RSNA 2017分子影像學

李詩卉， 張巨， 陳小偉， 蘇昌亮， 王振熊， 張歸玲， 葉海琪， 朱文珍

神經炎癥、腦損傷以及膠質瘤

Zhang等對硫代乙酰胺(thioacetamide)誘導的急性肝性腦病(AHE)大鼠(n=12)和對照組大鼠(n=12)分別進行11C-PK1195和18F-DPA-714示蹤劑的PET成像(每組6只)，比較組間的全腦攝取值。又將46只AHE大鼠分為四組進行干預：生理鹽水(NS)組(n=13)、米諾環素(MINO)組(n=11)、地塞米松(DEXA)組(n=11)和MINO+DEXA組(n=11)，對其行18F-DPA-714的PET成像，計算吸收值，并分析大鼠的旋轉試驗、生化指標和組織病理學結果。最終證實11C-PK11195和18F-DPA-714 PET均能檢測到AHE模型的神經炎癥，18F-DPA-714 PET可以敏感地監測治療效果。

Salem等對大鼠注射大腸桿菌脂多糖(LPS)模擬膿毒血癥，后測量全腦勻漿中的IL-1B、IL-6、TNFA、可溶性淀粉狀蛋白-β(Aβ)和p-tau蛋白，并通過免疫染色定量皮層Aβ斑塊，Iba1免疫染色定量小膠質細胞密度。注射LPS后72h靜脈內注射18F-flutemetamol，數字放射自顯影量化冷凍切片獲得腦攝取量。最終發現以IL-1B為著的細胞因子明顯增加。注射LPS的大鼠的可溶性Aβ、p-tau、皮層小膠質細胞密度以及大腦皮層活性顯著高于對照組，而大腦白質(胼胝體)18F-flutemetamol攝取量無明顯差異，得知LPS內毒素血癥會導致繼發性神經炎癥和細胞因子升高，腦中可溶性Aβ、p-tau和Aβ斑塊以及18F-Flutemetamol會在腦皮質沉積。

LU等使用動態對比增強磁共振成像量化創傷性腦損傷(TBI)后大鼠血腦屏障(BBB)通透性，并根據腦水含量量化腦水腫，同時測量受損組織中的超氧化物、20-羥基二十碳四烯酸(20-HETE)、閉鎖連接蛋白(ZO)-1、基質金屬蛋白酶(MMP)-9和c-Jun氨基末端激酶(JNK)途徑的蛋白質含量。結果發現，TBI后，20-HETE水平、血腦屏障通透性和腦水腫明顯增加，同時伴有超氧化物的產生，而超氧化物歧化酶水平及總抗氧化能力下降，另外，MMP-9和JNK途徑的蛋白質表達上調，而封閉蛋白和ZO-1的表達被抑制。表明20-HETE可能通過增加MMP-9和緊密連接蛋白的表達而加重TBI后BBB的破壞。此外，氧化應激和JNK信號通路也可能參與BBB調節異常。

Cross等對小鼠行連續5天的重復震蕩皮層撞擊(rcCCI)(n=15)或假CCI(n=8)，在第一次CCI后給予鼻內紫杉醇(PTX)(0.6mg/kg，n=6)或生理鹽水(SAL)(n=9)。后在14T的掃描儀上行擴散張量成像(DTI)掃描，使用手動畫ROI以及FSL纖維束追蹤空間統計分析(TBSS)獲得各向異性參數(FA)。18F-氟代脫氧葡萄糖(FDG)PET成像量化突觸活性。第45天病理評估外囊和海馬的錐突損傷(銀染)和突觸丟失(PSD-95)。發現與假處理組(SHAM)相比，外囊區rcTBI的FA降低了17%(0.21±0.01 vs 0.25±0.01，P≤0.05)，TBSS觀察到廣泛的白質損傷區域。PTX-rcCCI與SHAM或SAL-rcCCI無顯著差異。大部分SAL-rcCCI的外囊可見軸突變性(5/6)，而PTX處理組未觀察到，用PTX小鼠“標準化”后SAL-rcCCI顯示FDG攝取顯著降低。SHAM組SAL-和PTX-rcCCI組的全腦SUV分別為120.5±30.1、90.3±18.7和129.2±23.0，P≤0.05。與SHAM和PTX相比，SAL-rcCCI海馬PSD-95免疫熒光減少。從而得知DTI和FDG-PET均能檢測到重復震蕩損傷后腦白質結構和糖代謝的改變，而只有FDG-PET能夠監測到PTX后的改變。

Wang等對29只大鼠右側基底節注射40μL自體血制造腦出血(ICH)模型并在D1、D3、D7、D14、D21、D28在7T掃描儀上行T2WI和DTI，D0行T2WI測量血腫體積，DTI測量平均擴散系數(MD)、軸向和徑向擴散系數。隨后取組織行HE，Iba1和膠質纖維酸性蛋白染色。最終發現，D1的MD圖上ICH擴散變化主要包括相對中央高值區[rCEVZ，(9.54±2.57)×10-4mm2/s]、相對低值區[rOVZ，(6.94±0.96)×10-4mm2/s]以及相對邊緣高值區[rPEVZ，(9.61±0.59)×10-4mm2/s]。D1、D3、D7的rCEVZ不僅有異質性的紅細胞和血清，在D1、D3還有腦實質壞死。D1、D3、D7的rOVZ有血管源性和細胞毒性水腫，在D3和D7有中性粒細胞的聚集，D3～D28有小膠質細胞增殖，D7～D28則有星形細胞增生。rPEVZ的D1、D3、D7出現細胞毒性和血管源性水腫，D3～D28存在膠質增生。D1、D3的異常擴散體積大于D0的血腫體積。D1、D3、D7的rCEVZ體積明顯小于D0的血腫體積。rOVZ和rPEVZ體積分別在D1和D3達到峰值。表明腦出血后血腫以及周圍組織的擴散存在著復雜的病理改變背景。

