RSNA2019中樞影像學

張歸玲，李詩卉，李葭，閻肅，謝彥，吳宏宇，高璐月，覃媛媛，張佳璇，李麗，胡穎，劉城霞，張順，江晶晶，王劍，方紀成，朱文珍

腦卒中

1．深度學習在腦卒中的應用

提高急性缺血性腦卒中的診斷符合率對于減少卒中樣發作患者的tPA溶栓治療的錯誤使用具有重大意義。非對比增強CT常用于急診中排除腦出血，但其診斷急性缺血性腦卒中的敏感度及特異度均較低。Yeshwant等以MR－DWI圖像作為參考，對相應的非對比增強CT圖像進行基于深度學習算法Mask RCNN模型的分析方法，旨在自動檢測并自動勾畫CT上的急性缺血性腦卒中病灶。研究發現此模型檢測急性缺血性腦卒中病變的特異度為68．49%，敏感度為47．62%，F1score為0．1394，符合率為67．36%；同時，此模型在自動分割病變有34．78%的陽性預測值。

Yan等采用深度學習算法來評估其是否可以利用急性缺血性腦卒中患者的基線DWI／PWI MRI數據來預測3～7天的梗死區域，并與臨床最新的閾值法進行比較。深度學習采用卷積U－net模型，其預測梗死體積的中位AUC為0．91（IQR 0．87，0．95），且優于常規使用的閾值方法。

Montoya等采用深度學習技術從錐形束CT灌注數據中獲取時間分辨錐形束CT血管造影（TRCBCTA）圖像。通過采用基于深度學習的血管成像（deep learning angiography，DLA）神經網絡技術，來獲取TRCBCTA圖像。結果發現所有的大動脈以及引流靜脈顯示出好至優秀的圖像質量，沒有明顯的殘留的骨質信號。

Gerald等定量分析了多期及單期CT血管成像來監測遠端缺血性腦卒中，除了常規定量分析動脈期CTA圖像外，還額外分析了峰值期及靜脈期的CTA圖像，進而來判斷血管狹窄／閉塞，進行預測缺血性腦卒中的存在。研究發現額外分析靜脈期圖像敏感度顯著增加（86．5%vs．94．0%，P＝0．004），特異度無顯著增加（98．2%vs．99．0%，P＝0．387），陽性預測值無明顯增加，但陰性預測值顯著增加（87%vs．91%，P＝0．001）。觀察者間的一致性（Kappa值）由0．76增加到0．84。因此，通過同時分析多期CTA圖像可以提高診斷符合率。

Chen等旨在開發一種在頭部CT上自動分割急性缺血性腦卒中病變的模型。通過對240例急性缺血性腦卒中患者及沒有腦卒中病變的106例患者的評估，發現基于ASPECTS區域分析的敏感度、特異度及準確率分別為39．80%，98．02%，96．37%。研究證明其在預測頭部CT上急性缺血性腦卒中病變具有很好的性能，即使在小腦和腦干區域。

Neelu等使用一個CT灌注的模型，致力于探討不同廠家及不同信號的CT儀器下不同的流速對定量測量的參數有無影響。研究發現，隨著速度的增加，測量的CBF值升高，MTT降低，CBV保持不變；不同CT掃描儀之間的絕對CBV、CBF不同。研究得出結論，不同CT掃描儀測量出來的絕對灌注參數存在差異，當使用絕對CT灌注參數值來解釋臨床問題時需警惕這種差異的存在。

準確及時地預測腦出血患者的預后對于優化康復治療策略至關重要。He等評估一種深度神經網絡模型是否可以依據FLAIR數據預測腦出血患者3個月后的康復情況。研究發現，此模型可以準確識別可能出現不良預后的患者，準確率為81．8%（95%CI：80．7%～82．9%），AUC為0．82（0．80，0．83），敏感度為90．6%（89．6%，91．6%），特 異 度 為72．6%（70．1%，75．1%）。因此，基于FLAIR圖像的深度學習模型可以識別腦出血患者是否會出現不良預后，從而指導臨床治療決策及康復治療策略優化。

2．功能成像在腦卒中的應用

酰胺質子轉移成像（amide proton transfer，APT）是一種化學交換飽和轉移成像技術，反應酰胺（－NH）和水分子之前的質子交換。因為質子交換率取決于組織的PH值，APT同時可以檢測腦梗死區域的pH值降低。Momosaka等通過回顧性分析29例急性缺血性腦卒中患者，發現梗死區域的APT10th比對側白質區域（CNWM）減低（－1．69±1．80vs．－1．12±1．73%），心源性栓塞的APT10th比其他類型的栓塞顯著降低（－2．77±2．42vs－1．02±0．82%）。APT10th與ADC10th呈正相關（r＝0．49），與病變的大小呈負相關（r＝－0．43）。研究得出結論，心源性栓塞、梗死面積大以及表觀擴散系數（ADC）減低的梗死區域的APTws減低。

Bailleux等通過比較3T下b值為1000，b＝2000s／mm2時對急性缺血性腦卒中病變的檢出能力，對兩個觀察者分析發現，b2000較b1000對缺血性腦卒中病變檢出的敏感度高（98．7%vs 93．7%），但特異度基本相似（99．3%vs 97．3%）。說明3T高b值DWI可以提高檢測急性缺血性腦卒中的敏感度。

Niloufar等發現使用磁敏感加權成像（SWI）來觀察大腦中動脈閉塞動物模型的腦梗死核心及缺血半暗帶區域的SWI信號差異。共8只狗行大腦中動脈M1段永久性閉塞后性MRI成像，采用DWI和灌注成像來界定腦梗死核心和缺血半暗帶。研究發現，與對側正常區域相比，腦梗死核心及缺血半暗帶區SWI信號強度的中位數明顯減低。深部灰質區域也較對側正常區域減低。因此，SWI可以作為一種快速、無創的成像方法來預測腦血流動力學改變。

擴散張量成像（DTI）可以觀察微結構的改變是其臨床應用中的一個優勢。Adluru等探索了DTI測量的腦卒中微結構的改變與性別、臨床評分之間的相關性。結果顯示DTI測量的微結構特征與急性時間分期比例呈正相關，與言語的流暢度呈負相關。男性臨床評分與DTI微結構改變之間的相關性比女性更加明顯。

Song等對既往MRI顱內血管壁成像的文獻進行了系統性分析，發現不同研究所使用的MRI技術存在較大的差異性，基于STROBE指南報告的血管壁成像也是各種各樣的。因此，減少MRI血管壁成像的技術差異性以及嚴格遵守STROBE指南的評分系統對于準確評估顱內血管性病變具有重要意義。

Zhang等利用高分辨率MRI圖像進行影像組學分析來鑒別有癥狀及無癥狀性顱內動脈斑塊。通過對2013－2016年的大腦中動脈及基底動脈的高分辨率MRI圖像進行分析后發現，聯合是否吸煙、斑塊內出血、強化的比例來識別癥狀性動脈斑塊的曲線下面積（AUC）為0．714；聯合影像組學方法的AUC高達0．953，聯合影像組學所有特征的AUC為0．976，符合率為87．4%。因此影像組學方法可以有助于區分癥狀性和無癥狀性顱內動脈斑塊。

Napoli等聯合頸動脈斑塊成像、ASL灌注成像來探索區分癥狀性及無癥狀性頸動脈狹窄的參數，從而得出導致臨床癥狀的機制。經研究分析發現，有動脈流動偽影（arterial transit artefacts，ATAs）的患者較無ATAs的患者更可能有癥狀性斑塊。因此，出現ATAs可預測頸動脈狹窄患者是否會出現缺血癥狀。

3．血管內取栓術在大動脈阻塞的應用

Wolfgang等對出現癥狀或發病超過6小時的458例缺血性卒中患者進行血管內取栓術（EVT）的成本效益分析，發現相較于藥物干預，EVT提高生存質量并節約成本。相較于傳統時間窗，EVT適應癥進一步擴大。基于所研究的健康與成本優勢，醫療保健投資有理由覆蓋到這個新的需求。

卒中早期CT評分（ASPECTS）和CT灌注成像（CTP）被廣泛應用于預測急性缺血性卒中的缺血核心。Voleti等發現CT血管造影圖像（CTA－SI）也可以為明確缺血范圍提供信息。他們研究了58名平掃CT（NCCT）和CTA的ASPECTS與CTP核心體積和最終梗死體積（FIV）的相關性。結果發現NCCT ASPECTS與CTP核心之間存在中度的相關性（R＝－0．57）。CTA－SI ASPECTS與CTP核心之間存在中度相關（R＝－0．48）。FIV和NCCT ASPECTS評分之間的相關系數為－0．54。FIV和CTA－SI ASPECTS評分之間的相關系數為－0．48。因此，CTASI ASPECTS評分與缺血核心也體現了較好的相關性，可進一步研究。

大血管阻塞（LVO）和小梗死（＜50mL）造成的急性卒中在發作后24h內行EVT對疾病有重要意義，Noro等通過梗死體積大小和發病后時間進行分組，研究血管再通程度和梗死進展［（最終確認的梗死體積／原始體積）×100］之間的關系。他們前瞻性納入92名患者中。結果發現平均梗死進展程度在3個再通程度不同的小組中顯示出明顯差異（良好組13．4mL，76%；中等組45．5mL，203%；差組102．1mL，482%）。這種顯著差異存在于發病后時間處于早期時間窗內的分組，也存在于晚期。梗死體積＜50mL的分組內，這種差異仍然顯著，但在＞50mL分組內并不顯著。因此，成功的血管內取栓術能明顯地減少早期或晚期時間窗的梗死進展，但不適用于大面積梗死的病患。

Peter等研究了大劑量碘對比劑對取栓術的急性缺血性卒中患者腎功能的影響。研究共涵蓋252名患者。結果發現第一周內43名患者出現＞25%或大于0．5mg／dL的血清肌酐水平上升。他們的研究確認了大劑量碘對比劑暴露對急性缺血性卒中患者的腎功能的影響。幾乎16%的患者存在血肌酐水平大于25%的增量，血肌酐水平小幅度（5%或10%）的增量更敏感，并且可能在急性操作后的72～96h內顯現。急性缺血性卒中患者連續大劑量的碘對比劑暴露與其急性腎損傷相關聯。應當謹慎使用對比劑，尤其是對于有基礎腎功能不全的老年患者。

盡管梗塞病灶定位在預測急性缺血性卒中（AIS）患者的預后方面起著重要作用，ASPECTS評分卻不能根據十個亞區對于患者預后的影響程度來相應地調整其權重。Seyed等研究了353名發病后24h內就診并進行了取栓術的患者。結果發現，214名患者3個月預后差（mRS＜2）。其中81%的患者存在M4段梗死，79%的患者尾狀核梗死，77%的患者存在M5段梗死。島葉、尾狀核、M2段、M4段、M5段梗塞患者預后差的比例明顯高于預后好的比例。logistic分析表明：M4段、尾狀核以及島葉梗死是3個月預后較差的重要預測因素。因此，尾狀核、M4段以及島葉的梗死與AIS患者3個月預后較差有較強的相關性。為預測AIS患者的疾病預后，與現有的ASPECTS相比，根據十個ASPECTS大腦分區的權重所修正的ASPECTS標準將更準確。

大血管阻塞（LVO）引起的卒中，EVT是一個有效的治療方案。EVT操作后的血運重建預示著良好的長期神經預后。現有的對血運重建的評價方法，例如腦梗死改良溶栓術評分（mTICI），并不能查明殘余微血栓（RME）的定位和數量。Wolman等納入了29例患者研究雙能CT（DECT）是否能探查并定位EVT術后的RME，以及RME的存在是否預示著更差的疾病轉歸。27例患者出現成功的血運重建（93%，TICI2b－3）。EVT操作后的DSA檢查中20例患者存在RME（69%），其中19例（95%）被DECT探查到。存在RME的患者中12／19（63%）神經功能預后良好。而不存在RME的患者中則有9／10（90%）的預后良好。EVT操作后的DECT探測出的RME與前循環的90天mRS評分呈負相關。因此，介入后的DECT可以探測出RME，對預后評估具有價值。

4．其他

由于小腦梗塞癥狀的非特異性和常規CT圖像準確性的局限，對于缺血性小腦卒中的診斷正面臨著挑戰。CT灌注成像可以為后循環卒中的探查提供額外的價值，但對于預后的價值仍不明確。Matthias等納入60個病例，證實了小腦CT灌注CBF缺失區域的ASPECT評分與最 終梗死 體積相 關（β：0．830，95%CI：0．605～1．055，P＜0．001），其他的臨床或影像參數與小腦梗死體積無相關性（P＞0．05）。與NCCT和CTA比較，CTP小腦灌注降低的區域提示了急性小腦梗死患者的形態學結果的預后信息。

左側大腦半球較右側更容易發生腦卒中，且預后常更差。Jason等旨在評估心源性栓塞的偏向性是否是由主動脈弓的解剖特點引起的。Jason等假設牛型主動脈弓和標準主動脈弓存在發生腦卒中的偏向性不同，并回顧性的分析了1598例伴有房顫的心源性急性缺血性腦卒中患者。經統計分析發現，標準主動脈弓組發生腦卒中的分布為左側43．6%（185），右側45．1%（191），雙側11．3%（48）；牛型主動脈弓組發生腦卒中的分布為左側51．3%（98），右側35．6%（68），雙側13．1%（25）。牛型主動脈弓較標準主動脈弓更容易發生左側大腦半球腦卒中（P＝0．035）。這些發現對于我們認識主動脈弓的解剖變異對于腦卒中發生偏向性具有重要意義。

腦腫瘤

1．腫瘤與基因

膠質瘤中的放射基因組分析表明基因組改變和影像表型之間有多種關聯，但臨床上對治療選擇的影響有限。Kim等旨在通過探索MRI表型與下一代測序（NGS）之間的聯系，預測IDH野生型膠質母細胞瘤的核心信號通路，用于靶向治療。對120例經病理證實的膠質瘤患者進行多參數MRI，并用NGS檢測其基因改變。第一步，使用帶有錯誤發現率和lasso懲罰的t－test發現每個基因組突變顯著的放射學特征。第二步預測受體酪氨酸激酶（RTK）、P53和Rb通路，每個通路包含至少1個相關的遺傳突變，通過使用隨機森林和邏輯回歸分類器使用放射基因組特征、年齡、性別和位置。放射基因組學建模的性能在前瞻性注冊（NCT02619890）的IDHwild型膠質母細胞瘤（n＝35）的獨立驗證集中使用ROC曲線下面積進行測試。結果，第一步發現RTK途徑中EGFR、PI3KCA和PTEN突變的23、19和29個特征，P53途徑中MDM2和TP53突變的6和11個特征，Rb途徑中CDK4、CDKN2A和Rb1突變的3、6和26個特征。IDH野生型膠質母細胞瘤核心信號通路的表現為RTK通路的AUC為0．875（95%CI：0．743～1），P53通路的AUC為0．757（95%CI：0．592～0．921），Rb通路的AUC為0．807（95%CI：0．641～0．972）。年齡 成 為RTK途徑的重要預測因素。因此，多參數MRI表型有助于表征核心信號通路，并為IDHwild型膠質母細胞瘤的無創靶向治療提供潛在指導。

