CT、MR技術(shù)進(jìn)展與核醫(yī)學(xué)影像

CT、MR技術(shù)進(jìn)展與核醫(yī)學(xué)影像是CT、MR功能成像技術(shù)進(jìn)展快速，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病、以及腫瘤診斷中已有較多根底和臨床初步應(yīng)用結(jié)果，且局部技術(shù)進(jìn)展前景寬闊，這對(duì)核醫(yī)學(xué)影像〔SPECT、PET〕所具有的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在肯定程度上帶來(lái)了沖擊或挑戰(zhàn)。作為核醫(yī)學(xué)工作者，醫(yī)學(xué)實(shí)踐中所具有的特色和重要作用勢(shì)，才能立于不敗之地。一、CT、磁共振設(shè)備的技術(shù)進(jìn)展〔一〕CT設(shè)備的技術(shù)進(jìn)展1、寬探測(cè)器多層采集螺旋CT〔多層螺旋〕多層探測(cè)器的設(shè)計(jì)分為對(duì)稱性、非對(duì)稱性和對(duì)稱/4、8、16、34列之分。為了滿足于大量原始數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)重建，多承受大容量計(jì)算機(jī)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)并列處理方式來(lái)改善工作流程。多層CT采集的層厚均已在0.5cm/層以下，最大螺距已可13:1，采集速度在全層掃描均可到達(dá)0.5秒以下，作容積采集時(shí)實(shí)際上的X線劑量較高。多層CT需要較大容量、長(zhǎng)壽命的X線管球。錐形束〔conebean〕掃描時(shí)，X線對(duì)中心多期增加掃描、不屏氣掃描，以及急診、危重、小兒等患者的快速檢查。容積采集的數(shù)據(jù)可作為高層次的CT爭(zhēng)論如CTA、仿真內(nèi)窺鏡等。2、平板探測(cè)器CT--容積CT以平板〔FP〕探測(cè)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的X線CT探測(cè)器，用肯定寬度的平板探測(cè)器與X線管〔而不是層面〕信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后形成層面的或三維的影像，在成像原理、機(jī)器設(shè)計(jì)、信息模式、成像速度、射線劑量、1~2年內(nèi)CT的又一次技術(shù)突破。3、大孔徑CT孔徑72~85cm，滿足放射治療病人的定位與治療打算系統(tǒng)的要求?！捕炒殴舱裨O(shè)備的技術(shù)進(jìn)展1、3.0TMR設(shè)備3.0TMR屬超高磁場(chǎng)設(shè)備，比常規(guī)高場(chǎng)設(shè)備具有更好的圖像信噪比和更好的性能參數(shù)，40mT/m150mT/ms，從而可使TE更短，每次TR可獲得更多的層面，更不易受運(yùn)動(dòng)的影響。其B值可大于10000s/mm2。其優(yōu)越性表達(dá)在神經(jīng)系統(tǒng)功能成像(fMRI)、心肌灌注與冠狀動(dòng)脈MRI、多體素MR頻譜〔MRS〕分析與常規(guī)MR融合成像，同時(shí)也可廣泛應(yīng)用于胸腹部、脊柱、四肢關(guān)節(jié)、全身血管成像。2(twinspeed)MR設(shè)備承受了一套高梯度場(chǎng)強(qiáng)、高切換率系統(tǒng)和一套相對(duì)低的梯度場(chǎng)強(qiáng)和切換率系統(tǒng)如速度快，成像區(qū)分率高，有利于完成fMRI、彌散成像、MRS等高級(jí)成像技術(shù)檢查；而后者則主要應(yīng)用于腹部、脊柱等大范圍的全身疾病診斷。3、中場(chǎng)超導(dǎo)開放型或更短磁體MR設(shè)備便于兒科和不合作病人的檢查，同時(shí)可開展MR介入診斷、治療和MRI監(jiān)測(cè)下的顱內(nèi)手術(shù)完成。4、線圈專用線圈的進(jìn)展如肢體血管成像、功能性成像、經(jīng)食道心臟和大血管成像。