了开发氘氧化物(D2O)作为一种引导血管内神经介入的非金属对比剂，进行了大鼠和狗的动物研究。研究表明，D2O可以产生高MRI对比度。D2O-MRI确定的灌注区域与SPIO-MRI(超顺磁氧化铁注射液)确定的灌注区域有很好的相关性(r=0.8491)。此外D2O-MRI确定的灌注区域可以成功预测甘露醇治疗后的血脑屏障开放(BBB opening，BBBO)区域，与Gd-MRI有良好的一致性(r=0.8468)。最后D2O-MRI评估的灌注面积与Gd-MRI在3T评估的BBBO有很好的相关性，因此 D2O-MRI具有临床实用性。

分子影像

肿瘤PD-L1表达上调可导致结直肠癌(colorectal cancer，CRC)患者预后不良，PD-L1治疗的临床结果与PD-L1的表达水平有关。因此Zhao等开发了一种89Zr标记的阿特珠单抗(Atezolizumab)作为探针(89Zr-Df-Atz)，利用异种移植小鼠检测PET成像是否能反映肿瘤PD-L1的表达。结果显示89Zr-Df-Atz能有效结合肿瘤PD-L1，标记反应不损害其抗原结合能力。肿瘤与肌肉(腿部)SUVmax比值能有效区分PD-L1高表达和低表达肿瘤(P<0.001)。因此89Zr-DF-Atz有助于进一步探讨结直肠癌的各个阶段，有望成为替代免疫组化(IHC)的成像工具。

Esfahani等建立了阿法替尼敏感细胞(NCI-N87)和阿法替尼耐药细胞(SNU16)胃癌(gastric cancer，GCa)的小鼠异种移植模型(n=20只裸鼠/组)，比较阿法替尼治疗72小时后RTKs和下游节点的定量变化，用HER3靶向肽68Ga-HER3P1进行PET/MRI，观察基线和第3天HER3PET摄取(SUVmax和SUVmean)的时间变化以及肿瘤组织HER3的变化。结果显示用阿法替尼100 nM治疗后可显著增加NCI-N87细胞中HER3的总表达，减少p HER3和其他所有RTKs及下游节点的表达，而在SNU16细胞中则观察到完全相反的变化。因此HER3PET成像能够检测HER3表达的快速定量变化，并预测GCa对泛受体酪氨酸激酶抑制剂(pan-receptor tyrosine kinase inhibitor，RTKI)治疗的反应。

为了探究基于吲哚青绿(ICG)的光学成像(OI)评估增强射频热疗(RFH)治疗肝癌的可行性，Zhou等用不同的ICG浓度(0～200 μg/mL)和不同的孵育时间(0 min～48 h)处理大鼠肝癌细胞。用MTS法测定LTX-315的半数最大抑菌浓度(IC50)，将ICG细胞分为四个不同处理的研究组：RFH单独在42℃下30分钟； LTX-315溶瘤治疗；RFH联合LTX-315治疗；生理盐水。采用MTS法、荧光显微镜和流式细胞术对细胞活力和凋亡进行了比较。用Bruker光学/X射线成像和介入微OI针对ICG细胞进行OI。然后对ICG-细胞信号强度(SI)进行统计比较。他们发现被癌细胞吸收的ICG从0线性增加到100 μg/mL，优化浓度在100 μg/mL，而ICG-SI在24 h达到峰值。LTX-315的IC50为25.4 μM。与其他三组相比，MTS法和凋亡分析显示联合治疗的细胞活力最低，凋亡最高。ICG增强介入OI在联合治疗中显示细胞SI明显降低。该研究证明了基于ICG的OI评估增强RFH治疗肝癌的可行性。

Liang等收集了100例鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)患者的PET/MR影像资料，从T2WI和PET图像中分别提取了与NPC分期最相关的6个和3个放射学特征，并测量了NPC主要代谢参数(SUVmax、MTV、TLG)，通过ROC曲线评价NPC分期中具有统计学意义的参数和特征的诊断效果。结果表明PET/MR放射学特征和代谢参数对NPC的T分期和临床分期有重要价值，但在N分期中价值有限。未来放射学特征有望成为预测NPC分期的更经济的工具。

Kendall等对29例确诊的原发性前列腺癌术前进行了Fluciclovine PET/CT成像评估，并对每个前列腺病变进行了放射学标记，记录最大摄取参数。在前列腺切除术后，对整个前列腺根据病理学格里森分级进行评分。根据术后病理评分，Fluciclovine能够预测前列腺肿瘤的存在，敏感度为85%，特异度为81%，阳性预测值为95%，阴性预测值为54%。格里森评分越高的前列腺癌最大摄取均值越高。此外，方差分析显示格里森分级与最大摄取均值显著相关。因此Fluciclovine PET/CT有望成为一种有价值的术前评估工具。

Calais等基于一项转移性去势抵抗性前列腺癌(metastatic castrate-resistant prostate cancer，mCRPC)患者接受177Lu-PSMA-617分子放疗的前瞻性Ⅱ期试验，在其中一个单队列对总生存期(OS)进行事后分析。43例患者随机分为6.0 GBq(n=14)和7.4 GBq(n=29)两个治疗组。11/43(26%)患者为初次CTX，10/43(23%)、12/43(28%)、5/43(12%)和5/43(12%)患者分别接受过1、2、3或4种CTX方案。PSA基线为29.2 ng/mL(平均值228.8，范围0.5～2082.6)。21/43(49%)患者完成了177Lu-PSMA-617治疗的4个周期，而4/43(9%)、13/43(30%)和5/43(12%)患者分别完成了1、2和3个周期。结果显示在之后随访的19.5个月，整个队列、6.0 GBq组和7.4 GBq组的OS中位数分别为14.8个月、15.7个月和13.5个月。在2个周期后任何时间PSA下降≥50%的患者有更长的OS。