Liu等利用動態磁敏感對比增強灌注加權成像(DSC-PWI)和擴散加權成像(DWI)技術測量了41例膠質母細胞瘤[患者平均年齡(62.32±12.09)歲]強化區域以及周圍區域的相對腦血容量(rCBV)和表觀擴散系數(ADC)，并采集組織的Ki-67、異檸檬酸脫氫酶(IDH)、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)以及EGFR信息，將影像參數與組織病理學指標、基因指標、生存時間進行統計學分析，發現ADC與基因標志物IDH無顯著相關性(P≥0.05)。而強化區最大相對腦血容量rCBVmax與mTOR顯著相關(P=0.047)，調整性別和EGFR后，腫瘤周圍區域最大相對腦血容量rCBVperi-tumor與mTOR顯著相關。Cox回歸分析顯示，rCBVperi-tumor和年齡是總生存時間(OS)最強的兩個預測指標(OR=1.29、1.063，P=0.003、0.005)。在ROC分析中，rCBVperi-tumor的曲線下面積比其他影像學參數和基因組生物標志物的更大，rCBVperi-tumor與年齡的組合提高了對OS的預測性，特異度為78.9%，敏感度為81.8%。該研究顯示rCBV與mTOR-EGFR通路標志物間存在顯著的放射基因組關聯，而rCBVperi-tumor具有比單獨基因標志物和ADC參數更好的預后價值。

Jiang等對膠質母細胞瘤(GBM)行酰胺質子轉移加權(APTW)成像，并對組織標本行MGMT免疫組化，最終發現MGMT非甲基化組的APTW明顯高于MGMT甲基化組。在區分MGMT甲基化和MGMT非甲基化的GBMs時，APTWmax和APTWave的曲線下面積為0.857，符合率為90.4%，表明APTW在識別GBM MGMT方面有很大意義，對烷化劑治療有很大指導作用。

腫瘤學

Bhujwalla等用自由誘導-衰變化學位移成像(fid-csi)掃描了21只肝細胞癌(HCC)荷瘤大鼠和5只對照大鼠，基于超極化代謝物間的標記交換計算乳酸和丙氨酸的信號強度比值(Lac/ala)，后取組織行組織病理學檢測，并用液體磁共振波譜學對LDH和GPT活性進行測定。最終發現癌前病變和HCC的Lac/ala比值較正常組織明顯增高，腫瘤組織LDH/GPT比值與Lac/ala比值呈正相關(R2=0.357)，rtPCR顯示糖酵解酶及EpCAM的表達水平與Lac/Ala比值呈正相關。表明超極化代謝物MRSI能夠可靠地鑒別正常肝組織和肝細胞癌，并能鑒別高度的糖酵解腫瘤。

Das等對36名高風險前列腺癌患者行68Ga-PSMA PET/CT和包括DWIBS在內的MPMRI。前列腺被劃分為12區，最大SUVmax和最小ADC所在的區域被視為可能的原位點，如果它們同時出現在一個區則被認為是一致的。同時進行精囊、淋巴結和骨骼受累評估以及TNM分類。發現19/36例患者(52.7%)PET/CT 與 MRI表現一致，21/36例患者(58.3%)68Ga-型PSMA和MRI的T分期表現相似，15/36例(41.7%)患者中，表現有差異。68Ga-PSMA PET/ CT比MRI檢測出更多的淋巴結受累(44：25)，25例(69.4%)區域性淋巴結分期和26例非區域淋巴結分期(72.2%)兩種方法表現一致，1例骨轉移、1例肝轉移和2例肺轉移被PET/CT檢測到而未被MRI檢出。因此得出結論，68Ga-PSMA PET/CT能比MRI檢測出更多的淋巴結以及遠處轉移。

Kono等對皮下移植了HER2過表達的CHO細胞的小鼠模型注射Chem-Ab (n=7)和SSC-Ab (n=7)。注射后第3天采集圖像，測量腫瘤/全身計數比率(T/WB比值)，第4天藥代動力學分析Chem-Ab組與SSC-Ab組的ga-67累積。最終發現SSC-Ab較Chem-Ab具有更高的結合力。

Heidari等將AR42J、HT-29和A549細胞系在FDG和醋酸奧曲肽(OCT)中孵育。ELISA法測定小鼠即時血清胰島素(INS)水平。HT-29荷瘤小鼠禁食4h后用生理鹽水(對照)、OCT(5mg/kg)、OCT+INS腹腔(IP)注射，PET成像或處死取樣測量FDG器官分布。Western blot檢測腫瘤、肌肉、褐色脂肪、心臟等組織的胞質和血漿膜(PM)glut-4表達。發現不同劑量OCT下HT-29、A549或AR42J對FDG攝取無顯著差異，小鼠血清素顯著的OCT劑量依賴性降低，給藥后15～30min到達峰值。相比對照，OCT組心肌和褐色脂肪的SUVmean明顯減少，但兩組間腫瘤的攝取情況相似。OCT+INS組心肌、褐色脂肪有較強的攝取，但腫瘤攝取下降。生物分布研究中，FDG的攝取與PET圖像相似。與對照和OCT+INS組相比，OCT組的心臟和骨骼肌、棕色脂肪和腫瘤中的glut-4細胞膜分數下降，而胞質分數上升。證明OCT可以提高FDG腫瘤顯像的效果，對腫瘤的FDG攝入影響很小，但是降低了心臟和棕色脂肪的攝入。

