RSNA2021中樞神經(jīng)影像學

魯君，張歸玲，謝彥，閻肅，田甜，周銥然，甘桐嘉，吳宏宇，廖薈珽，趙亞莉，梁偉強，李元昊，張順，朱文珍

腦卒中及腦血管性疾病

Stefan等從895例腦出血患者入院的CT圖像上提取了1130個反映血腫的形狀、密度、紋理信息等影像組學特征，并統(tǒng)計了患者入院時的GCS、NIHSS和三個月后的mRS評分。結果發(fā)現(xiàn)在訓練集及驗證集中，與血腫體積相比，影像組學特征與GCS評分(rho=0.47 vs 0.44、0.43 vs 0.41)、NIHSS評分(0.69 vs 0.57、0.64vs0.56)和mRS評分(0.44 vs 0.32、0.43 vs 0.33，)顯示出更強的相關性。因此，除了血腫體積，腦出血患者入院時的CT影像組學特征也有助于對病情的風險評估、治療分診和預后預測。

Choi等用296例患者(146例急性顱內出血和150例正常對照)的12,663張腦CT圖像驗證了基于深度學習的自動檢測算法(DLAD)對急性顱內出血(AIH)患者腦CT 圖像輔助診斷的效能。基于深度學習的DLAD輔助醫(yī)生診斷腦CT中AIH顯示出比未使用DLAD者更好的診斷效能。在非放射科醫(yī)生、放射科醫(yī)生、神經(jīng)放射科醫(yī)生三組中，非放射科醫(yī)生組在使用DLAD的診斷準確率較未使用DLAD者提升最多(AUC 0.951 vs 0.919)。

Pan等對來自RSNA顱內出血檢測挑戰(zhàn)的18,689例患者的21,351項研究的739,336張圖像開發(fā)了一種僅使用分類標簽來分割顱內出血(intracranial hemorrhage,ICH)的深度學習模型。在后處理之前，原始類激活圖(class activation maps,CAM)分割預測的平均Dice得分為0.374(95%CI：0.335～0.413)。后處理后，CAM分割的平均Dice得分為0.471(95%CI：0.423～0.517)。分割預測的體積與真實值間顯示出0.825的相關性。因此，僅使用分類標簽，由卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)生成的CAM經(jīng)過后處理能夠準確地分割頭部CT中的ICH。

入院時的NIHSS評分作為因急性大血管閉塞(LVO)卒中后6～24小時延長期內能否進行血管內治療(ET)的重要臨床評估指標。Adrian等納入469例接受ET和隨訪MRI的LVO患者(左：254，右：215)來評估梗死的分布與入院時NIHSS、血栓切除術后再灌注(mTICI)和出院后mRS評分的關系。與左側LVO相比，不完全再灌注導致右側LVO患者更大范圍的功能性腦梗死和更差的臨床預后。這些結果代表了右側LVO患者可能存在較入院時NIHSS評估更大的腦組織受損風險。

Elena等分析了128例因前循環(huán)大血管閉塞而接受血管內血栓切除術 (EVT)的患者。術前CT圖像由一位神經(jīng)放射醫(yī)師獨立閱片并評分，評估內容包括主動脈弓的類型和頸內動脈及頸總動脈的迂曲程度。單變量分析結果顯示解剖結構更復雜的主動脈弓與整個手術過程中透視時長的顯著增加有相關性(P=0.035)。頸總動脈迂曲度的增加與更高的術中輻射劑量(P=0.040)、更多的手術并發(fā)癥(P=0.008)相關。頸總動脈迂曲可能導致再通不太成功(P=0.076) ，同時頸內動脈迂曲也可能會降低再通成功率 (P=0.079)。

腦過度灌注綜合征是頸動脈血運重建術后出血性卒中的重要原因。迄今為止，尚未報道可在臨床上定期應用以預測術后腦過度灌注(CH)的實用技術。Fan等的研究納入接受了頸動脈內膜切除術(CEA)的73例頸動脈狹窄患者，在CEA前后進行了偽連續(xù)式動脈自旋標記(ASL)MRI。相較術前 ASL 圖像，腦血流量增加>100%被定義為CH。兩位神經(jīng)放射科醫(yī)師依據(jù)ASPECTS評分所對應感興趣區(qū)域中ATA的存在與否對ASL圖像進行評分。結果顯示ASL圖像上的ATA是狹窄程度以及一級、二級側支循環(huán)狀態(tài)的綜合表現(xiàn)，可以在常規(guī)臨床實踐中無創(chuàng)地預測頸動脈狹窄患者CEA后的CH。

短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)的影像指南推薦患者最好在癥狀出現(xiàn)24h內緊急接受頭部或血管的影像學檢查，但是有研究證實大多數(shù)患者在急診沒有完善影像檢查就出院了。Vincent等對4814例患者在出院后是否完善檢查進行研究，結果顯示大部分在急診沒有做影像學檢查的TIA患者在出院后30內也沒有完善檢查，特別是黑人[OR 3.00(1.86～4.82)]、老人[定義為>85歲;OR(2.611.88～3.62)]和大醫(yī)院[定義為>400張病床;OR 2.11(1.36～3.28)]。

Scott等在美國6個醫(yī)院和歐洲4個醫(yī)院住院的新冠肺炎感染患者中研究急性神經(jīng)影像改變的發(fā)生率。在24315例新冠患者中，急性神經(jīng)影像陽性發(fā)生率為1.06% (259/24315)。在接受神經(jīng)影像學檢查的患者中，缺血性腦卒中的發(fā)生率為6.2%，顱內出血為3.72%，腦炎為0.47%，深靜脈血栓形成為0.22%，急性播散性腦脊髓炎為0.18%。腦白質受累的比例為5.8%。病灶常分布于單側(5.73%)，其次為雙側不對稱分布(3.04%)。最常累及的是額葉(5.35%)和頂葉(4.9%)。在這個大型國際多中心隊列研究中，急性神經(jīng)影像改變的發(fā)生率和分布有助于確定新冠神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的特征，從而有助于全面了解該疾病的進程。