Mancini等評價了DTI、擴散峰度成像（DKI）和神經突方向離散度和密度成像（NODDI）三種微結構MRI在膠質瘤活體分級中的診斷性能。41例經組織病理學證實的原發性未經治療的膠質瘤患者（23例2級腫瘤和18例3～4級腫瘤；IDH野生型10個，17個IDH突變型1p／19q完整，14個IDH突變1p／19q共缺失；33例非少突膠質細胞腫瘤和8例少突膠質腫瘤）前瞻性地接受了multi－shell擴散加權方案，以評估DTI、DKI和NODDI衍生的腫瘤特征。結果發現IDHmut和IDHwt膠質瘤的腫瘤平均峰度（MK）和ADC（P≤0．02）有顯著差異；平均MK、細胞內體積分數（ficvf）和ADC在IDHmut 1p／19q完整和IDHwt膠質瘤之間的存在顯著差異。所有指標的AUC均為中等（0．72～0．75）。NODDI衍生參數，包括腦脊液體積分數（fiso）和ficvf，對區分IDHmut和IDHwt膠質瘤的意義不大，但在1p／19q完整和共缺失膠質瘤之間的意義顯著。因此，微結構成像為區分IDHwt和1p／19q保留的IDHmut膠質瘤提供了較好的診斷價值，但只有NODDI參數才能可靠地探測1p／19q共缺失對IDHmut腫瘤微結構的影響。微結構擴散加權成像技術為膠質瘤的非侵入性WHO組織分級提供了補充信息，它們的聯合應用在這項初步研究中顯示了令人鼓舞的結果。

異檸檬酸脫氫酶（IDH）變異和染色體1p／19q共缺失膠質瘤可能存在顯著不同的代謝特征，使得它們對治療敏感且生長緩慢。Yao等的研究使用一種新的PH－敏感分子MRI技術來無創定量膠質瘤亞型的異常代謝行為。他們在3TMRI上行胺化學交換飽和轉移回波平面成像（CEST－EPI）來獲取pH加權MRI圖像。他們測量136名膠質瘤患者在3ppm的MTRasym值以及酸性腫瘤體積。酸性腫瘤體積定義為MTRasym值大于20名正常志愿者在99%置信區間測量值的組織。結果顯示，T2高信號區域內MTRasym值（3ppm處）和酸性腫瘤體積分數隨膠質瘤WHO級別升高而增加。在未治療的89例患者（術前，術后或未接受治療超過1年）中，IDH野生型患者的MTRasym值和酸性腫瘤體積分數明顯高于IDH變異型患者。在未治療的58例膠質瘤中，1p／19q共缺失患者的MTRasym值（3ppm處）顯著低于無1p／19q共缺失患者，而酸性腫瘤體積分數則稍低于非1p／19q共缺失患者。在有完整的分子數據的未治療患者中，當考慮IDH狀態時，1p／19q共缺失患者的酸度低于無1p／19q共缺失患者，提示1p／19q共缺失與IDH狀態相互影響。當考慮IDH狀態時，1p／19q共缺失患者的酸性體積分數低于無1p／19q共缺失患者。研究表明，3T上行pH加權胺CEST－EPI圖像的測量值能反映IDH變異和1p／19q共缺失膠質瘤的代謝特征。

為了研究多模態MRI多區域特征放射組學諾模圖反映O6－甲基鳥嘌呤甲基轉移酶（MGMT）啟動子甲基化狀態，并完成預測膠質母細胞瘤患者的MGMT甲基化的可視化諾模圖，Tian等回顧性搜集了139例膠質母細胞瘤患者的MRI數據（T1C，T1，T2，FLAIR）。在數據處理前，他們先手動勾畫了異質性的區域：FLAIR圖像上異常信號的整個區域（rEA），T1增強圖像上的腫瘤強化區（rCET）和壞死區（rNec），另外還有水腫和無強化區。隨后，他們提取每位患者所有亞區域的4000個影像組學特征。使用彈性網回歸法確定每例患者的最佳特征，并計算其組學特征值。再根據多變量邏輯回歸構建組學諾模圖，可以綜合組學特征和臨床因素。使用C指數和校正曲線驗證了諾模圖的推廣性。最后用決定曲線分析（DCA）來評估組學諾模圖的臨床應用。結果顯示，139例患者中，訓練組和驗證組分別是92例和47例。影像組學諾模圖在訓練組（C指數＝0．854）和驗證組（C指數＝0．892）中均有顯著差異。良好的校準和DCA提示影像組學諾模圖在臨床應用的可行性。對最佳特征的回歸系數分析表明rEA和rNec區域特征的絕對系數和分別為1．597和0．766，均大于其他區域。研究表明，基于多模態MRI中多區域特征的影像組學諾模圖能個體化和可視化預測GBM患者的MGMT狀況。此外，GBM患者的rEA和rNec區域在預測MGMT甲基化中有重要作用。

異檸檬酸脫氫酶1（IDH1）突變與WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤的發生密切相關，也是WHOⅡ級和Ⅲ級膠質瘤預后評估的獨立預測因子。但是，確認IDH1突變狀態需要手術切除或活檢。Zhao等的研究評估了影像組學預測WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤IDH1突變狀態的價值。本研究回顧性分析了135例經病理證實的WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤患者，所有患者2015年1月－2017年7月治療前行T1CE磁共振檢查，包括IDH1野生型組（WHOⅡ級n＝21，WHOⅢ級n＝30），IDH1突變組（WHOⅡ級n＝48，WHOⅢ級n＝36）。利用ITK－SNAP在T1CE上手動勾畫腫瘤增強部分的VOI，并通過使用GE A．K．軟件分析動力學。使用隨機森林算法與5倍交叉驗證來預測WHOⅡ級和Ⅲ級膠質瘤的IDH1突變狀態。結果顯示，IDH1突變型和野生型腫瘤的解剖位置不同，存在顯著差異（P＜0．001）。此外，WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤IDH1突變與結節／環狀強化密切相關（P＝0．001）。IDH1突變組和IDH1野生型患者組的其它影像學特征和臨床特征無顯著差異。影像組學方案產生了穩定的診斷效能，AUC、符合率、敏感度、特異度分別為0．794、70．9%、61．4%和76．7%。影像組學方案評估WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤的IDH1突變狀態，顯示兩組存在顯著差異（P＜0．05）。因此，影像組學方案能評估WHOⅡ、Ⅲ級膠質瘤的IDH1突變狀態，RF分類模型是一種有望預測IDH1基因突變的機器學習方法。建立準確可靠的模型可以幫助膠質瘤患者得到早期診斷并制定治療方案。

2．腫瘤的鑒別

膠質母細胞瘤治療的一個挑戰是區分真性進展和假性進展（PsP），后者可能會提高生存率。MGMT甲基化已被證明與PsP相關。本研究旨在評估PsP的比例和其結果及與MGMT狀態的關系。患者被分為部分反應（PR）、進展性疾病（PD）或穩定性疾病（SD）。那些最初表現為PD但隨后在沒有干預的情況下有所改善的患者被歸類為PsP。我們計算從診斷開始的總生存時間（OS）和進展時間（TTP），TTP根據隨后的MRI圖像和臨床反應計算，并分析其與MGMT的相關性。結果發現，與PD或SD患者相比，PsP患者的預后有所改善，平均TTP和OS介于PR／CR和PD／SD患者之間。隨著MGMT啟動子甲基化，這些結果得到進一步改善。這些數據證實了先前研究的結論，即MGMT狀態可能顯著影響反應，并且與PD／SD相比，PsP患者的存活率有所提高。假性進展可以預測更好的整體反應，以更早的方式識別它可以防止不必要的搶救治療的開始，這些治療可以保留到治療過程的后期。

Bharath等研究28例腫瘤樣脫髓鞘（TDL）、107例膠質瘤和22例原發性中樞神經系統淋巴瘤（PCNSL）病例來確定了區分腫瘤樣脫髓鞘、腦膠質瘤和淋巴瘤的ADC截斷值，確定CT和磁共振標志物與腫瘤樣脫髓鞘病變、腦膠質瘤和淋巴瘤的相關程度，確定這些標志物在區分腫瘤樣脫髓鞘病變、腦膠質瘤和淋巴瘤中的診斷效能。結果發現ADC截斷值為775×106mm2／s，低于該值應考慮診斷為PCNSL或HGG。區分TDLs和其他病變而獲得的診斷效能參數為敏感度85%、特異度100%、陽性預測值100%、陰性預測值96%和符合率97%。利用ADC截斷值、CT和磁共振標志物，可以提供具有高診斷準確性的TDL特異性診斷，并且可以有把握地與膠質瘤和PCNSL進行區分。

Shin等使用常規MR圖像評估了基于深度學習的模型在區分膠質母細胞瘤和單發轉移瘤方面的性能，納入了598例MR檢測到的單發腦腫瘤，經病理證實為膠質母細胞瘤（n＝318）或轉移瘤（n＝217）。結果發現，基于ResNet50的模型在平均分類準確率方面的診斷性能為89%。分類器的精確率、召回率和f1score分別為94．0%、85．5%和0．893。兩位放射科醫生的診斷準確率、精確率、召回率和f1score分別為88%、86．5%、90%、0．882和77%、76．0%、74．5%和0．752。因此基于深度學習的模型可以使用常規MR圖像準確地區分膠質母細胞瘤和單發腦轉移瘤，可以作為術前決策工具。

DTI特別是各向異性分數（FA）圖在預測膠質母細胞瘤復發區域方面顯示出前景。然而，腫瘤周圍水腫的分析（大多數復發的地方）受到DTI信號的自由水的阻礙。游離水抑制的FA圖預測術前MR掃描膠質母細胞瘤復發。Metz等評估了一種新的、基于深度學習的方法，該方法用于對DTI掃描數據進行游離水校正，以預測第一次MR掃描后的腫瘤復發，共分析了35例膠質母細胞瘤病例。發現在無復發水腫區域和腫瘤復發后區域之間的自由水校正FA圖存在顯著差異（p10＝0．001111、p50＝0．0031和p90＜0．00001）。相比之下，原始FA圖僅顯示了第90百分位數有差異，而第10和第50百分位數沒有差異（p90＝0．0003，p10＝0．07515和p50＝0．079）。因此自由水校正FA圖成為更好地評估腫瘤浸潤的瘤周水腫的有前途的工具。游離水校正后，后續腫瘤復發區域的FA值明顯低于單純水腫區域。這可能反映了常規成像中不可見的腫瘤浸潤，因此可能為個性化治療決策揭示重要信息。

Takamura等研究了腦膜瘤磁共振彈性成像測量剪切剛度與CT灌注參數的關系。12例腦膜瘤患者在術前接受了三維腦MRI和多通道CT灌注檢查。其平均硬度值、nCBF、nCBV、nMTT分別為（2．6±3．0）kpa、（6．1±3．5、8．1±5．5和1．2±0．2，所有灌注 參數與硬度值呈顯著負相關。腫瘤硬度與nCBV的相關性最顯著（r＝－0．7380）。關于硬度測量，5個腦膜瘤是堅實的（＞2．7kPa），7個是不堅實的。ROC分析顯示nCBV是一個很好的預測堅實腫瘤的指標，其ROC曲線下面積為0．94。使用大于6．4的臨界值，nCBV預測堅實腫瘤顯示出100%的敏感度（5／5）和85．7%的特異度（6／7）。這是一個非常有意義的用于預測堅實腦膜瘤的方法。

Juvvadi等對7名患者行大腦磁共振彈性成像（MRE）以檢測腫瘤黏附、硬度和組織病理學結果的比較。結果顯示，腫瘤區域的平均硬度為1．2千帕，非腫瘤區域的平均硬度為2．3千帕；OSS圖譜也證實了腫瘤質軟和非黏附性，以及組織病理學證實了4級腫瘤膠質瘤質軟且易于切除。腦膜瘤、膠質瘤或轉移瘤的其他腫瘤的硬度測量值為0．8～1．9千帕。同樣，其他不同腫瘤患者的組織病理學結果也與MRE一致。本研究表明，磁共振成像定量可用于檢測不同腦腫瘤的硬度和黏附模式。這項研究首次將腦腫瘤的物理特性與組織病理學觀察進行了無創性比較，但仍需要更多相關研究。作為一種非侵入性技術大腦磁共振成像具有區分良性腫瘤和惡性腫瘤的潛力，它還可提供關于腫瘤黏附情況從而能夠更好地對手術切除提供指導。

腦膜瘤是最常見的原發性顱內腫瘤。對比增強磁共振成像是診斷和治療計劃的金標準，但是在手術后和放療后環境中，磁共振成像在區分復發和治療效果方面的準確性有限。68Ga－DOTATATE是一種高親和力的靶向生長抑素受體2（SSTR2）的PET示蹤劑。腦膜瘤表達高水平的SSTR2。Ivanidze等旨在通過前瞻性臨床隊列研究評估68Ga－DOTATATE PET／MRI在腦膜瘤患者的應用價值。共納入20名經臨床或病理證實的腦膜瘤患者，17名患者PET證實復發，而在3名患者中傾向于治療后改變的診斷。68Ga－DOTATATE提供了改善的疾病可視化程度，并證實了實質和骨侵犯。動態PET數據顯示了腦膜瘤、垂體的獨特動態攝取模式和整個隊列治療后的變化。結合動態PET數據采集和分析可以提供額外的有價值的信息，用于區分復發和治療后的變化，并為未來的前瞻性臨床試驗提供信息。

Ayoub等用磁共振紋理分析（TA）鑒別孤立性惡性腦腫瘤（膠質母細胞瘤、顱內原發性淋巴瘤和孤立性腦轉移瘤）。450例患者被回顧性納入本研究，包括經病理證實的未經治療的膠質母細胞瘤（150例）、轉移瘤（肺／乳腺，150例）和顱內原發性淋巴瘤（100例）。使用3Dslicer4．10．1分 割 模 塊 對T2FLAIR、增 強T1WI和ADC圖像進行了配準。從分割的整個腫瘤和水腫成分中獲得感興趣體積（VOIs），每個患者產生2480個紋理特征。使用最大相關最小冗余進行特征選擇。Leave－one－out交叉驗證（LOOCV）和ROC分析用于評估可以區分GBM、淋巴瘤與孤立性轉移的放射特征。最終以95%、85%和90%的高敏感度、特異度和符合率分別區分各種強化的孤立性惡性腦腫瘤。

Machiko等評估了基于CT掃描的機器學習方法是否具有足夠的診斷能力來區分膠質母細胞瘤和三級膠質瘤。共納入91名經病理證實的高級別膠質瘤患者，他們接受了術前非增強腦CT檢查。結果發現極端梯度提升算法的AUC最高（0．85），其次是隨機森林（0．79）、多層感知器（0．76）、支持向量機（0．75）、k最近鄰（0．74）和邏輯回歸（0．71）。年齡和峰度是區分的最重要因素，其次是最小值（基尼指數0．115、0．115和0．105）。從極端梯度提升獲得的AUC和神經放射科醫師評估的AUC顯著高于普通放射科醫師評估的AUC（分別為0．85、0．85、0．67，P＝0．01，P＜0．01）。機器學習在鑒別GBM和三級膠質瘤中的表現優于有經驗的普通放射科醫師，這種性能高度依賴于機器學習類型的選擇。