Song等采用熒光素標記大鼠肝癌細胞(MCA-RH 7777)并建立裸鼠肝癌模型，分別進行體外和體內實驗。四組(n=6)分別采用腫瘤內溶瘤病毒治療(T-VEC)+ RFH(42℃ 30min)、單獨T-VEC、單獨RFH、磷酸鹽緩沖液(PBS)干預，應用光學和超聲成像監測腫瘤大小。結果發現，體外實驗中聯合治療組存活細胞數量最少，生物熒光信號明顯下降(P<0.001)，體內實驗中聯合治療組生物熒光信號顯著降低(P<0.05)，超聲顯示腫瘤體積最小(P<0.05)。證明RFH可以促進HCC的溶腫瘤病毒療法，并可通過光學和超聲成像來有效監測。

Jin等使用基于镥的上轉化納米顆粒(UCNPs)的光譜CT檢測活體裸鼠骨肉瘤，共聚焦顯微鏡評估細胞對UCNPs的吸收，并進行細胞毒性試驗、血常規檢查、肝腎功能、體重及其他指標的毒性試驗。發現光譜CT可以鑒別出UCNPs、碘海醇和骨骼，可區分出鈣和含有UCNPs的骨肉瘤組織，同時其毒性較低，有較大的臨床應用前景。

Herranz等對200名乳腺癌患者注射120～140MBq的18F-FDG后1h行俯臥位高分辨力專用乳腺PET(dbPET)掃描，時間點分別為化療兩周期前后以及術前新輔助化療后。記錄最大標準攝取值(SUVmax)以及空間特征。發現3個時間點的病灶體積差異有統計學意義，新輔助化療前平均SUVmax明顯高于兩周期后(13.1 vs 5.5，P=0.019)，而兩周期后(post-2 cycles)和新輔助化療后SUVmax無明顯差異(5.5 vs 3.9，P=0.35)。證明dbPET可以從定位以及定量監測新輔助化療。

Han等在小鼠乳腺癌細胞培養基中分別加入羅丹明標記的G3(釓噴葡胺)-磺胺(碳酸酐酶-靶向樹突狀對比劑)及G3(釓噴葡胺)-半胱氨酸(對照劑)，流式鑒定細胞。六周齡的Balb/c小鼠的乳腺脂肪墊中植入4T1細胞(5×105/每只)，7天后兩種樹突對比劑(DCA)靜脈注入，于第5、30、60、120、240min行T1WI。結果發現，G3(DTPA- Gd)-SA和G3(DTPA-Gd)- Cys的R1s均略高于10/mm·s。流式顯示在低氧細胞中G3(DTPA- Gd)-SA-RhB比G3(DTPA- Gd)-Cys-RhB有更高的攝取。體外實驗中，最初2h內兩組腫瘤部位信號強度大致相似，4h后，G3(DTPA-Gd)-SA仍可見強化而G3(DTPA-Gd)-Cys已經消退。證明低氧細胞中碳酸酐酶靶向的樹突狀對比劑具有更高的攝取率，且可以優化MR成像。

Larimer等使用抗PD-1單克隆試劑或與抗CTLA-4結合治療兩種腫瘤模型(CT26和MC38)小鼠，在療效出現分化前行PET成像，使用免疫熒光以及免疫組化對9例PD-1治療的黑色素瘤腫瘤組織中的顆粒酶B進行定量分析。發現顆粒酶B能夠區分出對治療是否敏感。人腫瘤組織樣本顯示，治療后15天，其累積量有顯著差異，證明顆粒酶B是一種準確的具有預測性的PET標志物。

肝、腎、心血管疾病以及糖尿病

Jung等對C57BL/6J野生型小鼠隨機使用四氧嘧啶(100μliv，四氧嘧啶一水合物，Abcam)以誘導出I型糖尿病或在16周內接受35%基于豬油的高脂飲食以誘導II型糖尿病。β3受體激動劑CL316243激活棕色脂肪組織(BAT)，在注射TRL-SPIO(富含甘油三酯的脂蛋白-超順磁性氧化鐵)前后20min用7T MR儀行T2*W Multiecho-GRE序列掃描，并行活體顯微鏡(IVM)分析，對BAT中TRL-QD(富含甘油三酯的脂蛋白-量子點)的攝取實時成像。發現對照小鼠CL治療后信號顯著下降，但I型和II型糖尿病小鼠模型未檢測到注射TRL-SPIO前后BAT信號顯著改變。IVM分析也符合此結果，證實Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病導致BAT中TRL(富含甘油三酯的脂蛋白)攝入量減少。