Davide使用開源軟件(3D Slicer)在CTA上檢測頸動脈分叉狹窄處斑塊的紋理特征與頸動脈支架植入術后不良預后之間的關系。該研究納入172例接受了頸動脈支架置入術的患者，應用多元Logistic回歸分析來檢驗預后變量和不良結局之間的關聯(lián)。預后不良患者斑塊潰瘍發(fā)生率較高(58% vs 30%)，斑塊峰度較低(5.37 vs 5.84)。在紋理特征中，峰度是不良預后的獨立預測因子(OR 0.77；CI：0.61～0.96)。包含CTA紋理特征的預測模型效能優(yōu)于沒有紋理特征的模型(AUC:0.856 vs 0.803)。所以CTA斑塊的紋理分析有助于對頸動脈支架置入術后的不良預后進行風險分層。

為了更好地區(qū)分有癥狀與無癥狀頸動脈狹窄患者的影像學特征，Zhang等對71例單側頸動脈狹窄患者行頭部MRI檢查。根據(jù)腦白質高信號、腔隙、血管周圍間隙和腦微出血四種MRI征象計算腦小血管病變(CSVD)的總負荷。結果發(fā)現(xiàn)，頸動脈斑塊內出血(IPH)與高CSVD評分獨立相關(OR=4.12，95%CI：1.48～11.45，P=0.007)。單側IPH的存在與雙側大腦半球間的CSVD評分差異獨立相關(P=0.046)，CSVD評分是唯一與臨床癥狀嚴重程度相關的影像學因素(P<0.001)。

腦血管反應性(cerebrovascular reactivity,CVR)反映了腦血流量(cerebral blood flow,CBF)對血管活性刺激的反應。Zhao等將動脈自旋標記(ASL)測量的煙霧患者的CVR與作為參考標準的15O-水PET進行了比較。結果發(fā)現(xiàn)病變區(qū)域的CVR明顯低于正常區(qū)域，PET、單次標記后延遲偽連續(xù)ASL、多次標記后延遲偽連續(xù)ASL的CVR分別降低68%、52%和56%。單次和多次標記后延遲偽連續(xù)ASL均能有效檢測煙霧患者CVR受損。

Li等共招募了14例接受了一站式CT血管造影-CT灌注的慢性顱內動脈閉塞的患者進行回顧性分析，比較4D CTA與單相CTA(sCTA)下的側支循環(huán)狀態(tài)，以評估側支循環(huán)狀態(tài)與慢性顱內動脈閉塞患者的CT灌注參數(shù)之間的關系。結果顯示，與4D CTA相比，sCTA明顯低估了側支循環(huán)的狀態(tài)(2.43±0.51 vs 1.36±0.93)。sCTA和4D CTA 側支循環(huán)狀態(tài)評分均與rCBF呈正相關(r=0.57，r=0.68)。 4D CTA側支循環(huán)狀態(tài)評分與MTT呈負相關(r=-0.65)。與 sCTA 相比，4D CTA可以更好地評估側支循環(huán)狀態(tài)，并且與腦血流動力學狀態(tài)具有良好的相關性。

顱內硬腦膜動靜脈瘺(DAVF)是一種罕見的血管畸形，常規(guī)MRI對DAVF的檢出和分型作用非常有限。Arun等對40例DAVF患者進行了DSA、3D TOF、3D ASL和磁敏感加權成像(SWAN)檢查，結果顯示3D ASL和SWAN對瘺管的定位和Cognard分級具有較高的敏感度(93% vs 94.5%)、特異度(100%)、準確度(99%)和極好的一致性。TOF MRA對瘺管的定位和分級的敏感度為94.4%，特異度為100%，具有良好的模式間一致性和相關性。TOF MRA識別主動脈供血的敏感度為89%，識別靜脈即刻引流的敏感度為85%，準確率為88%。3D ASL、SWAN和TOF MRA與DSA的相關性良好(r=0.99)。該研究證實了非對比增強MR血管成像是診斷DAVF的良好方法，對硬腦膜動靜脈瘺的部位、分級和血管結構評價具有良好的敏感性和特異性。

Robert等在463例接受腦部MRI檢查的遺傳性出血性毛細血管擴張癥(HHT)患者中，發(fā)現(xiàn)20例患者在基底節(jié)內有與錳沉積一致的信號改變，并對這些患者的電子病歷查閱其臨床表現(xiàn)和病史檢查。在一系列與HHT相關的錳基底節(jié)沉積患者中，神經(jīng)精神癥狀比帕金森運動障礙更常見。80%的患者同時存在肝動靜脈畸形和缺鐵性貧血，提示這可能與HHT患者Mn-BG沉積有關。

Allison等在特異性大腦中動脈囊狀動脈瘤3D模型中使用1000 fps高速血管造影術(HSA)評估血流變化。在治療前以及部分和全部放置血流重定向腔內裝置支架(FRED)后評估血流。高速序列中的血流模式顯示，在完全植入FRED后，動脈瘤中的渦流減少。部分分流(FD)后分析顯示，在每100μm一個矢量的分辨率下，動脈瘤囊內速率的幅度和空間分布均有顯著改善。該研究顯示了HSA在FD置入前后可以提供高時間分辨率、定量血流動力學信息的能力。

Christoph等回顧性分析了105例接受中腦膜動脈(MMA)栓塞治療的慢性硬膜下血腫(cSDH)患者術后的平掃CT或光譜CT結果。初步結果表明，與介入后平掃CT相比，光譜CT改善了cSDH內膜和硬腦膜對比劑增強的可視化，有助于區(qū)分血腫再聚與對比劑滲漏，同時證明介入術后cSDHs的強化可能是MMA栓塞成功的一個預測因素。

Moreno在15例接受外科主動脈瓣置換術(surgical aortic valve replacement,SAVR,9例)或經(jīng)導管主動脈瓣置入術(transcatheter aortic valve implantation,TAVI,6例)患者術后7天內的DWI圖像上評估了腦白質高信號(WHM)負荷(代表慢性腦血管病)并量化了腦缺血灶。結果發(fā)現(xiàn)急性腦缺血的體積與慢性腦血管病的嚴重程度有關，慢性腦血管病負荷越重的患者術后缺血性損害越重。所以WHM負荷可以對接受TAVI/SAVR手術的患者進行風險分層。