Rui等探討了基于T1BRAVO增強圖像的紋理分析對于通過立體定位活檢（WHOⅡ和Ⅲ級）對神經膠質瘤目標進行分級的價值，共納入36例彌漫性膠質瘤病例和64個穿刺靶點。結果發現三級膠質瘤的紋理特征中最大密度、95分位數、范圍、方差、標準差、和總方差和聚類顯著性高于二級膠質瘤。而二級膠質瘤的均勻度和短游程低灰度級優勢值高于三級膠質瘤。一階特征最大密度AUC、敏感度、陰性預測值分別為0．751，96．6%，94．2%，95分 位 數 分 別 為0．737，86．2%，80．0%，和范圍分別為0．801，89．7%，87．0%；方差和標準差中AUC值最高（0．826）；均勻度AUC、特異度、陽性預測值分別為0．746、82．8%、76．2%。二階灰度共生矩陣特征聚類顯著性AUC、特異度、陽性預測值分別為0．784、89．7%、85．8%，和總方差分別為0．675、96．6%、91．0%。高階灰度游程矩陣特征的診斷效率略低于一階和二階特征。結合多紋理特征的ROC分析，AUC為0．887（95%CI：0．805～0．969）。因此，T1BRAVO＋C圖像的紋理分析可能有助于通過立體定向活檢（WHOⅡ和Ⅲ級）對膠質瘤進行分級。

腫瘤治療領域（TTFields）是一種新的治療方式，最近批準用于膠質母細胞瘤（GBM）的管理。目前沒有GBM患者正常大腦實質的腫瘤治療區域的安全性文件的定量證據。Chawla等使用DTI來評估GBM患者中TTFields區域是否會誘發對正常腦組織的破壞。他們選取12例接受了手術和化療治療后行TTFields的GBM患者。患者在基線和開始TTFields治療后2個月分別在3TMRI行常規序列和DTI序列掃描。使用單次激發自旋回波EPI序列獲取DTI數據（30個方向）。對原始DTI數據進行運動和eddy渦流校正后，計算平均擴散率（MD）、分數各向異性（FA）、線性系數（CL）、平面系數（CP）和球面各向異性系數（CS）的參數圖。校正兩個時間點的DTI參數圖。通過繪制圓形興趣區（ROI），計算MD、FA、CL、CP和CS的平均值，從不同的正常灰質和兩側白質區域計算（ROI，20像素）。在畫ROI時，應注意避免不同的組織間有浸潤性腫瘤。配對t檢驗的假設是，基線檢查與TTFields后DTI參數的顯著差異反映了不良影響。結果顯示，不同的腦區內TTFields后相與基線的DTI參數（MD、FA、CL、CP和CS）沒有顯著差異（P＞0．05）。用柱狀圖顯示白質區域（額葉白質，枕葉白質，半卵圓中心，胼胝體膝部、壓部和體部）和灰質區域（基底節，丘腦，尾狀核和海馬）的MD和FA的平均值。研究的初步結果為TTFields的安全性評價提供了客觀、定量的方法。DTI分析支持，TTFields治療不會對GBM患者的正常腦區造成任何組織損傷。

Park等探索了超極化碳－13（HP13C）代謝MRI用于鑒別放射性壞死和腦腫瘤的可行性。他們用80Gy劑量單次照射小鼠半腦（n＝7）造成其放射性壞死。分別往顱內注射GL261細胞株（n＝6）和Lewis肺癌（LLC）轉移細胞（n＝7）制造兩種腦腫瘤模型。接受照射和有荷瘤的小鼠分別在治療后2．5個月和14天出現對比劑強化（CE）。通過注射13C1－丙酮酸，使用高靈敏度預極化獲得13C 3D－MRSI數據。由血管最大總碳信號（NLAC和NPYR）和乳酸與丙酮酸的比值（LAC／PYR）標準化乳酸和丙酮酸值（分別是nLac和nPyr），并計算乳酸與丙酮酸的比值（Lac／Pyr）。結果顯示，常規MRI表現出典型的放射性壞死和腦腫瘤的影像學特征：受照射小鼠在Gd－T1MRI上表現為明顯強化，T2表現為信號不均勻。同樣，GL261膠質瘤和LLC轉移模型也表現為明顯強化和T2高信號。HP13C數據顯示放射性壞死組織和腦腫瘤具有明顯的代謝特征：放射性損傷的Lac／Pyr和nLac均顯著低于膠質瘤和LLC轉移組織。放射損傷與GL261膠質瘤或LLC轉移模型的nPyr無顯著差異，提示這三種組織所攝取的丙酮酸的量是相似的。組織學分析顯示放射性壞死與腦腫瘤有明顯不同的特征：與放射性壞死組織相比，腫瘤模型表現為細胞密度高，這是癌癥的特征之一。腫瘤中細胞密度的升高與HP－13C數據中觀察到的高乳酸水平一致。該研究的結果表明，HP13C代謝成像可能為鑒別復發性腦腫瘤和放射性壞死提供一種新型無創的影像標記物。

Zhang等的研究評估了ADC值在鑒別顱內良惡性腦膜瘤和不同級別腦膜瘤的價值，以及腦膜瘤中ADC與Ki－67增殖指數的相關性。本研究回顧性分析了125例病理確診為腦膜瘤及術前Ki－67陽性的患者，根據病理結果分為良性組（94例）和惡性組（31例），其中WHOⅠ級52例，WHOⅡ級59例，Ⅲ級14例。比較不同級別腦膜瘤與良惡性腦膜瘤之間瘤周水腫區的相對ADC值（rADC）。術后免疫組化結果獲取Ki－67增殖指數，分析ADC值、rADC值與Ki－67指數的相關性。結果顯示，良性組ADC和rADC值低于惡性組（P＜0．001）。高級別組腦膜瘤的ADC和rADC值低于低級別組（P＜0．001）。結果表明，ADC值可提高腦膜瘤術前良惡性鑒別診斷和病理診斷的準確性，且ADC值與Ki－67指數呈負相關。

3．腫瘤治療的評價

免疫檢查點抑制劑（ICI）療法在各種惡性腫瘤的治療中變得越來越普遍。隨著ICI療法使用的增加，出現了許多治療相關并發癥，稱為“免疫相關不良事件（irAEs）”。垂體炎是一種罕見的潛在致命毒性，需要及時識別和早期治療。Robert等研究了接受ICI治療的患者垂體炎的原發和繼發影像學特征。對228名接受ICI治療的成人腫瘤患者進行了回顧性分析。評估垂體炎的原發和繼發影像學特征（腎上腺、甲狀腺、子宮／卵巢萎縮）。隨訪時，所有患者均出現腎上腺萎縮，2例（13%）出現甲狀腺萎縮。因此，ICI療法的作用日益擴大，導致垂體炎等irAEs的發病率增加。垂體炎的主要影像學表現通常很微妙，但包括彌漫性垂體增大以及腎上腺和甲狀腺萎縮。

Richards等研究了20例小細胞肺癌（SCLC）患者腦轉移瘤（BMs）診斷后初始治療前后MRI特征的變化。將評估這些變化對中樞神經系統無進展生存期（PFS）和總生存期（OS）的影響，以確定MRI生物標志物來評估對治療的反應。分析的MRI特征包括病變大小、T1和T2加權信號、周圍水腫、出血和擴散性。成像特征的初始和間隔變化與OS及CNS PFS相關。為了進行統計分析，將僅接受全身化療的患者與接受化療和全腦放療（WBRT）的患者分組，將這些患者（n＝11）與診斷為BMs后僅接受WBRT的患者（n＝9）進行比較。生存分析顯示，治療組間在OS方面存在差異（P＝0．0122），而在CNS PFS方面不存在差異（P＝0．1371）。治療組之間在病變大小的百分比變化（P＝0．9405）和ADC百分比變化（P＝0．5635）方面沒有差異。對于其他MRI特征，治療前后T1信號、T2信號和水腫沒有差異。全身化療和／或WBRT前后擴散性的變化可能是評估SCLC和BMs患者治療反應的有用生物標志物。

Shahriar等通過多b值采集定量擴散MRI評估GBM患者的治療反應，13例患者被前瞻性地納入了多中心研究。所有患者均經活檢證實GBM，并完成放療。治療結束后，5例出現進展（PD），4例病情穩定（SD），4例完全治愈（CR）。PD患者在所有擴散模型中都顯示直方圖向左移動，這與擴散受限增加一致，并意味著細胞增多。SD或CR的患者在直方圖中顯示很少或沒有變化。95百分位數的分布擴散系數（DDC）和75百分位數的灌注分數（f）對RANO評估進展最具預測性，并且優于常規ADC。第75百分位數（f）和第95百分位數（DDC）降低是預測早期進展性疾病最敏感的直方圖指標。初步結果表明，特定擴散成分的早期變化與隨后的治療反應之間存在關聯。這是首次使用高級擴散直方圖分析作為早期治療反應的標志，并有可能識別需要早期接受二線治療的患者。

免疫檢查點阻斷療法是治療惡性腦腫瘤的一種新方法，但是評價其療效存在問題。Liu等回顧性分析了45例接受免疫治療的惡性腦腫瘤患者的MR圖像。25名無免疫療法的放射性壞死或假進展患者被納入本研究進行比較。獲得病理結果或連續隨訪MR檢查以確認最終診斷。帶有對比劑泄漏校正的rCBV圖是使用美國食品和藥物管理局批準的NordicICE程序生成的。結果發現，對真實腫瘤進展性病變進行對比劑滲漏校正的rCBV的平均最大rCBV比值高于未進行對比劑滲漏校正的rCBV。對于無免疫治療的放射性壞死或假進展患者，免疫治療后無對比劑滲漏校正的平均最大rCBV比值也高于無對比劑滲漏校正的rCBV。惡性腦腫瘤患者免疫治療后MRI的改變是復雜的。免疫治療后的假進展病變可能與壞死／假性進展和活動性炎癥改變混合。在接受免疫療法治療的患者中，DSC－PWI有對比劑滲漏校正和無對比劑滲漏校正的rCBV聯合使用，有助于區分真正的腫瘤進展性病變和壞死／假進展。

體部腫瘤的侵入性電刺激已被證明可減少腫瘤灌注，甚至可能誘發壞死。經顱電刺激（tES）目前應用于精神病學和神經學方面以恢復神經元活動并調節腦局部灌注。Sprugnoli等測試在腦腫瘤患者中應用tES減少腫瘤內灌注的安全性、可行性和有效性。共納入6名膠質母細胞瘤患者和2名轉移患者。結果發現在腫瘤實體中發現CBF顯著降低（36%，P＝0．001），從膠質母細胞瘤的26%到轉移患者的45%不等，而壞死腫瘤核心和水腫區域的CBF變化不顯著，分別為8．9%（P＝0．294）和5%（P＝0．328）。此外，在對照區域，即同側區域增加5．7%（P＝0．194），對側增加5．4%（P＝0．502）。該研究數據證明了使用tES無創靶向和調節腫瘤內灌注的安全性和可行性。

使用MRI縱向評估腦腫瘤患者是一個挑戰，因為腫瘤進展和治療相關改變包括放射性腦壞死的影像表現有很多重疊的部分。此外，個體解釋存在差異，尤其是那些在多學科腫瘤委員會上呈現的病例。結構化報告系統，比如最近描述的腫瘤報告和數據系統（BTRADS），總試圖將放射學家解讀的一致性最大化。Cooper等研究了2017年10月－2019年3月影像診斷為腦腫瘤的成人患者。最近的隨訪MRI根據BTRADS中描述的8分等級評分，0～4分隨著分數升高提示疾病惡化程度更高。第二次MRI檢查由腦腫瘤會議中的3位神經放射學家中的一位來執行。計算第一次和第二次檢查的評判者間一致性。研究的275名患者中有270名有影像和報告，適合做重復的結構評分。最常見的診斷是膠質母細胞瘤，其次是2級少突膠質細胞瘤以及2級星形細胞瘤。兩次檢查的總一致性是83%（kappa值0．89±0．05）。對于有影像表現惡化較低的一致性（63．6%～82．4%）有所提高。該研究表明，對腦腫瘤患者MRI使用結構化報告系統來分類能準確了解第一次和第二次檢查報告之間差異的特征。總一致性較好，但隨著影像表現惡化，變異率會升高。

兒童髓母細胞瘤的長期存活者正在增加。因此，監測放化療（RCT）應用的后遺癥，如血管損傷顯得越來越重要。Tanyildizi等研究使用動脈自旋標記（ASL）灌注MRI分析RCT患者腦血流量（CBF）的變化，對28例患者和24例健康志愿者行ASL灌注MRI掃描。計算每個人的CBF圖，并使用SPM導入MNI空間。根據MNI坐標確定各組灰質的平均CBF值，計算海馬和聽覺皮層的平均CBF值，并用非參數Wilcoxon秩和檢驗進行個體比較。結果顯示，患者組和健康對照組的灰質平均CBF無顯著差異。經過比較發現，RCT治療后的患者海馬和聽覺皮層的CBF相比健康對照組有顯著降低。研究表明，ASL灌注MRI可作為無創性評估兒童髓母細胞瘤患者RCT治療后CBF的工具。這些患者中觀察到的海馬和聽覺皮層CBF的顯著降低與聽力損傷和記憶力減退有關。因此，ASL灌注可作為常規的MRI隨訪序列。

Speckter等用常規MRI和DTI提取的基本影像組學特征來預測良性腦膜瘤和前庭神經鞘瘤（VS）伽瑪刀放射外科（GKRS）治療后的體積變化。該研究招募了24例VS患者和32例腦膜瘤患者，在GKRS前進行常規MRI和DTI檢查。從術前MRI紋理分析一共獲取78個參數，包括平均值、標準差（SD）、百分位數、峰度和基于體素的直方圖的峰度和偏度，以及與腦膜瘤36個月（19．5～63．3個月）和VS患者41．8個月（21．9～80．3個月）平均隨訪期后的病灶體積變化相關的10個不同的DTI參數。結果顯示，在腦膜瘤病例中，幾項DTI衍生的參數與體積變化顯著相關。擴散張量最小特征值（L3）的2．5百分位值是預測GKRS結果的最佳參數（CC＝0．739，P≤0．001），而在非DTI參數中，只有T2加權圖像的SD與腫瘤體積變化顯著相關（使用錯誤檢測率FDR校正總體錯誤率后，CC＝0．505，P≤0．05）。與對照組相比，VS患者T2加權圖像的兩個直方圖參數存在顯著差異（P＜0．05，FDR校正）。T2信號的峰度值預測進展的敏感度和特異度分別為86%和78%。因此，放射外科術后容積變化的預測可影響治療策略，比如調整放射劑量，或加強放射外科手術優于常規切除術。本研究的紋理分析結果表明DTI衍生參數與SRS后腦膜瘤體積縮小有很高的相關性，而常規影像可預測接受SRS治療后腦膜瘤和VS患者的預后，盡管準確性稍差。