Xiao等將80只雄性SD大鼠隨機分為正常對照(NC)組和糖尿病(DMN)組，DMN組腹腔注射鏈脲佐菌素(65mg/kg)，NC組給予生理鹽水。兩組分別在不同時間點(3、7、14、21、28、35、42、49、56、63、70d)進行BOLD-MRI掃描，測量腎皮質和髓質R2*(CR2*，MR2*)并計算比值，各時間點測量尿蛋白排泄(UAE)并行組織病理學檢測。結果發現糖尿病組在不同時間點的CR2*和MR2*值明顯高于對照組(P<0.01)，這些R2*值逐漸升高并在第35天達到峰值(CR2*=33.95±0.34s-1，MR2*=43.79±1.46s-1)，后逐漸降低至第70天[CR2*=(33.17±0.69)s-1，MR2*=(41.61±0.95)s-1]，但仍顯著高于對照組[CR2*=(28.41±0.56)s-1，MR2*=(31.77±0.87)s-1，P<0.01]。DMN組的MCR從1.12逐漸上升到第42天的1.32，然后逐漸下降，到第70天降至1.25。DMN組的UAE逐漸升高，從第7天開始明顯高于NC組(P<0.01)。DMN組的GSI高于NC。與NC相比，DMN組的系膜體積密度(Vvmes)和毛細血管表面密度(Svcap)增加。證明BOLD-MRI可以非侵入性地評估糖尿病的腎臟缺氧狀況，并早于UAE檢測出糖尿病腎臟損傷。

Xu將雄性Wistar大鼠分為對照組和糖尿病合并抑郁癥組(DD組)，DD組腹腔注射STZ，對照組注射檸檬酸鹽緩沖液。后將DD組暴露于慢性不可預見的輕度壓力(CUMS)下28d，所有大鼠CUMS程序后立即進行曠場和Morris水迷宮測試。后處死取腦組織檢測前額葉皮層(PFC)、海馬(HI)和下丘腦(HY)的膠質纖維酸性蛋白(GFAP)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺酶(GLS)、谷氨酸脫羧酶(GAD)的表達，剩余組織行MR檢查以探查代謝變化。結果發現DD組結果顯示血糖高(>33.3mol/L)，體重下降(P<0.01)，曠場試驗中，DD組總行程和行為活動減少(P<0.05)，Morris水迷宮實驗中DD組穿越平臺面積較少(P<0.05)。DD組GFAP，GLS的平均光密度(MOD)升高，GS的MOD降低。PFC中GAD的MOD升高。DD組的所有3個區域的Lac水平均高于對照組。PFC和HI的Glu、Gln、NAA、Cre和Cho降低，Tau升高。 此外，在PFC中觀察到Asp和Gly的水平下降，在HI中Ala下降而m-Ins增加。在HY中，GABA、NAA、Ala、Glu、Gln、Cho、Gly和Asp的濃度均下降。表明能量代謝和氨基酸類神經遞質代謝的改變可能與糖尿病合并抑郁癥的發病有關，Gln-Glu-GABA循環紊亂在導致合并癥神經元損傷中發揮著重要作用。

Cohain等從5只小鼠中獲得新鮮正常肝臟切成500μm的切片并置于冰冷的恢復培養基中，后將連續切片置于MR波譜儀中，在37℃下用氧合生長培養基持續灌注，獲得31P譜以評估ATP的存在，后將超極化13C1-丙酮酸鹽沖入光譜儀的NMR管中，進入肝臟，獲得連續13C NMR譜使用MNova進行光譜分析。發現每個肝臟采集的31P光譜顯示了ATP的特征信號，證實了切片的活性。每次13C1丙酮酸注射之后，在20s內檢測到13C1-乳酸鹽和13C1-丙氨酸信號，持續1.5min。首次在NMR光譜儀上維持并顯示精確切割的小鼠肝臟切片的活性并記錄超極化的13C1-丙酮酸鹽代謝。

Abeyakoon等對4個豬腎以85mL/min的恒定流率用充分氧化的(100%)溫熱的紅細胞溶液灌注。影像引導下將OxyLite探針置于的腎皮質內，將檢測到的光聲成像(OPUS)信號與來自OxyLite探針的測量結果進行實時測量，同時間歇夾住腎動脈直至腎梗死。獲得結果之前與EVNP連接的腎臟1和4已發生梗塞，腎臟2和3在間接OPUS衍生的氧飽和度大小和OxyLite探針之間顯示良好的時間相關性。表明可以用臨床光聲系統評估腎皮質缺血，并且OPUS測量結果與體外正常體溫灌注條件下血運重建的豬腎中的侵入性OxyLite測量值相關。

Tanifum等將含有脂質-PEG-THI567綴合物，DSPE-PEG-DOTA-Gd復合物和羅丹明DHPE的脂質混合物通過標準脂質體制劑方案制成尺寸約(170±10)nm的靶向粒子，同時制備對照非靶向制劑，流式評估體外顆粒結合、受體特異性以及體內白細胞細胞亞群結合分布。對小鼠行ApoE(-/-)MRI成像(IACUC批準方案)，在注射前后和72～96h后采集圖像，后取組織行組織病理學檢測。發現VLA-4靶向顆粒在體外和體內以皮摩爾結合常數與活化的單核細胞和T-淋巴細胞結合。延遲相成像中，注射靶向藥物的在主動脈弓或降主動脈的平均信號比非靶向藥物的高4倍。表明載有T1對比劑的脂質體納米顆粒靶向結合單核細胞/巨噬細胞和T淋巴細胞后可通過MRI對ApoE(-/-)小鼠中的易損斑塊進行無創觀察。

感染與炎癥

Both等通過對91例疑似巨細胞動脈炎(GCA)患者的顳淺動脈進行熒光分子成像及臨床、病理結果對照研究發現，體外熒光成像顯示GCA標本的組織蛋白酶活性顯著增加，而經病理證實GCA患者織蛋白酶B、K、L的表達也的確顯著增加。體外熒光成像信號溫和，但與組織蛋白酶K活性及其病理染色評分的相關性極強。因此，在診斷GCA時，組織蛋白酶能夠作為免疫組織學和分子影像學的一種生物標記。

