【述评】医学影像技术研究进展及展望(3)
有研究表明,其在腹部与常规探测器获得的图像没有差异,但它提供的光谱信息可用于物质分析。在胸部肺结节低剂量成像中,光子计数CT图像质量有所提高,且呈现出更高相对信噪比 [16] 。同时,光子计数探测器CT类似于双能CT有助于检测肾结石,能更好地帮助描述小肾结石 [17] 。未来CT的技术发展可能集中在能谱CT和光子技术探测器CT技术上。除此之外,细分市场可能也是CT发展的一个方向,如专门用于乳腺检查的乳腺CT及专门用于宠物检查的小孔径CT等。
三、MRI新技术1.MRI集合(magnetic resonance image compilation,MAGiC)序列:
基于多个延迟多回波(multiple-delay multiple-echo,MDME)序列原理,在不同重复时间内施加4个120°饱和脉冲,同时进行双回波采集,共生产8组对比图像。MAGiC序列中的多饱和脉冲可定量组织的T 1 、T 2 ,进而得到T 1 、T 2 定量图。获得组织T 1 值后,可计算出射频场的大小,即B 1 值。将T 1 、T 2 、B 1 值代入信号强度计算公式,可得到组织的磁化矢量M 0 值,进而获得质子密度(proton density,PD)定量图。已知T 1 、T 2 、B 1 及PD值后,通过后处理可得到基于自旋回波序列任意对比的图像。目前该技术主要应用于头部的快速成像 [18] ,如脑卒中或其他神经系统疾病。应用MAGiC序列可大幅减少采集时间,所得MR集合图像与常规PD、短时间反转恢复序列、T 1 和T 2 图像相似 [19] 。但MAGiC只能轴向扫描,对于一些临床病例,在此方向上空间分辨率可能受限;并且合成T 2 液体衰减反转恢复序列图像伪影较多,主要出现在脑脊液和脑实质之间的界面,表现为沿皮层的薄层高信号 [20] ,若要满足诊断需求,可能需要常规T 2 液体衰减反转恢复序列扫描。
2.压缩感知(compressed sensing,CS)技术:
依据传统的Shannon、Nyquist信号采样理论,信号采集速率要达到信号带宽的2倍以上才能保证采样后形成的周期信号不发生重叠而实现信号精确重构。CS是直接感知压缩之后的信号,通过有选择性地采集少量重要数据并采用有效的重构算法实现原始信号的重构,实现缩短信号采集所需时间,减少计算量,并在一定程度上保持原始信号的重建质量的要求,同时减小后续数据传输、处理和存储压力。目前CS在临床MRI的研究和应用中备受关注,主要表现在以下方面:(1)利用K-t FOCUSS算法,结合受试者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC),可以有效地判断所发现的激活区域来自激活信号还是噪声信号,并将所得结果和全局采样的结果进行比较,从而获得高时间分辨率的MR功能成像。(2)利用降阶卡尔曼滤波压缩感知(KF-CS)重建MR实时动态成像,对时间序列原始信号进行处理,从而得到更稀疏的信号,使重构信号的误差大大减少,获得更高的时间分辨率。(3)利用插值压缩感知技术加速二维多层面MRI,实现高精度快速二维多层面MRI,并达到让人满意的信噪比。(4)利用压缩感知加速超级化 13 C三维MR波谱成像,可将成像速度提高到原来的7.53倍,并在肝转移基因老鼠模型上得到0.034 cm 3 的空间分辨率。
CS技术是近年MRI技术的一大热门,已应用于心脏、神经、腹部甚至内耳道MRI中 [21,22,23] 。有学者将CS技术与动态对比增强MRI结合,行超快速乳腺动态对比增强MRI,并评估最大斜率、增强时间和动静脉显影之间的时间间隔等参数对乳腺病变的诊断效能,结果显示,上述参数较常规动力学分析的诊断效能更高,动态对比增强和3个参数诊断的ROC下面积分别为0.76、0.78、0.76、0.69,证实了应用CS技术行超快速乳腺动态对比增强MRI得到的参数能够用于评估乳腺病变,且其诊断效能更高 [24] 。但目前CS技术仍未能在临床推广应用,因理论体系未完善,且稀疏变换、采样方式及重建算法的标准化,MRI序列的设计与扫描等,都还需要进一步的研究。
MRI技术:
是一种新型相位对比MRI技术,可同时对3个相互垂直的维度进行相位编码,多方向采集血流数据,从而获得复杂的三维动力学参数,目前主要应用于颅内动脉血流、胸腹部血管血流以及心脏。4D Flow MRI不仅提供常规的流量定量,还可以通过计算获得脉搏波速度、压力梯度、涡量、湍动动能、壁剪切应力等流体动力学指标。该技术主要用于观察疾病血流动力学情况,在颅内血管、心脏、胸部大血管成像中应用广泛 [25,26] ,近年来在腹部中的应用也逐渐增多。
文章来源:《中国运动医学杂志》 网址: http://www.zgydyxzzzz.cn/zonghexinwen/2020/1113/452.html