目前，鞍區病變中低分割放射外科（HFSRS）作為替代單一放射外科的方法仍存有爭議。Speckter等的研究中，當技術上不能將到前視覺通路（AVP）的最大點劑量限制到12Gy時，對患者行HFSRS治療。研究納入2011－2018年72名接受HFSRS治療的眼周病變患者（病變至AVP的的平均距離0．3mm，69%直接接觸）和173例接受單組分治療（平均邊緣劑量為15．5Gy，平均病變到AVP的距離2．0mm，30%直接接觸）的眼周病變患者。該研究中的方案是在HFSRS組中，7例用平均邊緣劑量5×6．93Gy治療5天，56例使用4×5．32Gy，9例使用3×6．31Gy。使用高分辨率3D－T1圖像精確描繪視覺通路（2016以后使用FGATIR序列）。在平均23個月（2～72個月）的影像隨訪期（FUP）后，所有接受HFSRS治療的病灶均實現了局部控制，除了1例（垂體卒中所致）。觀察到總的平均體積減少了3．05%／月。平均FUP眼科評估為28個月（2～79個月）。10例有視力改善，1例接受4×5．60Gy最大視點劑量的患者確診為放射相關的視神經病變（RION）。所有治療均耐受良好并得到了滿意的結果。CT圖像測量HFSRS過程中的空間框架位移＜0．3mm。在單次SRS的群體中，在平均27個月（4～78個月）的FUP后，除7個病灶外的其余病灶均達到局部控制，總的平均體積減少1．52%／月。眼科評估的平均FUP為36個月（7～81個月）。1例10．2Gy作為最大光點劑量后確診為RION。分析了所有患者的兩條神經、兩條視束和視交叉的劑量容積直方圖。初步結果表明，HFSRS認為是一項有效且相對安全的可選擇的接觸AVP病灶，得益于視覺通路1．03Gy的低α／β比值（來自2018RSNA摘要）。

4．腫瘤的預后

Norlisah等評估了MRI同相和反相（IOP）衍生的脂質分數作為神經膠質瘤生存預后新的生物標志物的能力。脂質部分由IOP序列信號丟失率得出。采用基于ROC的表面下體積（VUS）的三組分析方法，將預后因素分為低、中、高三組，對膠質瘤實體非增強區的脂質部分進行分析。采用Kaplan－Meier生存分析和Cox回歸模型進行分析。結果發現三組（低、中和高脂質分數）間存在顯著差異，按總生存率的最佳截止點（OCP）和進展時間（P≤0．01）進行分層。用脂質分數分層的OS圖與用WHO級別分層的OS圖也有很強的相關性（R＝0．61，P＜0．01）。因此，實體非增強區的脂質分數顯示出預測膠質瘤預后的潛力。這種方法將是一種用于治療分層的成像方案以及作為膠質瘤患者的預后工具有用的輔助手段。將脂質組學分析添加到標準腫瘤評估中有可能增強預處理方案，尤其是針對高危人群的干預。使用IOP序列通過可靠的生物標記物可能進行未來的脂質組學分析。

彌漫性膠質瘤由于分子和遺傳的異質性，其預后有很大的差異。術前MRI提供了重要的診斷信息，但其預后價值尚不清楚。Feng等的研究使用一種基于深度學習的方法自動提取定量影像學特征，研究其對總生存率的預測價值。他們從當地的臨床數據庫中搜集了140例彌漫膠質瘤患者的術前MRI數據（包括術前和術后的T1、T2、FLAIR）。記錄每例患者診斷時的年齡、性別、腫瘤分級、IDH狀態以及總生存時間。使用深度卷積神經網絡自動分割腫瘤區域。分割后，獲取整個腫瘤體積、表面積以及球度（腫瘤形狀與球形的接近度）。總生存率分為5年以下和5年以上。首先，使用年齡、性別、腫瘤分級和IDH狀態作為非影像特征來預測總生存率。然后用術前的體積、面積和球度結合年齡和性別，用于評估分級的準確性。最后，運用所有特征。進行5倍交叉驗證，計算平均符合率和曲線下面積（AUC）。在4／5的數據上訓練邏輯回歸模型，并在剩余的1／5上進行測試。結果顯示，三個影像特征（體積、表面積、球度）的任意一項和患者總生存率間均有相關性，其中，球度的相關性最顯著（P＝1×10－6），提示較大且形態不規則的腫瘤生存較短。使用術前信息進行生存率預測的準確性是0．836（AUC＝0．905）。結合非影像特征后準確性為0．921（AUC＝0．947），增加影像特征稍微降低了準確性（0．907），但AUC增至0．958。研究表明，對彌漫性膠質瘤患者，在術前使用基于深度學習的分割從多參數MRI中提取定量信息，能為其提供預測價值。

原發性和復發性多形性膠質母細胞瘤（GBM）的放射治療（RT）通常是在解剖磁共振（MRI）上制定計劃，靶區定義為T1加權釓劑增強序列（Gd－T1－MRI）強化的區域。最近的研究表明，O－（2－18F氟乙基）－L－酪氨酸（FET）正電子發射斷層掃描（PET）比MRI更具特異性，對腫瘤的顯示也同樣敏感。然而，在復發性GBM中，還沒有明確的證據表明FET－PET提供的信息在RT靶區容積描繪和結果預測方面是互補或優于MRI的。Carles等的研究比較FET－PET（VFET）和MRI上定義的腫瘤體積并分析FET－PET圖像特征在預測GBM復發患者腫瘤進展時間（TTP）的應用。他們前瞻性招募了21名復發性GBM患者，對其行放療治療。患者放療前行Gd－T1－MRI和FET－PET掃描。PET靶區定義為背景參照（BG，大腦和小腦中手動定義的2個區域）標準攝取值（SUV）的1．8倍，而MRI容積是由經驗豐富的放射腫瘤學家繪制的區域。將MRI和PET圖像校準，從VFET和VMRI中提取135個FET－PET圖像特征（IF）。Wilcoxon秩和檢驗結果顯示，VFET和VMRI勾畫的體積相仿。然而，低骰子相似系數的平均值為0．3±0．2，陽性預測值為0．4±0．3，敏感度為0．4±0．3，提示定位方面的一致性差。117項圖像特征（87%）顯示VFET與VMRI之間有顯著差異。74%的圖像特征在VFET和參照物之間有顯著差異，包括所有SUV相關特征（最小值、最大值、峰值和平均值）。小區域低灰度重點（SZLGE）對TTP有顯著的預測價值（P＝0．00027，SZLGE＜SZLGE中位值和SZLGE＞SZLGE中位值患者的TTP曲線之間的對數秩和檢驗）。研究表明，在復發性GBM再次放療的預后評估方面，FET－PET為MRI提供了補充信息。

兒童

關于兒童顱內動脈漏斗擴張（ID）的特征和自然史的資料很少。Adam等在60名兒童中研究了ID的位置、關聯和時間演變，共發現了63個顱內ID。動脈瘤的家族史有2／60（3．3%），而綜合征相關性有14／60（23．3%），最常見的是鐮狀細胞病（4／14，28．6%）。ID的平均大小為（2．2±0．5）mm，與親代動脈的平均比為0．5±0．2。最常見 的 位 置 是 在P1－PCA上（34／63，53．9%），而僅4／63（6．3%）的情況下出現后方交流ID。在12／60（20%）患者中發現了其他腦血管變異。小兒顱內動脈IDs在位置、病因和時間演變方面與成人相同。隨著時間的增長或動脈瘤的形成是非常不尋常的，不需要在兒童時期進行頻繁的短期影像學監測。這是唯一可證明漏斗狀擴張到動脈瘤的時間演變及其對兒童的后續影響的大型研究。

Bertolazzi等使用DTI研究兒童肥胖對大腦連通性變化的影響。納入120位受試者（59歲的肥胖青少年和61歲的健康青少年），年齡12～16歲，并且在性別、年齡、性發育和就學方面進行了匹配。對339350個體素的統計和探索性分析表明，肥胖患者胼胝體體部、胼胝體壓部、眶中回的FA值較非肥胖者降低。TNF－β與FA值在胼胝體壓部呈負相關，IL6也與FA值在眶中回和胼胝體體部呈負相關。炎癥標志物和FA值無相關性。數據揭示了肥胖區域重要的損害模式，該區域負責控制肥胖青少年的食欲、情緒和認知功能，并與某些炎癥標記相關。

為確定負責運動功能障礙的腦網絡并評估DTI網絡在檢測腦室白質損傷（PWMI）伴有痙攣性腦癱（SCP）的診斷性能。Jiang等納入72名6～18個月的嬰兒，分為PWMI伴SCP組（n＝20）、PWMI不伴SCP組（n＝19）和對照組（n＝33）。與對照組相比，PWMI伴SCP組和PWMI不伴CP組患者的結節效率明顯降低，額葉的多個大腦區域（前額葉皮層和紋狀體）的結點效率也得到了提高。此外，與PWMI不伴CP組相比，PWMI伴SCP組感覺運動網絡的節點效率降低，包括雙側中央前和中央后回以及輔助運動區。感覺運動網絡的節點效率對區分有SCP和無SCP（AUC＝0．97）的PWMI具有高敏感度（95%）和特異度（94．74%）。

新生兒急性膽紅素腦病（ABE）在T1WI中通常伴有蒼白球高信號，但新生兒的正常髓鞘形成可能會引起類似的信號改變，從而導致ABE的診斷含糊。Wang等納入了29名具有正常髓鞘的新生兒和32名經臨床證實的ABE的新生兒，對T1WI進行紋理分析，在所有1319個放射學特征中，相對平均強度和12個紋理特征被選為最有區別的特征。決策樹分類器在區分ABE和正常髓鞘化方面具有最佳性能，其AUC為0．946。在13個特征中，反映Fisher蒼白球整體亮度的相對平均強度是基于Fisher評分的最具判別力的特征。放射學特征的添加不僅能夠揭示由ABE引起的微妙的形態異質性，而且能夠量化對比度變化，對于改善這兩個條件的表征和區分是可行的。

由于胎兒DWI質量的影響，Biased－ADC測量往往不準確。Lucia等在正常腦成熟胎兒中探究DWI降噪以改善ADC值的可靠性的潛力。結果發現信噪比隨著降噪校正而大大增加。孕II期和孕III期計算的小腦、腦橋、額葉白質和丘腦的ADC平均值存在顯著差異。小腦、腦橋和丘腦的ADC值逐漸降低。孕中期額葉白質ADC增加，而孕晚期ADC呈下降趨勢。由于胎兒成像中的大量成像偽影，對DWI進行降噪是獲得可靠的ADC值并表征正常胎兒大腦發育的理想方法。沒有偏差的ADC參數顯示出不同胎兒大腦ROI的平均值具有顯著變化，這表明正常胎兒大腦發育過程中在增殖、遷移和髓鞘形成過程中發生了生理異質性微觀結構變化。

人類的語言偏側性是大腦不對稱的最早發現之一。但胎兒期年齡對語言偏側性的影響尚不清楚。Hong等采用DTI研究早產和足月新生兒與語言相關的上縱束白質微結構變化。結果發現上縱束形態在孕31～42周發生了顯著變化。左側和右側上縱束的FA值均隨著年齡的增長而顯著增加，表明上縱束中的白質微結構已經成熟。與右側上縱束相比，左側具有較低的初始FA值和更快的FA增加的特征。左右上縱束的FA在孕36周附近相交。上縱束中FA的不對稱指數隨著年齡的增長而顯著增加，反映了結構向左不對稱的轉變。所有新生兒均根據其掃描年齡分為3個年齡組，以進一步探討語言偏側化的發展。孕34～38周和38～42周組上縱束中FA的不對稱指數顯著大于孕周最小組（30～34周）。

Tang等探索了磁共振三維動脈自旋標記（3DASL）灌注成像采用不同標記延遲時間（PLD）在評估新生兒新生兒缺氧缺血性腦病（HIE）中的應用。將200例確診為HIE的新生兒和200名健康新生兒分別分為5組（每組40個）：0～24小時，1～3天組，3～7天組，7～15天組和15～28天組。結果發現在1～3天組，HIE新生兒的CBF值在除額葉外的所有腦區均高于對照組。在0～24小時和3～7天組中，HIE新生兒的CBF值在所有腦區域均低于相應的對照組。在7～15天組和15～28天組中，HIE和對照組所有腦區的CBF值均無顯著差異。因此3D－pcASL灌注MRI掃描結合PLD可以幫助新生兒HIE的早期診斷，因為它更全面地反映了HIE的病理過程。

Amanda等利用DWI去噪矯正，獲得改進的ADC值，并用此研究受腦靜脈膨脹（VM）影響的胎兒大腦，用于表征胎兒腦微結構損傷。在VM胎兒中，ADC值與正常大腦有顯著差異，特別是在半卵圓中心、丘腦（TH）和腦脊液中。且ADC值與孕周呈負相關，表明擴散率逐漸下降。通過降噪校正獲得可靠的ADC值是一個實用的工具，能夠更好地區分產前胎兒腦組織中發生的微結構損傷。該研究結果表明，VM和正常胎兒腦中獲得的ADC測量值存在差異，特別是半卵圓中心ADC值的增加可能反映了腦部微結構受損。

腦白質病

Wamtjes等使用三維合成（Synthetic）MRI實現了腦白質的高清成像。他們在Philips的3TIngenia MR掃描儀上采用三維QALAS序列同時獲得多個平行的序列圖像，較對照序列（二維MDME序列）具有相同的成像效果和更短的掃描時間。目前臨床上主要使用磁共振增強掃描區分多發性硬化的活躍病灶和非活躍病灶。鑒于已有研究顯示釓對比劑在顱內的非特異性沉積，越來越多的研究致力于減少或避免釓對比劑的使用。Vinayagamani等使用磁敏感成像及鐵含量定量成功區分多發性硬化的活躍病灶和非活躍病灶。Bilello等制定了一套磁共振掃描流程以減少對比劑使用：所有病例行三維FLAIR成像，僅對其中經CAD分析顯示存在新病灶的病例加掃磁共振增強序列。Puig等使用卷積神經網絡對比分析三種視覺評分量表評估磁共振成像腦白質病變的效果，結果發現Fazeka’s量 表 和ARWMC量 表（Age－related white matter change scale）評估結果接近磁共振定量分析結果，適合推廣使用。Kim等使用無監督學習法在3D FLAIR圖像上成功對多發性硬化病灶進行分割。他們使用最小距離估計（minimum distance estimation，MDE）和Cramer－vor Mises法統計建立模型在三維FLAIR圖像上對多發性硬化病灶進行分割，結果與視覺評估效果具有較高一致性。

認知與記憶

Thomas等使用內嗅皮層萎縮（entorhinal cortical atrophy，ERICA）評分和后扣帶回及楔前葉的ASLCBF值區分阿爾茨海默癥相關的輕度認知損害和癡呆。Cheung等使用靜息態半球間鏡像功能連接（interhemispheric functional connectivity，IFC）分析默認網絡、突顯網絡和執行控制網絡，發現阿爾茨海默癥患者三種網絡的IFC均顯著減低，而血管性癡呆和混合型癡呆的三種網絡同時存在IFC的減低或增高。這些結果提示存在代償性其它腦區的激活。Puig等使用卷積神經網絡分析腦白質病變（WMH）對認知功能的影響。該研究結果發現，與Fazekas’s評分相比，卷積神經網絡分析得到的WMH負荷與信息處理速度、執行功能、語言功能具有更顯著的影響。本板塊還有兩項研究分別對手機成癮和煙草成癮患者進行靜息態研究，嘗試揭開成癮的神經機制。