Einspieler等回顧分析經過FDG-PET/CT檢查的50例可疑主動脈移植物感染患者，和13例主動脈修復但沒有移植物感染的腫瘤患者，最終共鑒定了28例感染和35例未感染的移植物。ROC分析顯示，SUVmax是診斷移植物感染最有力的預測指標，且臨界值為>4.48。這說明半定量方法，尤其是SUVmax，可以為評估胸主動脈或腹主動脈修補術后移植物感染提供了良好的參考，并可提高18F-FDG-PET/CT診斷可疑移植物感染的準確性。

Kabnurkar等利用18F-FDG PET/CT對46例不明原因發熱(PUO)患者進行檢測，發現42例(91.30%)具有高代謝濃聚灶，其中14例非特異性的FDG攝取對最終的診斷沒有幫助。通過病理、生化及臨床證實，46例PUO中18例并沒有病理性疾病并且不再發熱。PET則能夠鑒別28例特異性濃聚灶患者的不同病因，因此，18F-FDG PET/CT對PUO濃聚灶的病因鑒別具有重要意義。FDG-PET/CT掃描陰性可排除PUO由灶性病因引起，但需要進一步的前瞻性研究來證實。本研究表明，18F-FDG-PET/CT對識別引起PUO的隱匿性病變具有更高的敏感度。

Hedgire等招募了接受放療的胰腺癌患者和健康志愿者在靜脈注射納米氧化鐵前及48h后進行上腹部MRI掃描，然后在T2*序列上勾畫出主動脈比的ROIs，再利用Amira軟件將其轉化為R2*圖像，最后利用T檢驗分析兩組病例R2*值的差別，結果顯示，與對照組比，放療后的胰腺癌患者主動脈壁吸收納米氧化鐵明顯增多。因此，納米氧化鐵可為癌癥患者放療后血管炎性改變提供無創的定性定量評估依據。

Wang等將14只母豬誘發急性末梢回腸炎后進行超聲分子成像對照研究，病例隨機分為2組，抗炎治療組和對照組，并于第1、3、6天分別拍攝3個腸段，通過免疫熒光染色法檢測p選擇素的表達水平，研究發現，除了在第1天兩組間無明顯差異外，第3天、第6天抗炎治療組的回腸的p選擇素表達水平明顯低于對照組。因此，超聲分子成像縱向監測可對急性回腸炎豬模型的抗炎治療效果進行評估。本研究也為利用無輻射技術監測腸炎的臨床應用鋪平了道路。

Ferda等對20例常規檢查不能明確感染具體原因的敗血癥患者進行了18F-FDG-PET/MRI成像，發現了90%患者的致病原因，并且知道了其中16例患者的后續治療。PET與MRI的融合是一種先進的成像技術，該實驗也證明了18F-FDG-PET/MRI在診斷免疫低下敗血癥患者及指導治療上具有重要的價值，在檢測中樞神經系統及骨骼肌肉系統感染上具有明顯的優勢。

Liu等建立了金葡菌感染的小鼠腦膿腫模型和一個對照研究的小鼠腦腫瘤模型，并且對腦膿腫小鼠行抗生素治療，然后用分別于治療前后進行CEST MR成像，結果發現CEST能夠有效的鑒別腦膿腫和腦腫瘤。同時發現接受抗生素治療的腦膿腫小鼠，CEST信號明顯降低，而對照組的高對比信號依舊存在。因此，細菌胞內CEST對比成像可以作為一種特異性的MR成像技術有效地評估金葡菌感染的小鼠模型，另外，這個方法可以作為一種無創的技術來檢測病菌對抗生素的治療反映。總之，細菌胞內CEST MR對比成像為診斷深部器官的細菌感染及監測療效提供了一個新的臨床成像方法。

Jahromi等合成了一種順磁性的Fe3+螯合物與全氟溴辛烷(PFOB)復合物-PFOB(P-PFOB)NE，這種復合物有較好的X線吸收率及T1弛豫率。在11.7T的場強下，利用2D化學位移成像(CS I)技術，運用這種新型的納米乳劑(NE)探針對小鼠體內炎癥進行敏感性成像實驗。研究發現，NE具有標記巨噬細胞的能力，它在小鼠體內積聚的位置正是炎癥所在的地方；在PFOB氟的峰值處，可以看到Fe3+依賴的化學位移成線性，利用CSI技術就能夠同時追蹤各種亞型細胞。總之，該研究合成的P-PFOB NE復合物是一種新型的19F MRI探針，大大增加了炎癥成像的敏感性，并且能夠用于體內免疫細胞各種亞型的示蹤。

分析與量化

Yuan等對39例男性和71例女性志愿者在3T MR儀上行全身脂肪像和水像成像，其中19例女性和11例男性被診斷為代謝綜合征。采用圖像處理軟件ImageJ測量胸椎內脂肪組織(ITAT)、腹內脂肪組織(IAAT)、軀干皮下脂肪組織(TSAT)和下肢脂肪組織(LLAT)的體積。用Osirix軟件測量肝臟、胰腺、L2～L4椎體和下肢骨骼肌的脂肪含量(FF)。發現男性ITAT和IAAT的脂肪含量更多，TSAT、LLAT和總脂肪組織(TAT)含量更少，腹內脂肪組織比例(IAAT%)更高。高年齡組(≥ 60歲)比年輕組(<60歲)有更高的ITAT，IAAT和IAAT%。絕經后女性TAT較少，ITAT較多，IAAT%較高。高齡組和絕經后組女性下肢骨骼肌脂肪含量較高。絕經后組女性的椎體脂肪含量較高。多元Logistic回歸分析顯示，IAAT含量是代謝綜合征的危險因素。表明Dixon脂肪水分離技術可以對全身脂肪組織和不同器官的脂肪含量進行定量分析。不同性別和年齡組的脂肪組織和各器官脂肪含量分布存在差異。腹內脂肪組織的積聚可能增加代謝綜合征的風險。