腦腫瘤

腦腫瘤和報告系統(tǒng)(Brain Tumour And Reporting System，BTRADS)是埃默里神經(jīng)放射學組提出的一種結構化報告系統(tǒng)，旨在提高診斷報告對臨床醫(yī)生的價值，并為腦腫瘤患者提供更明確的信息。Kamaxi等讓兩位神經(jīng)放射科醫(yī)生(RD1、RD2)分別獨立分析了100例膠質瘤患者治療后的MRI并給出BTRADS評分，若分數(shù)不同則兩人討論決定得到“共識”。結果發(fā)現(xiàn)兩位觀察者之間以及兩位觀察者與“共識”之間的變異度較低，一致性高。該研究將BTRADS系統(tǒng)經(jīng)過外部獨立驗證，可以用于臨床決策。但Maxwell等讓4位神經(jīng)放射科醫(yī)生和2名放射科住院醫(yī)師也使用BTRADS對103例患有原發(fā)性腦腫瘤的成年患者的MRI成像進行了評分。結果顯示6位放射科醫(yī)生的一致性為基本一致(kappa值0.62,95% CI:0.53～0.70)，這可能反映了評價高度復雜的治療后的腦腫瘤的內在不確定性，需要進一步的工作來解釋這些個體差異的原因，以確定BTRADS是否可以減少變異性，以及與患者預后的相關性。

Kazuhiro等對50例患者(有54個經(jīng)病理確診的腦腫瘤)在3.0T MR系統(tǒng)上分別采用二維自旋回波(2D SE)和三維梯度回波(3D GRE)序列進行CEST成像，結果顯示3D CEST成像與2D CEST成像具有顯著相關性(r=0.79,P<0.0001)，其一致性限制為-0.029±1.43%。2D CEST成像與3D CEST成像對高、低級別膠質瘤的鑒別準確率分別為87.5%(21/24)和95.8%(23/24)，差異無統(tǒng)計學意義。該研究證明3D CEST成像在各種腦腫瘤患者中的應用價值至少與2D CEST相當，但在常規(guī)臨床應用中，3D CEST成像在評估全腦CEST方面具有更大的潛力。

Evan等分析了400例膠質母細胞瘤成人患者術前MRI、首次膠質母細胞瘤切除術和隨訪的CDKN2A/B基因評估，應用深度特征和放射組學特征組合模型的交叉驗證對測試集中CDKN2A/B丟失的患者進行準確預測，最佳敏感度為0.70，特異度為0.88，AUC為0.84。組合模型的性能優(yōu)于僅使用放射組學或深度特征的模型。深度神經(jīng)網(wǎng)絡結合術前MRI的深度特征和放射組學特征可以無創(chuàng)預測膠質母細胞瘤患者CDKN2A/B的丟失。

Keon等納入116例膠質母細胞瘤患者(GBM)及7個術前的紋理特征用于建立模型，以確定>18個月的生存率。該放射基因組學模型的總體準確性AUC為0.79 (SE/95%CI:0.04/0.70～0.86)。預測生存時間>18個月的敏感度為45.24%，特異度為87.84%，準確度為72.41%。該放射基因組學模型由基線(術前)MRI的放射特征結合年齡和MGMT狀態(tài)組成，可以預測GBM患者>18個月的生存率。

Jason等對10例首次治療的神經(jīng)膠質瘤患者的術前多參數(shù)MR掃描和最多4個腫瘤組織樣本的立體定向定位進行分析，使用全外顯子組測序、全外顯子組甲基化和RNASeqv2進行組織樣本研究，通過變異類型(SnpSift)注釋了8個與神經(jīng)膠質瘤相關的突變基因靶標的染色體位置。結果顯示，所有突變目標的留一交叉驗證分析的平均準確度為76.5%±15.0%，個體患者的預測準確度為0.54～0.997。該研究證明了通過非侵入性成像預測單核苷酸點突變的能力。

評估治療反應對預測當前治療方案對腦轉移瘤(brain metastases,BM)患者的療效至關重要。Jay等提出了一種自動深度學習方法對847個時間點的輔助數(shù)據(jù)集上的BM縱向分割，并計算RANO-BM。Dice得分中位數(shù)為0.819。從人工分割計算的RANO-BM測量值與從預測分割計算的測量值之間的ICC為0.88。證明了該自動化方法在量化可測量的腫瘤負荷方面的臨床效用。

Yoshiaki等回顧性分析了在多個國際中心確診的21例放療后的卒中樣偏頭痛發(fā)作(SMART)綜合征患者的臨床表現(xiàn)和影像學表現(xiàn)。回顧了診斷SMART綜合征時患者的人口統(tǒng)計學和MRI特征。將隊列分為完全臨床康復(CR)組和不完全臨床康復(IR)組。結果顯示IR與年齡較大、診斷SMART綜合征時使用類固醇治療、MRI發(fā)現(xiàn)異常易感性信號以及腦回強化區(qū)擴散受限有關。

Divya等對30例高級別膠質瘤患者(4例WHO Ⅲ級；26例WHO Ⅳ級)進行個體化放療的MRI評估，提取相關特征來比較在完成放療后首次隨訪(FU1)時，分別以術后MRI與磁共振仿真(MRsim)作為基線對腫瘤反應和假性進展(PsP)進行評估。結果約57%的HGG患者的腫瘤反應評估不同。因此，MRsim可以更好地指導放射治療計劃的制定，并可作為治療反應的評估新基線MRI。

Sevcan等對38例腦轉移瘤患者(13例黑色素瘤、11例肺轉移瘤、7例乳腺轉移瘤、6例其他轉移瘤)的連續(xù)3次隨訪(治療前、早期隨訪和晚期隨訪)和7例黑色素瘤患者(10個假性進展病變)的MRI和DCE進行評估。結果顯示治療前增強峰上升斜率(wash-in)平均值顯著高于治療后(15.3±24.7 vs 5.80±10.2，P<0.01)。治療前平均AUC值顯著高于治療后(141113±184644 vs 79378±119120，P<0.04)。所以DCE可能有助于識別有反應或假性進展的病變。