圖像分析方法（非人工智能）

由于部分容積效應，低空間分辨率的人腦結構磁共振模板缺乏重要的解剖細節。Mohammad等介紹了一種新的基于超分辨原理的高分辨率結構磁共振模板的構建方法，并基于超分辨技術開發了一種老年人高分辨率腦結構磁共振模板。納入222名老年人的T1加權腦MRI數據。原始圖像（1mm各向同性）通過剛性和非剛性對齊到0．5mm分辨率空間。所得到的非線性變形場用于將剛變換后的0．5mm分辨率圖像映射到0．5mm模板空間中的精確位置，從而消除了傳統模板構建方法中的差值。模板空間中每個體素的最終強度使用高斯核計算為包含在該體素中的強度的加權平均值。新的模板稱為IIT－Aging＿0．5mm，并將其與其他老年和年輕成人大腦的高分辨率模板在圖像質量和空間標準化精度方面進行了定量比較。結果發現IIT－Aging＿0．5mm模板具有較高的圖像清晰度，表現為歸一化功率譜中較高的空間頻率。與MCALT＿0．5mm和IIT－Aging相比，IIT－Aging＿0．5mm模板細小結構顯示更清晰。MCALT＿0．5mm模板在大腦皮層存在偽影，而其他模板中沒有。使用IIT－Aging＿0．5mm模板時，被試者之間空間歸一化的準確度較高。IIT－Aging和IIT－Aging＿0．5mm模板的變形要求較低較小。因此，IIT－Aging＿0．5mm模板是一種高質量、高分辨率的老年人大腦結構模板，它比其他模板提供了更高的空間歸一化精度，即使對于低分辨率老年人數據的歸一化也是如此，有助于對老年人數據進行更高精度的標準化工作。

隨著老齡化研究中海量數據的產生，對老年人腦多模式MRI圖譜的需求也在增加。Wu等提出一種迭代多模態模板構建策略，在同一空間開發出高質量的老年人腦T1加權（T1W）和DTI模板。納入202名非癡呆老年人的T1W和DTI數據。結果表明，用于模板構建的T1W和DTI數據的空間規范化程度提高，T1W和DTI模板之間的空間匹配程度也提高，表明模板的質量隨著迭代次數的增加而提高。與其他可用模板相比，最終生成的T1WI和DTI模板進一步提高了老年人數據空間歸一化精度。提出了一種新的多模式模板構建方法，并在同一空間生成了老年人大腦的T1W和DTI模板，與其他可用模板相比，該方法可以更好地實現老年人T1W和DTI數據的空間歸一化。

為了通過改進的纖維束追蹤策略和采用更加精確定義的灰質標記來增強IIT人腦圖譜中的白質連接組以及評估這種新的連接組在人腦連接組計劃（HCP）年輕成年人中的代表性。Qi等報道了一項關于增強IIT人腦圖譜的白質連接組的研究。納入了20名性別和年齡匹配的青年HCP參與者的結構和擴散MRI預處理數據。連接組構建：在IIT－HARDI模板和20個HCP數據集上應用全腦解剖纖維束追蹤、球面反褶積信息濾波（SIFT）和84個Desikan－Killiany區域，生成21個連接組，每個連接組包含6972個edge。通過DTI配準，將每個連接組濾波后存在的edge的流線變換到另外20個連接組空間，生成纖維束密度圖像（TDI）對連接組進行評價。計算一個連接組和另外20個連接組之間的每個edge空間體積的F1分數。同時計算20對TDI圖的Pearson相關系數。在每個連接組空間重復這些過程，并對F1分數和Pearson相關系數進行平均。結果顯示新的IIT連接組的TDI和edge的密度圖與其他研究顯示了良好的一致性。在不同存活edge數下，IIT連接組的F1平均分數與HCP組相比無顯著差異，而Pearson平均相關系數顯著高于HCP組，說明IIT連接組可代表HCP連接組的個體。因此，新的IIT白質連接組將有助于全腦連接組的圖譜分析。

靜息狀態功能磁共振成像（rs－fMRI）的研究主要集中在描述離散腦區之間的連接性，它的一個主要的缺點是不能在細胞和環路水平上提供對大腦認知功能或功能障礙的機制理解。為了克服這一局限性，Li等開發了一個多尺度神經模型反演（MNMI）框架，該框架將微尺度環路的相互作用與宏觀網絡動力學聯系起來，并基于血氧水平依賴（BOLD）rs－fMRI估計局部耦合和區域間連接。納入66名抑郁癥（MDD）成人和66名匹配的正常對照（NC）。結果發現MDD組背側前額葉皮層（dlPFC）內的反復興奮和抑制減少，這與公認的MDD假設模型一致。此外，還發現丘腦的反復興奮異常升高，這可能是MDD中常見的丘腦皮層異常振蕩的原因。因此，MNMI框架能夠表征MDD潛在的區域內病理生理機制，因而優于傳統的區域間FC分析，通過多尺度神經網絡模型了解受損環路動力學有助于識別MDD的生物標志物和病理機制，這對開發更有效的診斷和治療手段是必要的。

MRI可顯示頸動脈斑塊特征，包括斑塊內出血（IPH）、富脂壞死核心（LRNC）和薄的纖維帽破裂（TRFC），這些特征能夠增加未來腦血管事件的風險。Asim等進行了一項系統的回顧性研究和Meta分析，以評估MRI識別的高風險斑塊特征（包括IPH、LRNC和TRFC）與中風或短暫性腦缺血發作（TIA）后續缺血性事件風險之間的關系，隨訪時間≥3個月。總共15項研究包括2350名患者。MRI陽性IPH、LRNC和TRFC的未來缺血性事件年發生率分別為11．9%、5．4%和5．7%。IPH、LRNC和TRFC與未來缺血性事件風險性的OR值分別為6．37（95%CI：3．96～10．24）、4．34（95%CI：1．65～11．42）和10．60（95%CI：3．56～31．58）。這些發現進一步證實了磁共振陽性的“高危”或“易損”斑塊特征（包括IPH、LRNC和／或TRFC）可以預測未來中風或TIA缺血性事件的風險。

為了探究流動偽影補償和信號強度不均勻校正對接受過多次釓布醇注射的受試者T1加權腦磁共振圖像信號強度比的影響。Tobias等納入76名受試者，結果發現使用流偽影補償后，一少部分受試者的齒狀核／腦橋的信號強度比由于存在流動偽影必須排除。在不進行強度不均勻性校正的情況下，研究組與對照組在齒狀核／腦橋的信號強度比上存在顯著差異，但在采用強度不均勻性校正后沒有顯著差異。對于蒼白球／丘腦的信號強度比，研究組與對照組之間沒有差異。因此，強度不均勻性校正算法的應用對評估釓劑腦潴留所引起的腦部核團的信號強度比有重要影響。

腦血管病（非卒中）

遺傳性出血性毛細血管擴張癥（HHT）是一種常染色體顯性遺傳病，由參與血管生成調控的基因突變引起，約10%～20%的患者可能有腦血管畸形。顱內動脈瘤（ICA）是獲得性血管病變，在一般人群中患病率為3%～5%。HHT與ICA沒有明確的聯系。Matias等探索了HHT人群中ICA的發生率。納入了151名血管造影患者，在22例（14．5%）患者中發現24個ICA。動脈瘤部位：大腦中動脈7／24（29．2%），眼動脈5／24（26．1%），海綿竇內頸動脈3／24（12．5%），后交通動脈3／24（12．5%），前交通動脈2／24（8．3%），基底動脈1／24（4．2%），大腦前動脈1／24（4．2%）。ICA的平均直徑為（3．4±1．18）mm。65例患者進行了基因檢測，其中9例發現了ICA。ICA的存在與基因突變之間沒有相關性。研究發現43例（28．5%）患者有腦動靜脈畸形（AVM），其中12例也有ICA（兩種血管畸形之間的相關性P＝0．004）。同時患有ICA和腦AVMs的比值比為4．2（95%CI：1．6～11．4）。因此，在HHT患者中發現ICA的概率為14．5%。這一發現可能與已知基因突變引起的動脈壁疾病有關。根據這一發現，HHT患者比普通人群發生ICA的風險增加約3～5倍，且其存在與腦AVM相關。這一發現具有重要意義，因為需要尤其關注患者是否合并動脈瘤及如何治療。

過去幾十年，未破裂腦動脈瘤（UA）治療后的死亡率有所下降，這可能是由于現代顯微外科和血管內技術的應用以及UA治療總量的增加。然而，對UA處理存在風險，目前再入院和復治率尚未有明確報道。Pedram等在61894例接受治療且活著出院的UA患者中，5．98%和8．99%的患者在30天和90天內再次入院，0．14%和0．33%的患者復治。30天和90天內患者再入院的最常見的主要診斷分別是缺血性或出血性卒中（16．13%，21．82%）。栓塞患者和夾閉患者再入院率分別為30天4．87%和8．68%，90天7．82%和11．87%。栓塞患者和夾閉患者復治率分別為30天0．18%和0．04%，90天0．37%和0．22%。接受夾閉術的患者30天和90天再入院的調整風險較高，但30天復治的調整風險較接受栓塞術的患者低。因此，治療后30天和90天非選擇性再入院最常見的主要診斷是中風。UA夾閉術的再入院率較高，而栓塞術的復治率較高，這些數據有助于患者和臨床醫生選擇UA的治療方式。

Wu等為了評估動脈瘤栓塞常規治療的有效性、成本和增量成本，基于醫學文獻構建了基于決策分析模型的成本效益分析方法。評估了5種不同的顱內微小動脈瘤（UIAs）治療策略：一年一次的磁共振血管造影（MRA）篩查、兩年一次的MRA篩查、每5年一次的MRA篩查、栓塞和隨訪、無治療或預防性隨訪。從社會學角度建立了每10000例偶發性微小UIA破裂的Markov決策模型。根據成本和質量調整生命年（QALYs）評估結果。對每種策略的增量成本效益比（ICER）和凈貨幣效益（NMB）進行了評估。基本病例計算表明，沒有治療或預防性隨訪是最具成本效益的策略。在影像學隨訪中，MRA每5年一次為最佳策略，療效次之。當動脈瘤的年增長率和破裂風險不同時，不進行常規隨訪是最佳的策略。未生長的UIAs年破裂風險＜2．1%時，不隨訪為最佳策略。年破裂風險大于2．1%時，應直接進行栓塞術。根據目前的文獻，對于≤3mm的動脈瘤患者，不進行預防性治療或影像學隨訪是一種經濟有效的策略，可以使患者獲得更好的預后以及更低的醫療費用。對于高破裂風險的動脈瘤患者，應對動脈瘤的生長進行更積極的影像學監測或預防性治療。

已有報道采用二維卷積神經網絡（CNN）用于MRA圖像檢測動脈瘤。盡管CNN的輸出含有大量假陽性，但它具有很高的敏感度。到目前為止，為減少假陽性率已經做出了各種努力，但是應用三維信息的技術還沒有報道。Terasaki等利用多模態CNN結合二維和三維信息，并探討如何改善動脈瘤的檢出效能。研究包括125名患者的142個動脈瘤。結果發現8例陽性患者2D－CNN和多模態CNN檢測動脈瘤的平均敏感度分別為92．4%和95．2%。盡管2D－CNN每幅圖像的假陽性為6．7時最佳敏感度為92．4%，但多模態CNN在每幅圖像假陽性5．7時就可達到與之相同的敏感度。特別是使用該模型后，大腦中動脈的真陽性數增加。因此，除了傳統的二維形狀信息外，使用三維外觀信息的多模態CNN與僅使用二維輸入的傳統CNN相比，提高了檢測腦動脈瘤的敏感度和特異度。

為了比較3D與2D對比增強血管壁MRI（CEVM）對巨細胞動脈炎（GCA）的診斷價值。Poillon等納入79名患者（51名GCA和28名非GCA患者）參加了研究。結果發現3DCE－VW顯示顱外動脈炎性改變時比2DCE－VW具有更高的敏感度（分別為80%、70%）和特異度（分別為100%、85%）。3DCEVW在檢測顱內動脈炎性改變的敏感度較2DCEVW高，分別為20%和8%，2D和3DCE－VW MRI的觀察者一致性較好，k值分別為0．84和0．82。CE－VW MR診斷符合率與皮質類固醇－MRI延遲時間呈負相關，2D和3DCE－VW的最佳閾值分別為3天和5天。因此，3DCE－VW MRI比2DCE－VW對GCA診斷符合率更高。對于GCA患者而言，應盡快行MRI，且最好是在皮質類固醇治療前或治療開始的5天內進行。

Minako等探討了哪種常規非對比增強磁共振成像（MRI）序列或MRI序列的組合對硬腦膜靜脈竇血栓形成（DVST）的診斷最為有用，納入了81名受試者。結果發現DVST總診斷符合率：T1WI為0．592，T2WI為0．914，FLAIR為0．874，DWI為0．871，T2＊WI為0．792，SWI為0．673。T2WI序列和DWI序列最能預測DVST，OR值分別為41．0（95%CI：7．8～216．3）、75．1（95%CI：15．6～361．6）。T2WI和DWI序列聯合應用的診斷效能明顯優于單用各序列，AUC為0．802（95%CI：0．749～0．856）。T1WI（k＝0．681）、T2WI（k＝0．795）、FLAIR（k＝0．719）和T2＊WI（k＝0．745）序列的觀察者一致性較好，DWI序列中等（k＝0．600），SWI序列一般（k＝0．351）。因此，在常規的非對比增強MRI序列中，T2WI和DWI序列聯合應用對DVST的診斷預測性最強。

運動障礙

目前帕金森病（PD）診斷缺乏客觀的生物標志物，結合放射學和機器學習方法，基于磁共振的鐵定量和結構測定可能有助于構造一種PD的生物標志物。Guan等選取245例帕金森病患者和170例正常對照者納入研究。結果提示，所獲得的20個特征具有很好的泛化能力，其中雙側黑質（SN）的平均QSM信號為前2個（左側黑質100%，右側黑質84%）。帕金森病患者與正常對照組的分類符合率為81．3%，早期帕金森病為77．4%，晚期帕金森病為81．2%。識別不同運動亞型的性能為79．9%。此外，根據UPDRS評分的升序將帕金森病患者分為4類，早期至晚期診斷符合率分別為79．3%、80．2%、80．1%和85．0%。由 此 可見，根據鐵和結構圖像計算出的放射組學特征可以達到良好的PD診斷性能。通過特征選擇提示大腦黑質鐵含量（平均信號）作為帕金森病最重要的特征，可在未來臨床PD診斷中運用。

為比較核磁共振帕金森綜合征指數（magnetic resonance parkinsonism index，MRPI）和中腦腦橋區域比值（midbrain－to－pontine ratio，M／P）在鑒別診斷進行性核上性麻痹（PSP）與帕金森病和健康人群的準確性，Snehil等共招募了40名符合美國國立神經系統疾病與腦卒中研究所和進行性核上性麻痹學會（NINDS SPSP）診斷標準的PSP患者，40名帕金森病患者和40名健康對照受試者。所有患者均采用包括MPrage序列的標準磁共振成像方案進行評估。結果顯示，PSP患者的平均MRPI（19．1±4．87）顯著高于PD患者（9．11±1．6）和對照組（9．21±2．11）。在這項研究中，MRPI以100%敏感、特異、準確地將PSP與帕金森病區鑒別，100%敏感、特異、準確地將PSP與對照組鑒別。在本研究中，發現MRPI與疾病持續時間呈正相關。MRPI在個體差異上優于M／P。在PSP和PD患者中沒有觀察到重疊值。PSP病例的NINDS SPSP標準的結果與MRPI中度相關。此外，還可以看到NINDS SPSP標準對PSP病例的結果和M／P值中度相關。疑似和擬診的PSP病例的MRPI值也有顯著差異。可見，MRPI在早期個體水平鑒別診斷PSP與PD是優于M／P的，可考慮將MRPI作為非典型PD患者的常規診療工具之一。