Cai等采集患者整個前列腺標本(n=5，62±3年)，用9.4T動物MR儀掃描行T2以及DWI序列掃描，然后使用具有頻率選擇性飽和脈沖(B1=100Hz，2s)序列采集CEST Z-spectra，后行組織病理學檢測，HE染色以及格里森(Gleason)模式鑒定。發現CEST測得的腫瘤參數值顯著低于正常組織(4.8±0.1 vs 6.5±0.3%，P<0.05)。另一方面，良性前列腺增生(BPH)的CEST參數值(12.7%)明顯高于正常組織和腫瘤。一般來說，CEST對比圖與組織學圖像中的區域Gleason模式密切相關。

Dercle等回顧了61個接受抗PD1治療的轉移性黑色素瘤病灶，對它們行CT增強掃描以及基因組RNA表達譜的腫瘤活檢，腫瘤分為兩類，熱和冷的腫瘤微環境，熱定義為在4種免疫通路中的至少2種的RNA定量指標高于中值：細胞毒性淋巴細胞(CD8A和CD8B)，人誘導的T細胞共刺激因子(ICOS)；白細胞介素2(IL2)。提取腫瘤3D圖像的影像特征。發現在33個熱點和28個冷點中，用于檢測熱免疫滲透的最佳特征是灰度級并發矩陣的熵和偏度。此研究初步提供了CT掃描的腫瘤影像學表型與RNA熱腫瘤免疫浸潤之間相關性的證據。

Zhang等使用固態DPC PET/ CT系統(Vereos)對10例腫瘤患者行全身FDG PET / CT成像，用3D TOF OSEM在4mm×4mm×4mm下重建，NEMA模體的熱球也用同樣方法重建。最終發現優化重建參數可以進一步提高PET圖像質量，可以節省高達40%的成本或擴大高達40%的軸向視野，而無需增加新的檢測器。

Atkinson等對49名患有神經內分泌腫瘤(類癌、胰腺癌、甲狀腺癌、頭頸部癌、分泌兒茶酚胺和未知的原發性腫瘤)并接受了177LU-DOTATATE治療的患者回顧性分析了68Ga-DOTATATE PET/CT掃描結果，使用TexRAD紋理分析軟件分析CT和PET圖像中腫瘤的異質性。測量PET上的Ga吸收值為SUVmax和SUVmean。使用單變量Kaplan-Meier及多變量Cox回歸分析研究圖像和臨床表現(即無進展生存期和總生存期)的相關性。發現臨床特征通常不能預測生存率。而未過濾和過濾的CT圖像以及未過濾的PET圖像異質性可以預測無進展生存期和總生存期。SUVmax>8.73和SUVmean>5.19的患者的無進展生存期和總生存期明顯優于對照組。多元分析結果顯示，CT紋理分析和SUVmax是無進展生存期的獨立預測因素。PET紋理分析是總生存率的獨立預測因子。證明68Ga-DOTATATE PET/CT質地異質性和SUV測量可以作為神經內分泌腫瘤預后的指標，并可能在這些患者的危險分級中起關鍵作用。

治療診斷學

Wang用MRI可探測的納米顆粒靶向PHD2的siRNA轉染的轉染人臍帶血EPCs，48h后檢測CXCR4和HIF-1a的表達。體外transwell測定和H2O2細胞凋亡檢測法分別檢測EPCs的遷移能力和存活能力。在誘導中風的光血栓形成裸鼠模型后1天，有或沒有PHD2的5×105個EPCs移植到心肌內。在缺血性腦卒中誘導前1天、EPCs植入后1、3、5、7、14天進行mNSS和腳缺陷測試評估功能恢復。在EPCs移植后1、3、7天進行MRI和生物發光成像(BLI)。EPCs移植后第1天和第7天進行普魯士藍和GFP染色。血管生成、神經發生和白質恢復分別在7天和14天進行評估。發現PHD2沉默增加了EPCs中CXCR4和HIF-1a的表達。體內和體外結果表明PHD2沉默增加EPCs的遷移和生存能力。用siPHD2-EPC處理的小鼠顯示梗塞體積顯著減少，在胼胝體的分數各向異性(FA)比其他組增加。在siPHD2-EPCs處理的小鼠中觀察到改進的功能恢復。第7天，在siPHD2-EPCs處理組中觀察到BDFN表達增加。組織學分析顯示，經siPHD2-EPCs處理后，小鼠的血管生成，神經發生和白質恢復比其他群體均增加。證明由于遷移和存活能力的增加，PHD2沉默增加EPCs治療缺血性腦卒中的療效。