Meghavi等納入45例首次接受立體定向放射外科(SRS)治療后的腦轉移瘤患者 (21例原發(fā)性肺癌、8例乳腺癌、8例黑色素瘤、2例腎癌、6例其他)，在其第一次隨訪時進行偽連續(xù)動脈自旋標記(pCASL)掃描，由經(jīng)驗豐富的神經(jīng)放射科醫(yī)師根據(jù)術后pCASL灌注加權圖像(PWI)將患者分為陽性或陰性(ASL+/-)組。結果顯示ASL+組病灶與病灶周圍的平均信號強度比(SI 1.86±0.15)高于ASL-組(0.77±0.05)(P<0.05)。ASL-組在6個月時出現(xiàn)放射進展性疾病的比例較ASL+更高(52% vs 12.5%)。該研究證明了腦轉移瘤患者SRS后第一次隨訪的pCASL可以很好地描述腦轉移瘤的術后治療反應和復發(fā)情況。

Soyeong等納入81例原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(PCNSL)患者，獲得治療前生理的MRI圖像，根據(jù)表觀擴散系數(shù)和腦血容量，采用k-均值聚類將體素劃分為三種空間生存環(huán)境。在PCNSL中，乏血管細胞腫瘤的生存環(huán)境與治療耐藥性密切相關，MRI圖像中空間生存環(huán)境的評估可以在化療前對PCNSL患者進行基于影像的療效預測。

腦認知、記憶與運動障礙性疾病

Fan等納入了50例早期未服藥帕金森病患者(PD)和50例健康對照者，所有參與者都接受了靜息態(tài)功能磁共振成像檢查以及一系列問卷調查以評估疾病的嚴重程度和精神狀態(tài)。該研究首次證實了未用藥早期帕金森病患者與年齡匹配的健康對照者之間全腦連接的差異主要集中在SMN、DGN、LBN和VSN，這可能與PD早期的運動癥狀和非運動癥狀有關。同時，研究結果揭示了未用藥早期帕金森病患者網(wǎng)絡內和網(wǎng)絡間連接模式的收斂和發(fā)散的變化。

Liu對231例受試者[包括81例帕金森病患者(PD)、39例進展性核上性麻痹(PSP)患者、21例多系統(tǒng)萎縮帕金森型患者(MSA-P)和90例健康對照者]進行了結構和動脈自旋標記MRI檢查來測量深部核團和小腦的體積和灌注值。結果顯示雙側尾狀核灌注明顯減少可能是PSP的特征，而雙側殼核和右側小腦V區(qū)明顯萎縮可能是MSA-P的特征。

擴散譜成像(diffusion spectrum imaging,DSI)是一種基于廣義q-采樣的高階無模型MRI成像方法。Pohchoo等對36例PD患者和58名健康對照者進行了DSI檢查和包括統(tǒng)一帕金森病評分量表(UPDRS Ⅲ)和H&Y量表在內的臨床運動評估。對PPN軸突進行確定性纖維追蹤，將PPN投射纖維在體素水平的RDI/NRDI值與運動評分進行相關分析。結果發(fā)現(xiàn)PPN到不同深部灰質核團的投射纖維局部改變與運動障礙程度相關。該研究提供了PPN投射失調的影像學證據(jù)，支持Braak的假設，并與文獻中提出的進行性神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性變一致。

Alexander等對52例進行性核上性麻痹(PSP)患者、20例帕金森病(PD)患者、26例多系統(tǒng)萎縮(MSA)患者、7例皮質基底節(jié)綜合征患者以及25名健康對照者(HC)的彌散微結構成像(DMI)參數(shù)進行了分析比較。結果顯示了PSP患者軸突變性的特征性區(qū)域模式，與已發(fā)表的PSP在彌散加權成像中的萎縮和改變的具體變化區(qū)域非常吻合。

Sojeong對MEDLINE和EMBASE數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)文獻檢索，選取截至2021年1月21日發(fā)表的21篇評估內側顳葉萎縮(medial temporal lobe atrophy,MTA)量表對阿爾茨海默病診斷的文章。結果證明了MTA量表在阿爾茨海默病中的良好診斷性能和可靠性。

Chong等回顧性觀察了6977例因認知障礙、微出血、腦淀粉樣血管病(CAA)和高血壓腦血管病于門診接受磁敏感加權成像(SWI)檢查的患者。診斷率定義為SWI結果陽性的患者在所有患者中的比例，并確定95%置信區(qū)間。結果顯示SWI對認知障礙患者的診斷率較高，對老年組的診斷率較高；SWI識別出的微出血符合CAA和/或高血壓血管病變標準。

Mashaal通過比較17例對照組(NC)、16例左側顳葉癲癇合并內側硬化(TLE-MTS)并激光間質熱療術后癲癇自由發(fā)作(SF)患者、16例左側TLE-MTS并激光間質熱療術后12個月隨訪無癲癇自由發(fā)作(NSF)患者的靜息狀態(tài)功能磁共振成像，以確定癲癇發(fā)作結局的獨特功能連接模式。結果顯示在NSF組中可觀察到廣泛的雙側的網(wǎng)絡功能(如小腦、邊緣系統(tǒng)和丘腦-覺醒網(wǎng)絡)的破壞，在SF中只觀察到單側的改變。就術后結果而言，與SF和NC相比， NSF的丘腦-覺醒網(wǎng)絡過度活躍。

Rammohan等對12例年齡和性別匹配的正常對照者與125例難治性顳葉癲癇患者在高場3.0T磁共振系統(tǒng)上使用亞毫米分辨率的MR顯微成像序列進行掃描。用手動分割方法進行海馬亞區(qū)定位，分析其與組織病理學和手術后結果的相關性。研究結果表明，術前使用海馬高分辨率MR顯微亞區(qū)成像對海馬硬化(HS)進行評估，可以可視化其內部結構、區(qū)域特異性致癇因素，并預測手術結果。