基底神經節病理學與帕金森病的運動惡化癥狀有關。采用DTI對體內深部灰色核（DGN）顯微結構進行探究，但帕金森病橫軸面研究的結果并不一致。Li等研究了DGN（尾狀核、殼核和丘腦）12年間的DTI特征及其臨床癥狀的變化。帕金森病患者和肝癌患者共157名在同一臺1．5T掃描儀上6年內進行了3次掃描，包括DTI和結構相MPRAGE序列。縱向分析顯示，與其他DGN相比，尾部區域的擴散率增加更嚴重。DGN的DTI指數在第3個時間點有顯著差異。尾狀核擴散率的增加與帕金森病評定量表（UPDRS）和Hoehn Yahr階段量表（H＆Y）評分的惡化相關。殼核擴散率僅與H＆Y評分惡化相關。由此可見，神經元變性伴隨著FA降低和擴散率升高。然而，僅在帕金森病的后期表現出顯著的核區DTI參數差異。這可能僅次于鐵對DTI指數的已知影響，這種反轉削弱了預期的DTI指數變化。擴散率增加和運動分數惡化之間的相關性表明神經元變性與帕金森病的關聯。這種退化可能與疾病發展過程中尾狀核和殼核中多巴胺能神經元的缺失有關。擴散率的時間變化的表明早期帕金森病患者中鐵沉積的動脈效應。

對丘腦底核（STN）或蒼白球內側部（GPi）的深部腦刺激（DBS）適用于伴有明顯運動震顫的難治性帕金森病患者。雖然患者臨床特征可幫助確認治療效果，但目前缺少客觀指標來預測患者對DBS的反應。Bhattacharya等通過rs－fMRI研究其作為觀測指標的可行性，以盡早在療程中確認對DBS的早期反應。研究納入10例晚期PD患者，DBS治療術前和術后在麻醉下進行了靜息態MRI數據和運動評分（UPDRSIII）。結果顯示，對DBS反應更好的患者殼核和輔助運動區間功能失調，豆狀核和額上回（SFG）間功能失調，與L－DOPA給藥后出現的特征性變化相似（P＝0．0001）。可見，功能MRI有助于篩選適用患者，并為患者提供更好的術前咨詢，以幫助其早期了解DBS的預后。

蒼白球內側部（GPi）深部腦刺激（DBS）是治療難治性原發性廣泛性頸部肌張力障礙的有效方法。然而有高達25%的患者對DBS沒有效應，主要歸因于以下因素：刺激參數變化、目標選擇和缺乏客觀的生物標志物。此外，由于刺激后肌張力障礙癥狀的改善較遲，使肌張力障礙的DBS治療更加復雜。對支持有效治療反應的大腦連接模式的理解可能會是一種有價值的生物標志物，改善DBS的定位和療程來改善結果和減少副作用。Okromelidze等對39例原發性肌張力障礙GPi DBS優化的患者進行分組分析。結果顯示，與運動網絡緊密相關的刺激區與UDRS分數的提高有關。初級運動皮層、輔助運動皮層和腹側丘腦與UDRS改善尤為相關。預期的小腦運動區域（包括第四、第五、第六和第八小葉）也與UDRS改善密切相關。因而，功能MRI有望成為難治性原發性廣泛性頸部肌張力障礙治療和預后指標。

據估計，美國有1000萬人患有特發性震顫（ET）。磁共振引導聚焦超聲（MRgFUS）是一種無創性治療ET的方法，它可在實時圖像引導下對腦組織進行靶向熱消融。先前的研究表明，成功靶向定位丘腦腹中間核（Vim）是治療ET的有效方法。Jameel等前瞻性納入了13名接受了單側MRgFUS治療的難治性ET患者，使用MRgFUS同時靶向刺激Vim和丘腦下部不確定區（ZI）。結果顯示，所有患者Vim和ZI處的靶組織均成功熱消融，24個月內所有參數均有改善：治療組和非治療組的CRST震顫評分分別為73．5%和38．4%，QUEST為38%，BFS為46．9%。術中BFS評分顯示，在損傷Vim 27．9%后，靶向ZI結果將額外提升21．8%，如果Vim和ZI同時損傷的話靶向ZI則提升49．7%。一名患者（7．69%）出現治療后持續兩年單側偏頭痛的重大不良事件。該研究進一步證明MRgFUS是一種有效的治療ET的方法，并證明了靶向選擇丘腦Vim和丘腦底ZI的優秀療效。此外，未治療側手臂的震顫評分改善顯示了靶向治療ZI的良性雙邊效應。該研究提供了一種替代目前DBS的非侵入性治療ET的新方法。

現有研究表明，Friedreich共濟失調（FRDA）患者存在顯著小腦皮質萎縮，此前被認為這與該疾病的神經退行性現象無明顯關聯。FRDA患者的認知缺陷與其他因素導致的小腦體積減少有關。Costabile等為探討FRDA小腦體積與認知的相關性，將19例遺傳性FRDA病患者以及一組年齡和性別相當的20名健康對照納入本研究。所有受試者都接受了磁共振成像掃描，包括3DT1加權序列和主要針對與小腦功能（即視知覺和視空間功能、視空間記憶和工作記憶）相關的認知領域的神經心理學檢查。結果顯示，FRDA患者顯示小腦總體積顯著減少，第九小葉顯著減少。在VBM分析中，發現了第九小葉整體灰質密度顯著降低。第九小葉體積和視空間功能受損之間相關（r＝0．580），VBM結果之間存在相似改變的相關性（r＝0．520）。因此，通過兩種不同且互補的圖像分析技術，該研究證實FRDA患者小腦體積縮小，以后葉為主。尤其是第九小葉萎縮與視覺空間功能惡化相關，進一步擴展了我們對FRDA認知損害生理病理學的認識。

為探究MRgFUS治療對震顫相關環路功能連通性和白質完整性的影響，并測試震顫改善是否與特定的治療前和治療后功能反應相關。Zur等搜集60名原發性震顫／帕金森病患者在聚焦超聲消融術前和術后1個月和6個月的震顫和生活質量評估資料。21位患者在治療前及治療后1天、710天、13個月和412個月進行了MRI掃描，包括T1、T2FLAIR和rs－fMRI。39例患者在與rs－fMRI組相似的時間點進行了包括T1、T2FLAIR和DTI。計算該組擴散率參數并提取纖維束示蹤測量值，并評估與震顫相關的不同大腦區域的功能連接性和擴散性參數的變化。結果提示，消融后發現齒狀核和運動丘腦之間的功能連接減少。在消融區域連接丘腦和紅核路徑出現了長期損傷。消融后1天，運動丘腦的FA與兩組患者震顫改善呈反比關系，治療前評分低的原發性震顫患者震顫緩解結果更好。由此可見，聚焦超聲丘腦切開術后，存在腦區功能連接性和白質完整性長期變化，這些區域可能參與了疾病的發病機制，也是患者震顫緩解的可能原因。

為評價MRgFUS丘腦切開術后丘腦腹中間核FA和ADC的變化及其與臨床結果的相關性。Torlone等招募了39例致殘性難治性震顫（ET）（18例特發性震顫，21例帕金森病震顫）患者，他們接受了3T MR儀和聚焦超聲系統進行的MRgFUS治療。結果顯示，39例患者中有38例（97．4%）治療有效（震顫立即明顯減輕）。治療后FA和ADC值的變化具有統計學意義。丘腦切開術后1天VIM的FA值與治療后第6個月的FTM值呈顯著正相關。AND和臨床結果之間無統計學關聯。該研究表明，丘腦MRgFUS治療ET和帕金森病震顫會導致目標VIM區FA和ADC值變化，其中術后1天的FA值與臨床結果有顯著關聯。本報告的局限性在于患者數量少，隨訪時間短。需要進一步進行大規模隨機研究，以評估FA值是否可被視為早期預測丘腦MRgFUS治療ET和帕金森病后臨床結果的影像學標記。

MRI引導下高強度聚焦超聲（HIFU）丘腦腹側中間核（VIM）消融是治療藥物性震顫的有效方法。但是VIM的皮質連接可能因人而異。對于治療計劃，皮層的最佳種子點沒有定義。Ezponda等利用與病灶位置重疊的基于DTI的束描記術來評估VIM核的皮質連接。觀察22名服用藥物治療無效的ET（n＝17）或PD（n＝5）患者。發現，HIFU對立即控制震顫有效，需要更長的隨訪。治療前DTI可見VIM損傷主要與初級運動皮質（通常位于手把手區域的內側）相連。

結構成像

血管周圍間隙（EPVS）擴大與衰老、中風風險增加、認知功能下降和血管性癡呆等有關。然而，EPVS與年齡相關的神經病理學之間的關系還不清楚。Petit等研究通過結合老年社區隊列中的離體腦MR圖像和病理學評估EPVS的神經病理學相關性，并確定EPVS與認知能力下降的相關性。研究共納入來自兩項縱向流行病學臨床病理隊列研究的662名參與者大腦半球數據。用單變量和多變量logistic回歸研究EPVS負荷與下列年齡相關性神經病理學指標的關系：整體與微小梗塞、動脈粥樣硬化、動脈硬化、大腦淀粉樣血管病、淀粉樣斑塊、神經原纖維纏結、海馬硬化、路易小體和TDP43。最后，使用混合效應模型來評估EPVS程度對全局、情景、語義、工作、知覺和視覺空間六個方面的認知能力下降的影響。單變量分析顯示EPVS程度與總梗死面積（OR＝1．59）和微小梗死面積（OR＝1．40）顯著相關。多元logistic回歸顯示EPVS與總體梗塞有顯著關聯（OR＝1．60）。除工作記憶外，EPVS對其余五類的認知下降都有顯著影響；EPVS與時間的交互作用在全局、情景和視覺空間認知領域均呈顯著性。結果表明，血管周圍間隙擴大和大面積梗死可能有相似的神經生物學機理，這與目前研究結果一致。血管周圍間隙擴大對認知功能損害的影響與人口統計學和神經病理學無相關性。這是迄今為止唯一一項也是最大的將認知下降與EPVS擴大結合的臨床病理學研究。

臨床需要快速、病理特異性和定量的MRI技術來評估多發性硬化（ET），尤其是進行性ET中的組織損傷。本研究旨在證明MRI技術可以區分非進行性多發性硬化和復發性多發性硬化（RRMS），并檢查與臨床評估的相關性。Xiang等將22名未復發的進行性多發性硬化和11名RRMS受試者納入研究，通過正常皮質灰質（NAGM）和皮質下正常白質（NAWM）中高分子質子分數（MPF）和R1（1／T1）等SMART數據參數來評估多發性硬化組織損傷與擴展殘疾狀態量表（EDSS）、25英尺定時行走、九孔柱試驗（9HPT）、同步聽覺系列加法測驗（PASAT）和符號數字模式試驗的相關性。用Spearman秩檢驗計算P值。結果顯示，NAWM的MPF高于NAGM，這與髓鞘中的大分子含量一致。MPF數值顯示與運動相關臨床評估EDSS和9HPT相關性較強，而高R1度量顯示與高認知相關PASAT分數顯著相關。此外，在評估MPF和運動相關臨床試驗之間的相關性時，左半球顯示出比右半球更強的相關性。此外，NAWM的MPF與臨床評估的相關性明顯強于NAGM皮質的MPF。GM和WM中較高的MPF值可顯著區分復發組與非復發組（P＜0．01）。因此，結果表明，MRI在評估髓鞘含量和ET相關損傷方面具有很高的潛力。

急診放射學

在5min內，超快速MRI包括5個標準序列，可對神經系統急癥患者進行時間優化診斷。Philipp等對449例急性非創傷性神經癥狀的急診患者進行前瞻性單中心研究。分析MRI數據集的圖像質量和顱內病理，據此計算診斷顱內病變的敏感度和特異度。結果發現超快速MRI共檢出93個顱內附加病灶，圖像質量相當于標準長度方案，并且具有更高的敏感度和特異度，可對神經系統急癥患者進行時間優化診斷，對臨床患者診療方案有一定影響。

基于機器學習的軟件是臨床相關性／應用方面評估急性腦卒中的一個有價值的工具。Mathur等回顧性分析91例臨床懷疑急性腦卒中患者的CT平掃，隨后對7天內進行CT或MRI復查（67例）進行研究。結果發現初步研究中一致的人類讀數與軟件包1（r＝0．613）和軟件包2（r＝0．663）相同研究的自動化結果有顯著相關性。隨訪研究的一致人類讀數顯示，與軟件包1（r＝0．353）和軟件包2（r＝0．428）的初始研究的自動化結果中度至較低相關。分割錯誤，存在額外的軸向集合，解剖不對稱和慢性梗死是常見的誤讀軟件的原因。因此，盡管兩個軟件的自動化方面與急性卒中的人類讀數顯示出良好的相關性，但它們是最終梗死體積的中度至較差預測因子。這項研究將有助于不斷改進基于機器學習的軟件在急性腦卒中成像中的應用。

早期發現急性缺血性卒中對患者的預后至關重要。頭部CT平掃是評價梗死體積和預后的首選影像學檢查方法。與標準頭部CT平掃相比，雙源CT的三種物質成份分解算法應用提高了急性缺血性腦梗死水腫的可視化程度，從而提高了診斷的準確性。DECT能較標準CT頭更好地估計急性缺血性腦卒中的梗死體積。Sadia等回顧性分析70例有急性缺血性腦卒中臨床癥狀和體征的急診患者，在4．5小時內進行雙源CT頭部平掃，然后接下來的24小時內進行標準CT頭部平掃，三種成份分解算法（material decomposition）利用灰質和白質能譜的差異試圖探索急性缺血性卒中和細胞毒性水腫的關系。對兩次CT進行ASPECT評分，計算敏感度、特異度、陽性預測值（PPV）和陰性預測值（NPV）。結果發現三種物質成份分解算法結合腦水腫重建預測梗死體積優于24小時內常規的CT平掃。

基于模型的迭代重建（model－based iterative reconstruction，MBIR）提高了腦CT對急性缺血性腦卒中低密度區的診斷能力。Hidenori等回顧性研究211例疑似急性缺血性腦卒中患者，83例在發病后24小時內行腦CT檢查的患者于24小時內行DWI或隨訪CT確診為急性缺血性腦卒中患者。獲得CT掃描圖像分別用h－IR和MBIR兩種方式進行重建，兩位放射科診斷醫生對所有圖像上缺血區（IAs）的可視化程度進行分級。Ⅰ級，IA不可見；Ⅱ級，ⅠA幾乎不可見，Ⅲ級，ⅠA可見；Ⅳ級，ⅠA清晰可見。計算ⅠA相對于對側正常部位的對比噪聲比（CNR）。結果83例MBIR圖像中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級分別為39、8、10、26例和40、16、13、14例。61例（73．5%）兩種重建方式可視化程度相同，22例（26．5%）MBIR高于h－IR。無1例h－IR優于MBIR。說明MBIR對急性缺血性腦卒中患者的IA顯示和低密度區的識別優于h－IR。