为了研究淀粉样蛋白靶向脂质体大环类钆(Gd)对比剂ADx-001的有效性剂量范围，Calais等采用APPswe/PSEN1dE9双转基因早期阿尔茨海默病小鼠模型进行体内研究，ADx-001在3个剂量水平下(0.10、0.15和0.20 mmol Gd/kg)进行测试。使用T1加权自旋回波(T1W-SE)序列和快速自旋回波反转恢复(FSE-IR)序列进行扫描。分别于注射对比剂前和静脉注射ADx-001后4天采集图像。ADx-001增强MRI显示，与野生型(淀粉样蛋白阴性)小鼠相比，转基因小鼠(淀粉样蛋白阳性)在各剂量水平的T1W-SE和FSE-IR图像上均有明显的信号增强。T1W-SE成像在0.2和0.1 mmol Gd/kg剂量时显示高敏感度(>80%)，而FSE-IR在0.2和0.15 mmol Gd/kg剂量时显示高敏感度(>80%)。所有剂量水平的特异度均为100%。显微镜下证实了ADx-001与淀粉样斑块沉积在转基因小鼠大脑皮层和海马区域的共定位。

正确定位致痫区域有助于癫痫患者的手术实施。Lin等首次合成了CD163靶向白蛋白二氧化锰(BMC)纳米颗粒。建立了红藻氨酸(KA)诱导的大鼠癫痫模型用来研究纳米粒子的成像、活性氧清除和产氧能力。结果表明BMC纳米颗粒在KA诱发癫痫模型中更有可能到达靶向位置并发挥治疗作用，为克服癫痫灶的氧化应激和缺氧环境提供了一种新的治疗策略。

细胞毒性T细胞和NK细胞释放的活化颗粒酶(BGzmB)是炎性肠病(IBD)的早期炎症启动子。Heidari等开发了一种基于肽的GzmB对比剂(68Ga-NOTA-GZP)检测其是否可以用于评估IBD的活动性。他们用IL-10-/-小鼠，在饮用水中给予葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导结肠炎。使用未治疗的IL-10-/-小鼠和B6小鼠饲以DDS或水作为对照。抗TNF注射液用于治疗IL-10-/-DDS结肠炎。结肠炎诱导后每周进行PET成像。与IL-10-/-和B6对照组相比，DSS处理的IL-10-/-小鼠的肠道摄取显著增加(P<0.02，P<0.03)，经抗TNF治疗的小鼠肠道吸收没有任何增加(P=0.91)。结肠炎模型的成像显示结肠摄取在第1周增加了4倍，到第4周逐渐减少到正常的2倍。在所有时间点，诱导小鼠的摄取仍然显著高于对照组(P<0.01)。因此GzmBPET成像可以作为IBD疾病活性的标志物。活性克罗恩病标本中GzmB的存在映证了其临床价值。

为了探究透明质酸修饰的钆纳米探针(Gd-HA NPs)在磁共振关节软骨成像中的有效性和安全性，Lu等将新型纳米粒子对比剂(Gd-DTPA-HA)注入新西兰兔关节软骨损伤模型的关节腔，以相同浓度的Gd-DPTA作为对照组，在磁共振增强前后观察延迟增强程度(ΔSNR)。Gd-HA NPs关节内注射显著提高了软骨和病变磁共振图像的质量。在给予NP后的2 h内，软骨损伤部位的SNR是注射前测量值的2.3倍。此外，由于对血液系统或主要器官功能无不利影响，Gd-HA NPs表现出良好的生物安全性。因此，Gd-HA NPs可能成为一种有效的磁共振对比剂，用于优化软骨损伤的检测。

Antil等对卵巢肿块激酶插入域受体(kinase insert domain receptor，KDR)靶向微泡(BR55，Bracco)超声分子成像(ultrasound molecular imaging，USMI)信号与免疫组化(immunohistochemistry，IHC)结果进行相关分析。前瞻性招募了10名患有复杂卵巢病变的妇女(28～76岁)，采用B超选择目标病灶(实性成分)，再以双模式行USMI检查，手动注射BR55(0.03 mL/kg)10 s以上随后注射10 mL生理盐水。在初始洗入阶段(45 s)采集图像，然后每2分钟采集10 s，直至30 min。结果显示所有患者均耐受BR55，无不良事件。数据分析包括7名接受手术和IHC检查的患者。7个病灶中有3个为良性，4个为交界性肿瘤。在7个病灶中观察到的增强水平为：无(n=2)、弱(n=3)、强(n=2)。体内USMI信号显示86%(6/7个病灶)的KDR与体外IHC相关。共刺激分子(B7H3)和前列腺特异性膜抗原(PSMA)分别在4例(4/7)和3例(3/7)病灶中表达。因此KDR靶向USMI是安全可行的，并能够检测卵巢病变中KDR的表达。