Gilbert等對14例難治性局灶性癲癇患者采用3D-MRSI方法在Siemens Magnetom 7.0T成像儀上進行掃描。結果顯示14例患者中有13例達到了可接受的MRSI質量，在這13例患者的代謝熱點有11例符合臨床術前評估。所有這些熱點區(qū)域的總膽堿和肌酐(tCho/tCr)均升高，多數(shù)患者NAA升高。該研究建立了難治性癲癇患者高分辨率代謝顯像的探索性數(shù)據(jù)集，tCr/tCho/INS/NAA是有希望的代謝標志物。采用新的HR-7.0T-MRSI方法對癲癇患者進行代謝成像，有可能在結構正常的MRI病例中識別致癇區(qū)域。

腦創(chuàng)傷

創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)后神經(jīng)變性和癡呆的病理學機制仍不清楚。Bao等以膜內注射釓為示蹤劑，通過T1W MRI掃描評估淋巴系統(tǒng)功能。分別在4個時間點獲得TBI患者(n=16)和健康對照組(n=7)的圖像。結果顯示，TBI組CSF和GM的顯著延遲增強表明TBI患者的腦淋巴系統(tǒng)受損。淋巴系統(tǒng)功能障礙可能為理解TBI引起后期生活認知障礙的發(fā)病機制提供了新的線索。此外，該研究再次證實了膜內注射釓MRI掃描探索人類淋巴功能的潛力。

使用人工智能(AI)實現(xiàn)顱內出血(ICH)自動檢測的應用已經(jīng)出現(xiàn)，包括RAPID ICH。Chang等使用RAPID ICH對1388例患者(1251例來自急診科，137例來自住院部)的ICH進行自動檢測。結果顯示RAPID ICH對診斷ICH表現(xiàn)出了相對較高的敏感度和非常高的特異度，在急診患者中敏感度較低、特異度較高，在住院患者中敏感度較高而特異度較低。因此使用人工智能應用程序(如RAPID ICH)可對潛在陽性病例進行及時的分診，實現(xiàn)早期干預，并可能改善預后，尤其是在各項常規(guī)檢查平均周轉時間較長的住院患者中。

Mark等采用計算機化放射信息系統(tǒng)(CRIS)軟件，在新冠肺炎疫情之前和期間分別對隨機選取的患者連續(xù)兩周內進行頭顱CT掃描，以客觀地評估根據(jù)英國國家衛(wèi)生與保健優(yōu)化研究所(NICE)頭部損傷指南進行頭顱CT檢查的陽性率。與疫情前相比，在疫情期間因頭部損傷進行的頭部CT掃描更少。與上一年相比，2020年4月疫情期間英國事故和應急部門就診的患者數(shù)量減少了57%。英國醫(yī)療機構擔心即使患有嚴重急性病變，患者也選擇不到醫(yī)院就診。該研究指出更具選擇性的有癥狀的患者組可能會提高頭顱CT的陽性率。然而情況并非如此，正如結果所示，針對頭部損傷后進行頭部CT掃描的NICE指南過于寬泛，可能需要進行審查，以改進選擇標準。

Alexander等回顧性分析450例輕度顱腦損傷(mTBI)受試者(平均年齡42歲，范圍12～82歲)的臨床數(shù)據(jù)，記錄了7種常見mTBI臨床癥狀的發(fā)生率和持續(xù)時間，使用胼胝體(CC)彌散張量成像(DTI)分析慢性期mTBI癥狀表現(xiàn)與持續(xù)期之間的關系。該研究揭示了CC的FA值降低與mTBI后遺癥(尤其是認知后遺癥)持續(xù)期之間的顯著關聯(lián)，證實胼胝體DTI可能有助于預測慢性期mTBI患者的預后。

使用抗凝/抗血小板藥物的患者，尤其是直接口服抗凝藥物(DOAC)的患者，發(fā)生創(chuàng)傷后遲發(fā)性顱內出血(DH)的風險尚未明確。Chang納入了1046例正在服用抗血小板和抗凝藥物(包括DOAC)，并且遭受過頭部創(chuàng)傷的患者。這些患者早期的放射學檢查報告建議復查以評估DH。在建議復查的患者中，約50%接受了再次檢查。納入的患者中DH發(fā)生率為1.8%，總死亡率為0.4%，高于以往發(fā)表的部分報道。DOAC的DH風險和死亡率均顯著低于華法林/氯吡格雷。

腦感染性、炎癥性和代謝紊亂疾病

Seongken等根據(jù)改良的Duke標準，連續(xù)入選確診為感染性心內膜炎(IE)或可能為IE且接受了腦MRI檢查的138例患者。結果顯示腦MRI對IE的診斷率為71%(98/138，95%CI：63%～78%)，可考慮用于感染性心內膜炎的診斷。

Shivani等收集了104例經(jīng)抗體證實的自身免疫性腦炎(AE)的患者(97例有MRI圖像)，描述其臨床和MRI表現(xiàn)，AE患者多為年輕女性。2/3的患者在癥狀出現(xiàn)時有MRI異常，最常見的是邊緣系統(tǒng)異常。特殊的影像特征可以幫助識別疑似AE患者，并指導進一步的實驗室檢查。

Wang對43例輸血依賴型貧血(TDA)患者和32例對照者采用三維半自動閾值容積測量法(V3D)(參考標準)、平面容積測量法(V2D)、基于感興趣區(qū)(VROI)、橢球體(VEII)和面積長度(VAL)體積測量法評估垂體前葉大小和垂體的高度。通過使用多回波SE序列將質子信號強度與回波時間進行擬合來評估垂體R2，將BSA調整后的垂體三維體積(V3Di)與年齡的關系表示為Z值。該研究證實準確評估垂體大小需要3D或2D容積測量，垂體體積Z評分和R2可以識別TDA患者存在垂體功能障礙的風險。

兒童神經(jīng)

突顯網(wǎng)絡(SN)、腹側注意網(wǎng)絡(VAN)、背部注意網(wǎng)絡(DAN)和默認模式網(wǎng)絡(DMN)在自下而上和自上而下的注意機制中表現(xiàn)出顯著的交互作用和重疊作用。Valeria等對88例出生時胎齡28～40周的健康新生兒進行了靜息狀態(tài)功能磁共振成像。使用多變量數(shù)據(jù)驅動框架推斷在出生時胎齡或其他網(wǎng)絡的連通性。結果表明在早期嬰兒階段VAN對自下而上的網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)中有顯著作用，VAN和SN在自下而上的注意力控制的作用中相互重疊。SN是本研究中唯一無法推斷出生時孕周的網(wǎng)絡，可能是因為出生時SN成熟階段太早，無法推斷GA。