確定疑似心源性卒中的潛在栓子來源對于減少患者因早期和晚期并發癥而導致的發病率和死亡率至關重要。同時采集心臟CT和腦卒中影像可以作為一個一站式服務來檢查患者的心源性栓子。Sadia回顧性分析了近一年來臨床疑似缺血性腦卒中的患者，所有患者行腦CT平掃及主動脈弓頂部范圍內的血管成像。并在最初的檢查同時行心電門控冠脈CTA檢查。這些潛在的栓子來源分為高風險和中度風險，并計算了頻率及百分比。陽性卒中患者進一步行CADRADS評分系統評估。結果發現陽性患者中3．77%患者發現了潛在的心臟栓塞源。高危原因包括：心肌梗死，左房血栓，感染性和非感染性，人工心臟。中等危險因素包括：卵圓孔未閉，房間隔缺損，二尖瓣脫垂，瓣膜鈣化，二尖瓣環鈣化，左心房擴大，二尖瓣環和瓣膜鈣化。心臟CT能可靠地鑒別臨床懷疑的心源性栓塞性卒中的潛在危險因素，并能提供冠狀動脈危險性評估。

為了探究致死性腦出血是否合并甲基苯丙胺中毒（MA），Yoshida檢索2011年11月－2018年2月的法醫法定尸檢資料（n＝3044），共發現非創傷性死亡腦出血80例，并進行毒理學檢查。在80例患者中，選擇出血部位位于基底節和腦干的死者，比較兩組患者（腦出血伴MA中毒組和腦出血不伴MA中毒組）的臨床表現。比較兩組的出血頻率、年齡分布、出血類型及尸檢CT表現。結果發現MA中毒組基底節和腦干出血9例，非MA中毒組14例。兩組年齡差異有統計學意義（P＝0．0094）。兩組尸檢CT比較，中線移位距離（mm）（僅基底節段）和主動脈瓣鈣化量（P＝0．0281）有顯著差異，而血腫量、心胸比，升主動脈周長和主動脈壁鈣化無顯著差異。尸檢CT上發現大出血時，法醫放射科醫生應注意腦出血合并MA中毒的可能性。在年輕患者中，主動脈瓣鈣化和明顯的中線移位可能是關鍵所在。

癲癇

rs－fMRI和圖論有助于解釋局灶性癲癇的發病機制，應更廣泛地應用于了解局灶性癲癇的病理生理機制。Krystal等對16例腦室周圍結節性灰質異位（PNH）患者和32例年齡、性別匹配的健康對照者進行靜息狀態腦功能檢查。通過計算低頻波動振幅（ALFF）來評估異位結節信號的相關性。然后分析了結節－皮質連接性與皮質－皮質連接性的關系、結節連接性與結節的距離和靜息狀態網絡之間的關系。最后，基于圖論方法，從皮質－皮質功能連接矩陣出發，計算PNH患者與對照組的聚類系數（CC）和路徑長度（PL）等網絡特征，并進行比較。結果異位灰質結節ALFF明顯高于白質，低于灰質。異位灰質結節與灰質之間的功能連接明顯低于皮質－皮質連接。結節－皮質連接性與結節的距離呈顯著負相關，異位結節主要與視覺、背側注意和腹側注意網絡有關。與對照組相比，PNH患者的功能連接顯著降低，小世界網絡中，聚類系數（CC）減少并且路徑長度（PL）增加。通過這些結果，可以解釋PNH患者的信息處理速度的降低，也可以解釋異位結節手術切除對功能的影響，有助于更好地了解PNH的致癇性。

了解全身性癲癇的早期變化可能對藥物選擇、改善臨床療效和預測長期認知障礙有幫助。前扣帶回皮質和額葉內上回在全身性癲癇發病機制或導致神經紊亂中的作用仍有待研究。Mohamed等對14例磁共振陰性，但診斷為全身性癲癇患者和14例對照者進行研究。結果發現小兒廣泛性癲癇患者大腦前扣帶回皮質和額葉內上回皮質厚度均降低，提示上述兩個區域在全身性癲癇發病機制或導致神經紊亂中的作用仍有待研究。

FDG－PET／MR能提供準確的致癇區信息，提高定位相關癲癇患者的預后。Kikuchi等前瞻性納入31名患者比較FDG－PET／MR和FDG－PET／CT對定位相關癲癇患者致癇區（EZ）的診斷準確性，他們先用FDG－PET／CT系統進行定位相關癲癇的診斷，所獲得的圖像由五位經認證的放射科醫生獨立閱片，且所有閱片醫生均未被告知患者的所有臨床資料。采用Likert量表評分系統評價圖像質量，術后病理證實致癇區。采用配對t檢驗比較PET／MR和PET／CT的診斷敏感度和Likert量表評分。最后發現FDGPET／MR診斷局限性癲癇的準確性優于PET／CT。

結合目前臨床實踐中使用的實驗，代謝連接性也許可作為難治性顳葉癲癇（TLE）患者術前評估的一個額外的預后／診斷因素。Tantawi等學者搜集了24名患有單側內側顳葉硬化癥的顳葉癲癇患者的PET資料。術后1年隨訪，13例患者無癲癇發作（EngelⅠA級），11例患者有反復發作，并被歸類為非癲癇發作（非IA級）。對掃描圖像使用SPM12預處理的，然后根據受試者體內區域間葡萄糖代謝值的相關性構建連接性矩陣。最后，使用圖論（BRAPH）軟件進行腦功能分析。結果發現無癲癇發作組和癲癇發作組待續網闊的組成有明顯差異，顳極、扣帶回的連接性較無癲癇發作組高，而包括扣帶回、中央前回、中央后回，頂葉上回在內的多個區域團簇高度聚集在周圍的節點，提示功能的分離更為明顯。證明了激光間質熱療（LiTT）手術患者術前代謝連接性與術后癲癇發作結局之間的關系，以及作為影像學生物標記物預測手術結局的潛在作用。延伸到顳葉外神經網絡，特別是邊緣神經網絡，在術后癲癇復發中起作用。

rs－fMRI可能是一種有用的非侵入性工具，用于確定被評估為癲癇切除手術的患者是否更有可能經歷術后癲癇發作。Matthew等學者回顧性分析40例難治性顳葉癲癇患者的臨床資料。所有患者均行術前rs－fMRI及單側顳前葉切除術。采用恩格爾癲癇手術結果量表對術后無癲癇狀態進行分類。采用最小生成樹（MST）方法分析每個受試者的靜息狀態功能連接網絡，計算術后完全癲癇發作自由（Engel－IA）受試者與其他所有受試者（Engel－IB－IV）之間的全局和區域網絡特性，并進行統計比較。發現顳葉癲癇患者的靜息狀態網絡拓撲結構與手術結果相關，整體網絡整合度降低，并且累及與術后持續癲癇發作相關的對側顳溝區。

對病變原因不明確時自動纖維定量可顯示白質變化。Zeng等對確診的48例抗NMDA受體腦炎患者和40例健康對照者行常規頭顱MRI、DTI掃描，mRS及MMSE評分。采用AFQ對受試者大腦20條白質纖維的100個節段進行了FA和平均擴散率（MD）定量分析，比較兩個參數是否存在顯著差異，并分別與mRS和MMSE評分進行相關性分析。最終發現抗NMDA受體腦炎患者以皮質脊髓束、扣帶回、海馬扣帶回和弓形纖維為主的纖維組織廣泛受損，與患者的mRS評分和MMSE評分密切相關，有助于隱匿性病變的診斷和臨床癥狀的解釋。

對比劑

用于MR成像的線性釓基對比劑（GBCA）可能導致Gd3＋在大腦中沉積。而血腦屏障破壞會加劇這種情況的發生。在脂多糖（LPS）敗血癥大鼠模型中，已經證實了繼發性神經炎癥和持續的血腦屏障通透性（6周）。分別在脂多糖和對照組于GBCA給藥后24小時、1周、3周和6周采血。發現在24小時到1周之間，血液中的Gd迅速下降，此后無法檢測到。LPS組與對照組大鼠血液中Gd含量無顯著差異。在所有時間點（24小時4．3倍，1周2．4倍，3周2．9倍，6周3．2倍），LPS組中腦Gd含量的水平均顯著高于對照組（6周24小時的40%左右）。在24小時內，骨（每公斤）的Gd含量水平比大腦水平高10倍，LPS組略高于對照組（約1．3倍），但6周時明顯高于對照組（約為24小時水平的60%）。研究結果的重要性不能用血液或骨骼的Gd水平的差異來解釋，這表明血腦屏障的破壞可能起了一定作用。因此，對膿毒癥患者，應考慮避免使用線性釓對比劑，這可能是由于血腦屏障破壞使患者更容易發生Gd沉積。

不同類型對比劑在小腦中的釓殘留，可能與釓對比劑的種類以及腦清除動力學有關。Robert等通過對80只健康大鼠在5周內接受5次2．4mmol／kg的釓吡醇、釓布醇或釓雙胺（總劑量為12mmol／kg）或等量的生理鹽水。在最后一次注射1或5個月（M1，M5）后處死大鼠（n＝10／組）。采用電感耦合等離子體質譜法測定小腦總釓濃度。對于M5組，采用大小排阻層析結合ICP－MS溫和提取后進行釓形態分析。結果發現最后一次注射線性釓雙胺后的1個月和5個月，釓的含量穩定地保留在小腦內，在5個月時，水溶性釓與大分子結合。為大環的釓吡醇、釓布醇，5個月后Gd含量比服用釓雙胺低了27倍，而從1個月到5個月有73%和66%的減少。對于大環釓對比劑，可溶性部分只檢測到完整的螯合物。結果表明重復注射釓吡醇或釓布醇，5個月后僅觀察到少量完整螯合的釓，符合對大環釓對比劑的預期。因此，釓吡醇作為一種新的大環釓對比劑，具有重要的臨床前景。

釓對比劑的使用劑量是MRI檢查安全中的重要方面，在中樞神經系統的MRI檢查中，新型對比劑釓噴醇的使用劑量需要得以驗證。Liu等采用雙盲、隨機、劑量平行和交叉研究選擇已知或高度懷疑局灶區血腦屏障破壞的患者。將患者隨機分為四組，注射釓噴醇劑量分別為0．025，0．05，0．1，0．2mmol／kg，進行一個序列的兩種磁共振成像研究：先注射釓噴醇后注射釓貝葡胺，或相反。并采用雙盲法測量信號強度。發現在0．2和0．1mmol／kg的條件下，釓噴醇均優于釓貝葡胺，CNR增加30%。在0．05mmol／kg時，釓噴醇的CNR與釓貝葡胺相似。病變與腦的比例（LBR）和增強率也有相似的結果。不良反應發生率釓噴醇（11．7%）和釓貝葡胺（12．1%）相當。研究表明釓噴醇作為一種相對強度高的有價值的大環釓對比劑，具有更好的診斷性能，并且較少潛在的游離釓毒性。

釓基對比劑在多發性膠質母細胞瘤（GBM）患者中的應用是眾所周知的。但是，大環類藥物濃度不同，傳統濃度（0．5mmol／ml）與高濃度（1mmol／ml）藥物的療效存在爭議。Matthew等選擇32例GBM患者進行研究，使用雙盲隨機交叉法，每位患者在2～10天的時間內注射0．1mmol／kg的釓特醇和釓布醇行MRI檢查。采用人工智能變化檢測軟件對圖像增強特征進行處理，分析圖像的差異。結果發現人工智能／機器學習軟件在增強特征上與傳統濃度的釓特醇和高濃度的釓布醇無顯著差異。因此，對于不同濃度的釓對比劑，0．1mmol／kg的釓特醇和釓布醇表現出了等效的對比度增強，在評估GBM患者時具有相同的效果，低釓濃度對比劑則具有較低的釓沉積風險。

目前，釓（Gd）在小腦齒狀核等深部核團（DCN）中殘留的精確定位尚不完全清楚。通過高分辨率激光消融誘導耦合等離子體質譜法（LA－ICP－MS）和金屬標記免疫組化技術，在對大鼠反復注射釓對比劑后，能有效對鼠腦Gd與血管或星形膠質細胞等細胞環境進行共定位。Hubertus等對大鼠靜脈注射釓雙胺或釓布醇8次，劑量為1．8mmol Gd／kg體重，注射后35天處死。采用激光燒蝕電感耦合等離子體質譜法同時獲取內皮細胞標志物vWF和星形細胞標志物GFAP，進而定量分析腦切片的空間Gd含量分布。研究發現對大鼠注射釓雙胺，在洗滌和染色后，Gd的分布情況未發生改變，但是，DCN中的Gd濃度上升到10nmol／g。DCN中的Gd僅部分與內皮標志物vWF重疊，而大多數Gd不與vWF和GFAP共同存在。在注射釓布醇的大鼠中檢測到，在染色過程中幾乎完全清除了殘留的Gd，而染色后的Gd僅存在于血管中。研究表明在染色的大鼠腦切片中，血管系統外可見線性釓雙胺而非大環釓布醇的Gd。

在連續服用釓劑后，血磷過低，T1信號強度升高。對于多發性硬化患者，低磷血癥與鐵沉積是否具有相關性？John等選取75例多發性硬化患者或典型的多發性硬化臨床分離綜合征患者，約1：1隨機分配到倍泰龍或克帕松作為試驗組。每月使用超說明書3倍劑量磁顯葡胺（0．3mmol／kg）進行MRI隨訪，隨訪時間長達24個月，包括MRI前的血樣和尿樣。使用邊界近似人工分割技術從MRI數據中創建ROI，以確定由于釓沉積而導致的信號強度的潛在變化。C／N比率確定了研究前12個月的平均信號強度變化，定義為：C／N＝［灰質結構－白質參考結構］／空氣。用一般估計方程分析磷酸鹽水平，以確定磷酸鹽和信號強度的變化之間的關系。發現所有分析的灰質結構中，T1信號強度均升高，低血磷組和正常血磷組的灰質結構無明顯差異。表明低磷血癥與釓沉積引起的灰質T1信號強度升高無關。

血管與介入

目前，多普勒超聲（DUS）為診斷頸動脈狹窄的首選檢查方式，但是門診患者首次檢查方式并不固定，其變化趨勢未知。Pakpoor等通過數據庫分析，選取18～65歲的患者，分析其有關頸動脈狹窄的初步診斷檢查方式，利用邏輯回歸分析法評估其趨勢。發現大多數（95．8%）患者接受DUS作為最初的成像方式，2．4%接受CTA，1．3%接受MRA，0．5%接受了與此相關的多個研究。接受DUS作為唯一的初始成像方式的患者比例從2011年的97%下降到2016年的94%。接受CTA作為初始成像方式的患者比例從2011年的1．6%上升到2016年的4．7%。其表明雖然超聲依舊為大多數懷疑頸動脈狹窄的初選影像學方法，但CTA的使用隨時間顯著增加。由于CTA具有輻射損傷，且費用較高，因此提高對其檢查的有效性，也是其目前趨勢的重要研究內容。

對于存在頸動脈狹窄（CS）、有頸動脈狹窄病史以及對狹窄嚴重程度的評估，是自然語言處理（NLP）模型的重要應用。Wu等通過回顧性分析1527例超聲報告，發現在預測CS病史方面，CNN和RNN－Attention模型的特異度均顯著高于logistic回歸。此外，RNN－Attention的F1評分和整體符合率也顯著提高。對于預測存在性，所有模型的符合率都達到了93%以上。RNN－Attention的總體符合率為95．4%，但與logistic回歸的無顯著差異。RNN－Attention的特異度高于logistic回歸，差異有統計學意義。研究表明NLP能自動且有效地預測頸動脈病史、存在以及狹窄程度，在患者的長期隨訪和進一步的臨床研究中有著廣泛的應用。