Nejadnik在一項正在進行的前瞻性臨床試驗(NCT02893293)中，對6例癌癥幸存者的7個髖關節進行了減壓手術治療前后連續的MRI研究。在手術前注射了ferumoxytol標記將骨髓移植到骨壞死性骨中的骨髓中間充質干細胞(MSC)。該研究假設對骨壞死骨中干細胞的MR追蹤將成功和失敗的細胞治療的分辨成為可能。比較使用Student t-檢驗在12個月存在或不存在關節塌陷的細胞移植的T2*值。發現患者髖關節的術前MRI掃描證實股骨骨骺骨壞死(ON)，關節完整表面(減壓程序的資格標準)。 Ferumoxytol施用導致骨髓術前低T2-FSE信號。從減壓手術和鐵標記的MSC移植后的髂嵴進入ON，在通道內可見鐵標記的細胞。5個ON在減壓手術12個月后保持穩定。隨著時間的推移，兩個ON顯示出減小的量，最終塌陷并且需要人造關節替代。減壓手術后1～3周，細胞移植在穩定ON的T2*值(2.797±0.07)分別為與細胞移植的ON中T2*值相比顯著更短(P<0.05)，最終崩解(3.498±0.2383)。證明可以用Ferumoxytol增強的MRI監測兒童癌癥幸存者的干細胞移植。骨壞死病變的MSC的T2*信號動力學可預測臨床結果。這具有立即臨床適用性干細胞成像測試可能成為一個強大的用于診斷兒科患者骨壞死骨干細胞移植成功或失敗的工具，非侵入性地監測植入并預測骨修復結果。

Kazmierczak等將人BRAF V600E陽性黑色素瘤異種移植物(A375)植入裸鼠(n=10 balb/c)外側皮下。在第0天和第7天進行BRAF / MEK抑制劑聯合治療(encorafenib，0.03mg/d；binimetinib，0.012mg/d，Array BioPharma Inc.，治療n=5)或安慰劑治療(對照n=5)。MSOT是在臨床前系統非增強的進行(inVision 256-TF，iThera Medical GmbH)，即5h后靜脈注射av?3-整聯蛋白靶向的熒光探針(IntegriSense 750，Perkin Elmer，4nmol)。對于腫瘤體積評估，T2WI數據集隨后在臨床3T掃描儀(Magnetom Skyra，Siemens Healthineers)上獲得。 MSOT數據采集在多個波長在光譜上不混合以得到avβ3-整聯蛋白特異性信號。成像結果通過離體驗證關于微血管密度(CD31)的免疫組織化學。發現avβ3-整聯蛋白特異性腫瘤信號顯著降低(-79%，從7.98±2.22到1.67±1.30，P=0.030)，而對照組未發現明顯變化(-55%，從6.60±6.51到3.69±1.93，P=0.348)。免疫組化顯示治療中微血管密度顯著降低(CD31；療法：119±15，對照：312±62，P=0.008)。兩組腫瘤體積均增加，組間無顯著差異[治療(107±42)mm3，對照(112±44)mm3，P>0.05]。使用avβ3-整聯蛋白受體拮抗劑的競爭性體內阻斷劑西侖吉肽(Selleck Chemicals)證實了靶向熒光探針的選擇性結合。證明定量MSOT允許BRAF V600陽性人類黑色素瘤異種移植物在小鼠中的BRAF/MEK抑制劑組合療法的早期無創監測，可以將關于腫瘤avβ3-整合素受體狀態的分子信息添加到基于形態學的腫瘤反應評估中。

Theruvath等對7個哥廷根小型豬人為地制造了股骨遠端軟骨缺損。用ferumoxytol(Feraheme)標記從髂嵴分離間充質基質細胞，使用臨床無轉染劑的方案。該研究植入可活動和凋亡ferumoxytol標記的骨髓間充質干細胞到22例軟骨缺陷病變中，并在第1、2、4、8、12和24周使用臨床3T MR掃描儀監測植入物的信號，使用質子密度序列(TR/TE/alpha：3700/34/90)和多回旋自旋回波序列(TR 3500ms，TE 45ms)。植入沒有ferumoxytol定義為控制組。使用學生t檢驗比較標記和未標記之間的定量T2弛豫時間以及凋亡的MASI的差異。結果發現與相鄰的正常軟骨和未標記的植入物相比，氧化鐵標記的MASI顯示顯著T2縮短。在第一周，存活和凋亡的MASI在T2弛豫時間[(20.91±2.12)ms與(20.97±2.07)ms]中沒有顯示出顯著差異。在第2周，活性ferumoxytol標記的植入物(21.79±2.59)ms的T2弛豫時間顯著低于凋亡組ferumoxytol標記的植入物[(27.93±3.49)ms，P<0.05]。兩周后標記消失。24周后組織學相關性顯示存活的MASI組的完全缺損修復以及凋亡的MASI組的不完全缺陷修復。在MASI之后早期鐵信號迅速喪失表明細胞死亡，并預示許多周后的不完全缺損修復。這是第一個在大型動物模型中用MRI檢測MASI早期植入失敗的研究。

Kunawudhi等對5例非小細胞肺癌患者中進行了PET/CT檢查，每例患者均使用11C-厄洛替尼和18F-FDG。腫瘤均有EGFR突變狀態。有2名患有野生型EGFR的患者和3名患有EGFR突變即外顯子21突變的患者(L858R)，外顯子19插入和外顯子19缺失。3名經驗豐富的核醫學醫師未知患者的EGFR狀態，通過視覺分析來讀取11C-埃羅替尼PET/CT，并給出正面或負面的結果。 PET參數，即SUVmax、SUVavg、MTV、TLG、腫瘤至背景比率，均在11C-厄洛替尼和FDG研究中進行分析。發現原發腫瘤和轉移部位有大量的11C-厄洛替尼攝取。通過視覺分析，67%的修正可以被觀察到(10/15)。EGFR突變陽性組EGFR突變陰性組中，平均SUVmax和腫瘤至背景縱隔血池比例分別為2.04±0.68和2.18±1.45(P=0.77)，3.44±1.63和1.56±1.10(P=0.02)。亞組顯示原發腫瘤、淋巴結和遠處轉移(包括腎上腺、骨、腦和肌肉)的SUV參數的分析在各組間無顯著性差異。FDG參數(SUVmax、SUVavg、MTV、TLG)和C-11厄洛替尼參數以及EGFR突變狀態無明顯相關性。證實了11C-厄洛替尼在原發腫瘤和每個轉移部位的結合的腫瘤異質性。腫瘤11C-埃羅替尼攝取值和縱隔血池比率似乎是EGFR突變陽性組與陰性組之間唯一顯著不同的參數。