Anjuna等對40例早產兒(胎齡28～37周)進行了新生兒腦剪切波彈性成像(SWE)的初步研究，其中20例臨床診斷為缺氧缺血性腦損傷(HII)，20例無窒息史。分別在左右基底節(jié)-內囊-丘腦區(qū)(深灰核團)和左右腦室周圍頂枕部白質(POWM)4個點測量硬度值。有窒息史的早產兒雙側腦室周圍白質和深灰質的硬度值較無類似病史的早產兒略低，提示腦損傷部位較軟。

Clara等分析了自閉癥研究數(shù)據(jù)庫中來自四個不同隊列的583例受試者的T1WI、彌散張量(DTI)圖像和臨床數(shù)據(jù)。用基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計分析(TBSS)和體素水平分析來比較ASD患兒與正常發(fā)育兒童。使用一般線性模型，評估了年齡對ASD診斷的影響。用基于體素的形態(tài)計量學(VBM)分析皮質厚度。研究結果顯示ASD患者與對照組相比，胼胝體前/中段連合束的微結構完整性受損與年齡相關，從青春期開始在青壯年階段中變得更加顯著。

Li等對197例出生時平均胎齡為29.4(SD=2.4)周的極早產兒(very preterm infants,VPI；胎齡≤32周)在等效年齡(term equivalent age,TEA)約為矯正年齡(corrected age,CA)2歲時獲得的結構定量MRI特征開發(fā)了集成學習模型，以68.0%的準確度、70.2%的敏感度和67.3%的特異度識別出認知缺陷的高危嬰兒。該研究所提出的模型優(yōu)于同類模型，并且結合多模態(tài)MRI特征可能會進一步提高性能。

脊柱

彌散張量成像(DTI)可用于評估脊髓損傷后的顯微結構變化。Mahdi等對18例8～20歲慢性脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)患者根據(jù)美國脊柱損傷協(xié)會損傷評定量表(the American Spinal Injury Association Impairment Scale，AIS)按脊髓損傷嚴重程度分為三組，均行DTI掃描，由其衍生的參數(shù)來表征兒童脊髓損傷患者丘腦核團的微結構變化。根據(jù)AIS分級，該研究結果提示脊髓損傷后某些丘腦核團存在微結構改變。重度和輕度SCI患者丘腦某些核團彌散參數(shù)值的差異可能反映了慢性SCI的神經(jīng)可塑性改變。這些微結構變化可能提示丘腦神經(jīng)細胞對損傷的反應。

Arichena等回顧性分析了62例急性頸髓損傷(SCI)患者和21例健康對照者的臨床資料。采用軸向梯度回波序列以及脊髓工具箱測量壓縮比(CR)。DTI測量由單次激發(fā)回波平面成像(EPI)序列或帶狀放大的傾斜多層EPI技術獲得，并提取DTI各項指標。該研究表明，在急性頸椎脊髓損傷中，除了損傷中心外，緊鄰病變中心水平的擴散和結構測量可以可靠地獲得與神經(jīng)功能損害量表相關的指標。

頸椎側位穿刺術被認為比腰椎穿刺術更危險，對穿刺部位解剖結構的充分掌握能避免血管和脊髓損傷的風險。Ross等通過2位放射科醫(yī)生對符合標準的400個病例的CT血管造影進行了評估，記錄小腦后下動脈(PICA)分支的范圍、起源及在頸1-2椎體(C1-2)水平椎動脈的位置、C1-2水平蛛網(wǎng)膜下腔背側間隙的寬度。該研究中C1-2水平以下無PICA起源或PICA環(huán)，無椎動脈延伸至椎管后1/3，C1-2外側穿刺無危險。所有受試者蛛網(wǎng)膜下腔背側間隙均≥2mm。研究結果增強了人們對頸椎側位穿刺術安全應用的信心。

Alessandro等進行了一項隨機臨床試驗，以確定聯(lián)合脈沖射頻(PRF)和硬膜外類固醇注射(TFESI)治療腰椎間盤突出癥(LDH)引起的急性坐骨神經(jīng)痛是否優(yōu)于單獨使用TFESI。該研究納入的289例患者中，145例接受了PRF/TFESI治療，144例接受了TFESI治療。在這項對LDH引起的急性坐骨神經(jīng)痛患者的試驗中，與單獨使用TFESI相比，使用PRF+TFESI在1年的隨訪過程中顯示出對腿部疼痛的更快、更持久的控制。

深度學習算法可以在縮短整體采集時間的同時，通過去噪和提高圖像分辨率來改善圖像質量。Sanders前瞻性獲取43例受試者(平均年齡51.6±18.2歲，年齡20～89歲)的SubtleMRTM(一種深度學習增強算法)脊柱MR圖像(“subtle”)和常規(guī)脊柱MR圖像，由2位神經(jīng)放射科醫(yī)生隨機獨立評估圖像質量。得出深度學習圖像增強算法獲取的圖像總體質量與常規(guī)獲取的脊柱T1、T2加權和STIR序列的圖像質量相似的結論。Sanders等還納入3165例患者(平均年齡60.6±20.8歲)評估FDA批準的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型(Aidoc)在多家醫(yī)院系統(tǒng)中檢測頸椎骨折的性能。該研究結果表明基于人工智能的算法可以輔助放射科醫(yī)生檢測工作中可能遺漏的頸椎骨折。這些算法的進一步改進將使假陽性和假陰性的比率降至最低。

脊髓硬膜外間隙的危重病變如不及時治療可能導致癱瘓。Robert等回顧性分析114例包含硬膜外血腫、膿腫、蜂窩織炎或積液的影像學CT報告，采用自然語言處理(NLP)訓練機器學習算法并將該模型與遠程放射實踐相結合。該模型在測試集上的AUC為0.965。在前瞻性研究中，38620項CT研究中有7例硬膜外病理陽性，該模型正確識別了其中5種，敏感度為71.4%，特異度為86.8%。因此該模型可以幫助檢測嚴重的硬膜外疾病，以防止漏診和改善患者的護理。