采用低濃度對比劑、低千伏（kV）參數進行CTA成像，實現冠狀動脈、頸動脈以及顱內動脈的一體化掃描，需同時保證其圖像質量和低輻射劑量。Liu等前瞻性納入78例連續患者，隨機分為兩組。均行第2代128層雙源CT檢查。A組方案為：管電壓70kVp／80kVp，40mL低濃度對比劑（270mg I／mL）。B組方案為：管電壓100kVp，60mL對比劑（370mg I／mL）。使用bolus跟蹤技術，對每個患者在左心房（A組）或主動脈根部（B組）放置ROI，當跟蹤ROI達到基線衰減以上50HU（A組）或100HU（B組）閾值時自動觸發掃描。兩組均以5．0mL／s的流率注射40mL生理鹽水。在每個患者的R－R間隔的55%處，前瞻性地觸發圖像采集。比較兩組的圖像質量和輻射劑量。冠狀動脈圖像質量評估結果顯示，兩組患者的分析結果具有可比性，A組圖像質量足以診斷99．58%的頸動脈和腦動脈的動脈段，A組輻射劑量明顯低于B組，A組平均碘攝入量較B組下降51%。表明低kV低濃度對比劑CTA采用心電門控的高螺距螺旋掃描，可在低輻射劑量下獲得良好的冠狀動脈、頸動脈和大腦動脈圖像質量。

對頸動脈斑塊嚴重程度和易損性評估的準確性評價，是超聲三維動脈分析和超聲造影的重要內容，對于其隨訪以及治療意義重大。Daniele等對134例患者進行斑塊分級，采用三維動脈分析提供了評估斑塊易損性的彩色地圖和三維容積狹窄評估。將其診斷性能與斑塊易損性的組織學檢查和CEUS和CTA的狹窄分級進行比較。發現3D動脈分析軟件和超聲造影（CEUS）正確評價，敏感度為88%，特異度為100%。表明3D動脈分析軟件和CEUS是評估斑塊易損性和狹窄嚴重程度的有效工具，為手術計劃提供了有用的信息，多中心前瞻性評價有助于闡明多參數評價的作用。

卒中危險因素包括伴有潰瘍的不穩定頸動脈粥樣硬化斑塊、表面不規則的軟斑塊以及心血管生成的存在。CEUS是一種新的無創方法，可以檢測斑塊內的血管再生。Radzina等選取CTA和組織學結果作為參考標準，發現CEUS方法與組織學結果比較差異有統計學意義。CEUS診斷軟斑塊新生血管13例（48．1%），敏感度77．78%，特異度60%，陽性預 測 值77．78%，陰性預測值60%，符合率76．3%；在鈣化斑塊組中，14例患者（51．9%）檢測到新血管形成，敏感度為53．33%，特異度為37．5%，陽性預測值為61．54%，陰性預測值為30%，無論狹窄程度，符合率為47．83%。表明CEUS可實現不穩定頸動脈斑塊（新生血管）的早期檢測，并可能改變高卒中風險患者無論狹窄等級的概念。

頸動脈斑塊潰瘍是斑塊易損的特征之一，與栓塞性卒中的發生有關，其檢查的血管造影是有創檢查，CEUS無創易捷，其診斷準確性是重要方面。Park等回顧性分析184例患者的頸動脈血管造影和頸動脈斑塊CEUS，時間間隔在6個月內。斑塊潰瘍定義為CEUS和血管造影上斑塊表面凹陷超過2mm。計算檢測斑塊潰瘍和顯著性狹窄（＞50%）的敏感度、特異度和診斷符合率。發現血管造影發現斑塊潰瘍的發生率為25%。對比增強超聲檢測斑塊潰瘍的敏感度為85．7%，特異度為96．2%，陽性預測值為88．2%，陰性預測值為95．2%，診斷符合率為93．6%。假陰性的主要原因是CEUS上的鈣化陰影，假陽性的主要原因是斑塊表面不規則。表明CEUS對頸動脈斑塊表面評估具有良好的診斷準確性。

目前，鮮有研究報道通過MRI評價糖化血紅蛋白（HbA1c）水平與顱內斑塊易損性之間的關系。Li等選取108例顱內缺血患者，均分為糖化血紅蛋白高（＞6．5%）組和糖化血紅蛋白低（＜6．5%組），進行顱內血管壁MRI和腦MRI掃描。評估顱內斑塊特征和顱內缺血性病變。發現與低糖化血紅蛋白組相比，高糖化血紅蛋白組顱內斑塊較多，顱內癥狀性斑塊強化發生率較高，急性腦梗死較多，復發性梗死較多。高糖化血紅蛋白是顱內癥狀性斑塊增強的獨立危險因素。表明升高的糖化血紅蛋白可能對顱內斑塊增強產生不利影響，從而可能誘發急性腦梗死。

頸動脈X線造影是一種采用碘化對比劑的常用的頸動脈造影成像技術，其對比劑劑量和圖像信噪比（SNR）等具有相關性。通常，數字血管造影（DVA）比數字減影血管造影（DSA）具有更高的信噪比和更好的圖像質量，可能為CXA中碘對比劑的減少提供可能。Viktor等通過比較標準（100%碘對比劑）或低劑量（50%碘對比劑）方案下DSA和DVA圖像的SNR，比較DSA和DVA的圖像質量，中間一致性用百分比一致性和Fleiss’kappa來描述。發現DVA100%碘對比劑評分明顯高于DSA100%碘對比劑評分，DVA50%碘對比劑評分也明顯高于DSA50%碘對比劑評分。DSA100%碘對比劑與DVA50%碘對比劑評分差異無統計學意義。表明DVA在不影響血管造影質量和診斷價值的情況下，在頸動脈X線造影中大量減少碘對比劑劑量。

癥狀性頸動脈狹窄的治療預后以及再入院是評估其手術風險的重要研究，頸動脈內膜切除術（CEA）和支架植入術（CAS）是治療癥狀性頸動脈狹窄的兩種常用方法，但是，關于其再入院研究較少。Nazari等通過全國再入院數據庫（NRD）來描述CEA和CAS術后30天和90天無癥狀再入院的發生率和原因，分析其患者和醫院特定因素、共病評分和疾病嚴重程度等。發現CEA或CAS術后30天和90天非選擇性再入院的常見原因為腦動脈阻塞伴梗死、敗血癥和TIA。CAS術后30天和90天的調整風險和非選擇性再入院率高于CEA。

創傷性腦損傷

美國足球運動員（AFP）在職業生涯中經歷了反復的腦外傷，并有可能發展為慢性創傷性腦病。腦微出血（CM）是重復性腦損傷和彌漫性軸索損傷的典型表現，AFP中CM的所有神經影像學研究都是在1．5T或3TMRI上進行的，而7T超高場MRI顯示彌漫性軸索損傷患者的CM明顯多于3TSWI。Cornelius等評價了7TSWI與3TSWI對AFP中CM的診斷價值。12名專業AFP患者參加了這項前瞻性研究，所有患者均在3T和7T進行了腦部SWI成像的MRI掃描。結果在3TSWI的3個不同AFP中共識別出3個CM。在7TSWI中，確認了其中1個CM，并且識別出了兩個更小的相鄰CM。另外兩個AFP中3T SWI識別的兩個可疑CM在7T時被確定為不典型的腦內小靜脈。作為一個額外的發現，在1個AFP中發現了發育性靜脈畸形（DVA），在3T和7T中都很清楚，而在7T時，DVA的結構更精確。因此，7TSWI能更好地顯示CM。此外，7TSWI可以更準確地鑒別3T時被描述為CM但在7TSWI時被識別為非典型靜脈血管的病變。

胼胝體（CC）在輕度創傷性腦損傷（mild traumatic brain injury，MTBI）中具有特殊的危險性，對大腦半球通訊至關重要。Melanie等驗證了一個假設，即擴散磁共振測量的微結構損傷會影響新的半球間加工速度任務（IHSPT）的性能。4周內受傷的36名MTBI受試者和27名對照者納入研究。進行5個b值的擴散磁共振成像。在對照組中發現IHSPT與MTBI受試者中所有位于壓部的擴散測量（MD、RD、AK和DEPREP）之間存在相關性。另一方面，MTBI受試者顯示IHSPT與CC膝部的峰度擴散測量值存在顯著相關性（MK、AK和RK）。因此，CC體部微觀結構的復雜性和IHSPT在對照組中沒有關系，在對照組中觀察到的組織微結構和半球間加工之間的關系來看，MTBI患者的已丟失。

傳統的DTI假設水分子擴散為高斯分布，無法推斷出纖維交叉和取向色散共同作用下的微觀結構。專題分析在外傷性腦損傷（TBI）的護理和長期隨訪中至關重要。Hong等研究了利用非高斯擴散磁共振（dMRI）重建技術繪制慢性TBI患者特定白質異常的可行性。結果發現輕度TBI組與對照組的白質異常總量無顯著差異，但TBI組的異常量較大。映射微觀特征的方法能很好的顯示纖維交叉和方向分散，可以更好地了解慢性TBI的復雜的軸突病理。

認知功能障礙可能是MTBI后最令人不安和持續的癥狀之一，需要更好地理解工作記憶缺陷與可檢測的微結構損傷之間的關系。Chung等研究了19個MTBI和20個正常人（NC）進行5個b值的擴散MRI檢查。發現MTBI右上縱束（SLF）的軸向峰度（AK）和DSB之間有顯著相關性（r＝0．69），在NC不存在。在MTBI中，還發現在NC的右后放射冠（pCR）中FA和LNS之間失去了正常關系（r＝0．67）。受傷后的時間和將受試者分為高／低表現組（z得分＝1）影響了區域擴散測量和工作記憶表現之間的一些關系。因此，MTBI后與工作記憶相關的微觀結構變化，有早期識別工作記憶缺陷患者的潛在價值。

Seoul等采用定量動態對比增強（DCE）MRI參數和自動分割方法，探討腦震蕩后綜合征（PCS）輕度創傷性腦損傷（mTBI）患者基于區域的血腦屏障（BBB）破壞及其臨床意義。回顧性研究包括41名mTBI后的PC患者和29名對照組，接受了包括DCE MRI在內的MR成像。結果發現mTBI患者雙側大腦灰質Ktrans中位數顯著高于對照組。傷后3個月或3個月以下的亞組和3個月以上的亞組Ktrans均高于正常對照組。在聽覺連續性測試中表現不典型的患者雙側大腦灰質的Ktrans明顯高于表現平均或良好的患者。ROC分析顯示，在0．009×10－1min－1的臨界值下，雙側腦灰質Ktrans的敏感度為89%，特異度為70%。mTBI組與對照組其他部位Ktrans無顯著差異。因此，PCS顯示雙側腦灰質BBB破壞，Ktrans反映的BBB破壞程度在神經認知測驗表現不典型的患者中更明顯。

TBI是一種由原發性和繼發性損傷機制引起的高度復雜的疾病。膠質血管信號傳導的改變并不是一個關鍵的繼發性損傷。此外，對BBB中斷的長期影響知之甚少。David等研究了延遲對比磁共振成像（delayed－contrast MRI，DCM）在TBI中顯示微小BBB斷裂的可行性及其與星形膠質細胞（BVCA）血管覆蓋的組織學相關性。24只小鼠在閉合性腦損傷后1、8、29、64、98和133天進行DCM隨訪。結果發現在TBI后所有小鼠損傷附近的地圖上都顯示了顯著的BBB破壞水平。TBI后1周BBB圖顯示的病灶體積比T1－Gd的增強體積大2．5倍。干擾水平在第1天到第133天隨時間呈線性下降。不同時間點磁共振成像計算的破壞水平與BVCA有顯著相關性。在TBI后15個月進行掃描時，TBI小鼠的同側腦室破裂程度明顯高于對照組。5例TBI患者的初步臨床結果顯示BBB輕微破壞，標準MRI無法檢測到，所有患者均可見。初步分析表明有幾種可能的破裂模式（腦組織和中線的局部破裂、局部血CSF破裂、蛛網膜下腔破裂、腦室破裂和廣泛擴散）。因此，DCM能夠描述嚴重的BBB破壞，其敏感性高于T1－Gd，直至損傷后很長時間。在動物模型中觀察到的磁共振破壞水平和BVCA之間的相關性可以通過TBI引起的膠質血管信號改變來解釋。

擴散／灌注

擴散磁共振成像（diffusion MRI，dMRI）是一種能反映腦白質組織微結構的有效成像技術。然而，dMRI為了覆蓋Q空間需要更長的掃描時間。Q空間中的每個點對應一個擴散加權圖像（DWI），為了獲得精確表征微觀結構需要足夠數量的DWI。為了加快采集速度，Hong等引入了一種超分辨率（SR）重建，這種重建只需要每個DWI的一個子樣本，而不需要掃描整個DWI。每個DWI都用不同的切片偏移量和成像平面進行子采樣，從而使體積捕獲互補信息，可用于改進其他DWI的重建。結果發現，SR恢復了更多的結構細節。利用平均絕對誤差（mean absolute error，MAE）、峰值信噪比（peak signal－to－noise ratio，PSNR）和結構相似性指數（structural similarity index，SSIM）來衡量重建dMRI的重建精度。該方法能有效加快dMRI數據的采集速度，在信息損失最小的情況下重建DW圖像。

病理組織學證據表明多發性硬化（MS）患者腦內的順行性和逆行性變性是在局灶性軸索橫斷后發生的。然而，由于缺乏對軸突和髓鞘損傷敏感的成像技術，在體內量化和表征這種損傷是一個挑戰。Dhairya等建議使用定量磁化轉移成像（qMT）、球面平均技術（SMT）和軸突定向彌散和密度成像（NODDI）來識別和表征體內病灶橫斷后的髓鞘和軸突損傷。包括18名MS患者和9名年齡和性別匹配的健康對照者（HCs）。主要研究T2病變伴有或不伴有慢性黑洞（cBH）。在T2病變和cBHs上以及相鄰的正常白質（NAWM）上（以下稱為邊界區）和對側NAWM上繪制興趣區（ROIs）。初步結果表明，與對側解剖匹配的NAWM－ROIs相比，cBHs旁NAWM的PSR和Vax有顯著差異，各組織類型內PSR和Vax值之間無顯著相關性。這證實了磁共振成像指標捕捉局灶性MS病變后順行和逆行變性的能力。然而，在每個組織亞型中，PSR和Vax沒有相關性。在邊界區和NAWM中，通常髓鞘丟失是繼發于軸突變性的，因此，這兩種改變之間的聯系應該是可以預料的。與NAWM相比，cBHs附近的NAWM具有不同的組成。靶向邊界區可以作為臨床試驗中探索實驗分子修復作用的結果指標。

DTI是一種基于MRI的無創顯示和表征神經束的方法。它可以顯示腦白質通路的微觀結構，并分析與不同病理學相關的變化。Arthur等探討了DTI在前庭蝸神經（VN）和聽覺通路中的可行性。研究了14名聽力正常的健康志愿者。男性左側VN的FA值明顯低于女性，男、女右側VN無顯著差異。盡管前庭蝸神經（VN）體積小，位置復雜，但我們仍能對其進行可視化和定性研究。此外，還顯示弓狀束和半球間聽覺通路。在正常聽力受試者的左側VN中發現FA存在顯著的性別差異，可能為不同聽力損傷的研究提供新的見解。