Liu等基于剝離策略制備超薄二維MnO2納米片，小鼠乳腺癌細胞系(4T1)和昆明小鼠評估體外細胞和體內生物毒性。并調查體外和體內MRI和光熱療法對小鼠乳腺腫瘤異種移植腫瘤模型的評估。發現這些超薄2D MnO2納米片在弱酸條件下會崩解釋放Mn2+離子從而反映出腫瘤微環境(TME)的還原性，從而實現了基于PH和還原性反應的無毒性T1磁共振加權成像。在體內MRI中，乳房4T1癌癥異種移植已經發現在靜脈注射MnO2-SPs納米片后，T1加權信號顯著增加。此外，2D MnO2納米片擁有高光熱療法(PTT)敏感性，被證實在照射治療時能有效抑制腫瘤生長。

Lyon等通過質譜定量的用金納米顆粒(AuNPs，0.1mg/mL，15h)和金/細胞標記M2極化的抗炎巨噬細胞，大鼠進行腦內(IC)注射脂多糖誘導慢性神經炎癥。兩周后，在IC輸送后，使用臨床前SPCCT原型在體內掃描同一大鼠5×105個AuNPs標記的和對照未標記的細胞。掃描AuNPs濃度范圍(0～8mg/mL)的儀器校準體內定量。使用120kVp的陽極管電壓和100mA的電流。相同的儀器和老鼠(離體)通過的μCT和同步加速器X射線(SXR)K邊緣成像作為驗證的金標準進行掃描。金K邊圖像被重建，并且金的信號被手動描繪以用于量化。發現用SPCCT檢測金的K邊成像檢測到大腦內的金標記細胞，與μCT和SXR一致。光譜學檢測到的量為165μg/細胞，對應于細胞內注入的82.5μg的金。測量體內濃度與目前正在進行準確的體內金細胞定量的已知濃度(R2 0.99，斜率0.82，截距0.19)呈線性相關。

Hall等對12例腫瘤患者注射185MBq±10%124I-CLR1404，隨后在6、24和48h進行PET/CT成像。對124I-CLR1404 PET攝取進行定性和定量評估，并與MRI相比。在PET圖像分割之后，計算SUV值和腫瘤背景比率。結果發現124I-CLR1404在正常腦組織中沒有顯著的攝取。在腫瘤中，攝取趨勢增加到48h。積極攝取在13個病灶中的9個中檢測到：5/5高等級腫瘤，1/2低等級腫瘤，1/1腦膜瘤和2/4治療相關的變化。在1/2低級別腫瘤中未檢測到124I-CLR1404攝取，與治療相關的改變有2/4個病變未檢測到，并且1/1不確定損傷。對于6例惡性腫瘤，48h平均腫瘤背景比(TBR)在PET和MRI上分別為9.32±4.33(范圍3.46～15.42)和10.04±3.15(范圍5.17～13.17)。對于治療相關變化的2個病灶，TBR在24h為5.05±0.4(范圍4.76～5.33)，在48h為4.88±1.19(范圍4.04～5.72)。 PET吸收有一定的區域，與MRI相比，兩者有一致性和不一致性。證明124I-CLR1404 PET顯示了各種腦腫瘤中的高的腫瘤背景比和攝取。與MRI相比，存在一致性和不一致性，具有潛在的臨床意義。

Nejadnik等在納米粒子化合物表面上固定了半胱天冬酶-3可切割肽(KKKKDEVD-AFC)用于制備ferumoxytol-AFC納米顆粒(Feru-AFC NPs)。Feru-AFC納米粒的粒徑分布和Zeta電位分別通過動態光散射(DLS)測量。將間充質干細胞(MSC)與Feru-AFC NP或ferumoxytol一起孵育(對照組)，進行普魯士藍染色和ICP質譜以及體外熒光和MR成像。然后，在匹配(同源)或錯配(豬源)的MSC上進行活體顯微鏡(IVM)，植入顱骨缺陷的六只C57BL/6J小鼠。小鼠在第1、3、6和9天進行MRI和熒光成像。兩組的T2弛豫時間和熒光信號進行了學生t檢驗比較。結果發現Feru-AFC NPs可以有效地內化到MSC中。標記與未標記的MSC相比，前者表現出顯著縮短的T2弛豫時間(P<0.05)。 Feru-AFC NPs沒有顯示出顯著意義的熒光，然而，在重組人caspase-3或凋亡細胞提取物的存在下，Feru-AFC NPs顯示由于DEVD的裂解和AFC熒光團的釋放而產生顯著的綠色熒光。可行的Feru-AFC NP標記MSCs未檢測到熒光，而凋亡的Feru-AFC NP標記的MSC顯示出明顯的綠色熒光。在體內，MRI可以定位顱骨缺陷的細胞移植。植入后3d，不匹配的MSC植入物比相匹配的MSC植入物顯示出更高的熒光信號(P<0.05)。