Park等收集5426例患者的腰椎MR圖像并對深層強化模型進行訓練，提出了一種全自動化的人工智能驅動的3D流水線來檢測、定位和分級每個功能脊椎單位(functional spinal units，F(xiàn)SU)的等級。計算出目標分級與預測等級之間的平均總體絕對誤差(mean absolute error，MAE)為0.27，1、2、3級MAE分別為0.26、0.33和0.33。因此人工智能流水線能夠準確檢測腰椎管狹窄的存在、位置和分級，可與經(jīng)驗豐富的專業(yè)放射科醫(yī)生媲美。

其它

Srivathsa等對來自3個機構的119例患者使用不同方案的3臺掃描儀于對比劑注射前、低劑量(10%)和全劑量(100%)進行3D T1WI掃描。使用數(shù)據(jù)集(56例訓練/13例驗證/50例測試)訓練深度學習(DL)模型，使用零劑量和低劑量圖像預測全劑量圖像。由3位有經(jīng)驗的神經(jīng)放射學家對100個圖像(50個全劑量和50個DL合成)進行盲法評估。3位閱片者對DL合成圖像的腫瘤類別有很高的成對一致性(Cohen 's kappa=0.61，分別為0.67和0.66)。所以應用DL算法既降低了90%的釓劑量，且診斷效能、圖像質量未受影響。

Jung等從3.0T臨床掃描儀上獲取80組3D MPRAGE數(shù)據(jù) (60組用于訓練，6組用于驗證，14組用于測試)，采用Noise-Noise框架作為基礎架構，對深度學習模型進行了訓練和測試。該模型在所有測試集數(shù)據(jù)中，對抽樣不足的數(shù)據(jù)進行了成功的去噪。該研究在3.0T掃描儀上花大約5min就獲得了7.0T樣高分辨率3D T1WI圖像。這將有助于精細結構異常的檢測和腦深部刺激的靶向治療。該方法能夠有效抑制來自欠采樣MR圖像的噪聲。

深度學習(DL)可以縮短掃描時間的同時得到高質量圖像。Lawrence對26例患者在GE 3.0T Architect掃描儀上進行了標準(SOC)和快速(FAST)脊柱MRI檢查。快速掃描數(shù)據(jù)集(FAST-DL)的深度學習(DL)處理是使用FDA批準的基于CNN的DL圖像增強產品-Air Recon DLTM。與SOC和未經(jīng)DL處理的FAST相比，DL可將脊柱MRI掃描時間縮短64%～72%，放射科醫(yī)生認為增強圖像質量在信噪比、圖像清晰度和偽影減少方面都有優(yōu)勢，從而提高了效率，預示著該工具常規(guī)使用的實用價值。Suzie等對來自5個機構的40例受試者在6臺掃描儀上進行了腦部MRI檢查，每個受試者都獲取了SOC和FAST掃描的數(shù)據(jù)。通過FAST-DL優(yōu)化FAST的掃描結果。SOC和FAST-DL均使用NeuroQuantTM進行定量體積分析，并根據(jù)神經(jīng)放射學家的臨床疾病診斷結果對其進行分類。與SOC相比，DL重建允許減少60%的掃描時間，同時保持高度體積量化精度、一致的臨床疾病分類以及被放射科醫(yī)生所認可的高質量。

多核合成(multi-kernel synthesis,MKS)是一種用于在骨領域(如骨重建核)提高空間分辨率、在腦領域(如頭部重建核)降低噪聲的CT圖像CNN方法。Akitoshi等對50例因外傷或急性發(fā)作癥狀患者行頭部CT檢查，重建軸向MKS (0.75 mm)和常規(guī)[骨(0.75 mm)和腦(5 mm和0.75 mm)]圖像。三位神經(jīng)放射科醫(yī)生對MKS或常規(guī)影像進行了兩次盲評。與不同層厚的常規(guī)臨床CT相比，使用單組薄層MKS圖像的頭部CT識別骨折和顱內病理的閱讀者性能相似。

快速、多對比的腦部MRI可以改善對可能無法忍受長時間檢查的急性患者的評估。Augusto對一種基于人工智能加速的多次激發(fā)回波平面成像(msEPI)的方法進行了初步的臨床評估。該研究對26例急診和住院患者在兩種3T系統(tǒng)使用基于2 min快速msEPI序列和快速自旋回波(TSE) 序列進行T2、T2*、T1-FLAIR、T2-FLAIR和彌散加權成像的掃描并由兩位神經(jīng)放射醫(yī)生獨立評估。人工智能加速2 min多幀EPI方案為急診和住院患者提供了快速、全面的腦MRI評估，與傳統(tǒng)的10minTSE腦MRI檢查的結果是一致的。

深度學習重建(DLR)有望在保持成像質量的同時降低噪聲。Yasutaka等對61例患者(37例女性， 58～73歲)進行3D-MR腦池造影[改良快速自旋回波(FASE)，半傅利葉單次脈沖渦輪脊柱回波的等效序列]。該研究表明12倍加速亞毫米全腦三維磁共振腦池成像伴DLR優(yōu)于無DLR并保留了外展神經(jīng)等精細結構的輪廓。

運動偽影的檢測和定量有助于自動重復采集的進行并避免與MR圖像運動偽影相關的解釋陷阱。Bernardo等開發(fā)了一種基于機器學習的圖像質量儀表板(Image Quality Dashboard,IQD)。與放射科醫(yī)師相比，IQD準確預測了3個測試站點(8個供應商，54臺MR掃描儀，2518次腦部MR檢查)運動偽影的存在和嚴重程度。這項多中心測試研究表明，對于不同的MR掃描儀和序列，可以使用IQD準確檢測和量化運動偽影。

Walter等納入428例(SIH陽性155例，健康對照者273例)患者，使用自然語言處理工具篩選連續(xù)的、同時期的腦MRI報告來確定正常對照組。手動核查和確認標記為可能正常的報告。應用經(jīng)驗性的啟發(fā)式方法，采用ResNet-50進行遷移學習。該研究訓練了一個高準確度的深度學習模型，該模型可以幫助放射科醫(yī)生在腦MRI檢查中識別可能的SIH病例。

Yaewon等納入257例腦膜瘤患者(162例低級別，95例高級別)，接受了包括對比增強T1圖像在內的腦磁共振成像方案。在放射組學特征選擇(n=214)后，對各種分類器組合進行微調。模型在61例腦膜瘤患者(46例低級別，15例高級別)的外部驗證集中進行了驗證。為了減少與MRI不同機構之間異質性相關的性能下降，使用周期一致對抗網(wǎng)絡(CycleGAN)將外部驗證的小圖像集轉換為機構訓練集的大圖像集。結果表明CycleGAN可能有助于提高放射組學模型在不同級別腦膜瘤外部驗證的穩(wěn)健性。

Giuseppe等使用最近開發(fā)的基于腦MRI獲得的體積特征的無監(jiān)督機器學習算法(SuStaIn)對425例復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化患者，1129次MRI檢查進行分層。基于11個幸存的生物標志物的特征選擇(TLV和10個GM區(qū)域的體積)，確定了兩個亞型。該模型為多發(fā)性硬化癥患者提供了生物學上可靠和有預測意義的分層，對臨床試驗設計和常規(guī)神經(jīng)病學實踐都有相關意義。

多通道伊利諾伊理工學院和拉什大學衰老 (MIITRA) 圖譜項目旨在開發(fā)具有高空間分辨率的多模態(tài)老年人腦圖譜。Wu等經(jīng)兩臺3.0T MRI采集了400例非癡呆老年個體的圖像。這項工作利用來自大型多樣化社區(qū)隊列的非癡呆老年人數(shù)據(jù)，為MIITRA圖集開發(fā)了0.5 mm分辨率的高質量T1W和DTI多模態(tài)模板。與其他模板相比，新模板能對老年人數(shù)據(jù)進行更高程度的主體間和模態(tài)間空間歸一化。Mohammad等也對MIITRA圖譜開發(fā)了一個新的高分辨率灰質模板，他們對MIITRA圖譜收錄的老年個體的T1W圖像按Freesurfer標準Recon-all批量重建命令進行處理，基于Desikan Killiany圖譜將皮層下和皮層灰質分割為84個區(qū)域。應用ANT衍生轉換于各個T1W圖像以構建模板。該模板與圖譜的高分辨率T1W模板相結合，可對老年人的灰質進行分割，與人工編輯的基于Freesurfer的分割一致性非常高。

統(tǒng)計參數(shù)映射(SPM)是一種將單受試者正電子發(fā)射斷層掃描(PET)與健康隊列進行比較的技術。Natasha等對34例認知正常的個體進行了含11C-匹茲堡化合物B(PiB)的淀粉樣蛋白PET/CT檢查，建立了一個認知正常受試者的淀粉樣蛋白PET掃描圖譜，并用該圖譜評估了SPM分析的可行性。該研究證實了SPM在淀粉樣靶向PET中的應用價值，并提示SPM可以提高淀粉樣蛋白PET成像在AD診斷中的準確性。

腦分割是從功能MRI(fMRI)對腦網(wǎng)絡進行圖論分析的關鍵步驟。Luca等納入了110例具有解剖學和rs-fMRI數(shù)據(jù)的受試者。兩個圖譜用于分割(64 個標準區(qū)塊-SP和150個SP)。通過引入相當于區(qū)塊體積10%的隨機變量，在Freesurfer上模擬了100個新圖譜。rs-fMRI被用來從兩個圖譜所產生的各切片中建立功能網(wǎng)絡，并對每個網(wǎng)絡計算了27個圖論度量。該方法再現(xiàn)了受試者之間和受試者內部的分割變異性，以評估小分割變化對整體和局部連通性測量的影響。一些圖論度量不如其他度量穩(wěn)定，尤其是Katz和Bonachich中心性。研究結果建議密切關注由受試者間和受試者內變異產生的與分割相關的空間誤差，因為它們可能影響功能網(wǎng)絡空間穩(wěn)定性(SS)變異所描述的大腦連接分析。

Feng等納入了60例認知正常的受試者，其中A組的30例受試者(男14例，女16例，年齡51.40±7.70歲)在示蹤劑注射45min后接受了PET-MR延遲掃描(稱為早期)，而B組的另外30例受試者(男14例，女16例，年齡52.50±8.82歲)在示蹤劑注射90min后接受了延遲掃描(稱為延遲)。在高分辨率3D T1加權結構腦網(wǎng)絡的框架下證明了18F-FDG攝取變化在不同延遲時間的一致性。隨著延遲時間的變化，F(xiàn)DG攝取在大腦的所有分割單元中同步和成比例地減少。

Daniel等探討了對急診科出現(xiàn)輕度和非特異性神經(jīng)癥狀的患者，在CT陰性后加用短序列腦MRI檢查輕度卒中的成本與效果。結果顯示對于有輕微和非特異性神經(jīng)癥狀的急診患者，額外的短序列MRI可以通過檢測輕微卒中及時進行二級預防，從而降低成本和提高累積質量調整壽命年(QALYs)。

收縮壓干預(Systolic blood PRessure INTervention，SPRINT)試驗隨機對9361例成人高血壓患者進行強化或標準血壓管理，得出了強化治療可改善心血管預后、減緩腦白質病變(white matter lesions,WML)進展的結論。 Chintan等通過549例受試者3D T1、3D T2FLAIR和靜息態(tài)功能磁共振圖像評估了大腦功能連接(functional connectivity,FC)的縱向變化(ΔFC)，以確定強化治療是否會減少FC的下降，以及ΔFC與大腦結構變化之間的關系。結果顯示在強化治療患者中WML負荷的縱向增加或TBV的縱向減少與DMN的FC下降有關。強化治療與聽覺-凸顯-語言網(wǎng)絡(ASLN)的FC下降較少有關，特別是在老年患者或WML較高的患者中。