5、成像功能與技術(shù)心電〔EKG〕加導(dǎo)航門控的心臟MRI〔心肌灌注〕、自動(dòng)心臟形態(tài)功能及動(dòng)態(tài)顯示軟件包〔冠脈血流儲(chǔ)藏和應(yīng)力性灌注成像〕、冠狀動(dòng)脈成像、張力性成像〔--各向異性轉(zhuǎn)換〕、SENSE技術(shù)、MRS〔MRSI、MRCI〕、血管內(nèi)腔鏡技術(shù)。二、中樞神經(jīng)系統(tǒng)CT、MR功能成像與腦核素顯像1、腦CT灌注成像一般螺旋CT均具備該項(xiàng)檢查功能，可以得到CT灌注峰值時(shí)間〔PT〕、峰值〔PH〕、平均通過(guò)時(shí)間〔MTT〕、局部腦血容量〔rCBV〕、腦血流量〔rCBF〕等定量分析參數(shù)、曲〔6小時(shí)以內(nèi)〕〔發(fā)3小時(shí)以內(nèi)〕的早期診斷。與核素顯像比較，CT灌注成像有較好的空間區(qū)分率和時(shí)間分辯，且檢查便利、快速，適合急診病人；但腦CT灌注成像僅能反映腦組織血流灌注的生理或〔可恢復(fù)的缺血灶CT灌注成像代謝信息缺乏的缺乏。同時(shí)，CT灌注檢查尚缺乏一整套完整的生理性〔如過(guò)度換氣、認(rèn)知〕和藥物等負(fù)荷、干預(yù)或介也存在對(duì)CT造影劑過(guò)敏的問(wèn)題。2MR灌注成像MR灌注成像的原理與CT以得到MRPTP〔MT〔rCB、腦血流量〔rCBF〕等定量分析參數(shù)、曲線和圖像。該檢查也主要應(yīng)用于急性或超急性腦缺血病人的早期診斷。臨床上常與MR血管成像〔MRA〕同時(shí)進(jìn)展，既可以獲得局部腦組織的缺效觀看。腦缺血病灶處表現(xiàn)為局部PTMTT延長(zhǎng)，rCBVrCBF下降，特別是當(dāng)常規(guī)MRI結(jié)果正常而MR灌注特別時(shí)臨床意義較大。腦MR灌注成像與核素代謝顯像相比，單純MR灌注顯像還不能確認(rèn)腦組織是否存活，且急診病人體內(nèi)外金屬物品或器械也限制了其臨床范圍。3、MR集中加權(quán)成像〔DWI〕承受MR平面回波成像〔EPI〕技術(shù)以檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)外水分子的集中，腦缺血發(fā)生數(shù)分鐘DWI的降低，使病變處DWI信號(hào)增高。急性腦缺血早期，由于缺血部位細(xì)胞內(nèi)水腫而在集中加權(quán)像上表現(xiàn)為高信號(hào)，DWI也可以鑒別集中受限的細(xì)胞內(nèi)水腫和集中不受限的細(xì)胞間隙水腫。DWI上的高信號(hào)局部主要為腦組織已經(jīng)梗死的局部，而MR灌注特別則顯示梗死區(qū)和在診斷早期腦堵塞方面已占有較大優(yōu)勢(shì)，但對(duì)短暫性腦缺血〔TIA〕發(fā)作或腦血流灌注儲(chǔ)藏狀況降低卻不能顯示，這方面核素顯像仍可發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。4、MR波譜分析〔MRS〕MR化學(xué)成像〔MRCI〕主要是通過(guò)爭(zhēng)論腦功能區(qū)局部代謝產(chǎn)物含量的變化，從而得到反映局部能量代謝的病理生理轉(zhuǎn)變的波譜信息，與MRI融合后得到波譜成像〔也叫MRCI〕。MRS的初步臨床閱歷證明，腦缺血時(shí)的局部乳酸鹽有特別聚攏，將波譜圖與常規(guī)MR圖疊加融合，可同時(shí)觀看質(zhì)子譜，觀看癲癇灶部位磷酸肌酸和無(wú)機(jī)磷〔PCr/Pi〕的比值〔假設(shè)降低50%有意義〕和天門冬氨酸〔NAA〕/肌酐〔Cr〕+膽鹼〔Cho〕均降低，有時(shí)也可見(jiàn)乳酸〔Lac〕峰消滅。對(duì)腦腫瘤而言，PCr/PiNAA和NAA/Cr+Cho有利于腦腫瘤治療后復(fù)查時(shí)與局部術(shù)后轉(zhuǎn)變或放療后壞死的鑒別診斷形細(xì)胞瘤〔1~2級(jí)〕，其檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性優(yōu)于FDGPET。5、腦功能MRI〔fMRI〕實(shí)時(shí)腦功能成像主要承受血氧水平依靠法〔BOLD〕，利用內(nèi)源性脫氧血紅蛋白在高場(chǎng)磁體中的磁化敏感效應(yīng)，顯示視覺(jué)、軀體運(yùn)動(dòng)、軀體感覺(jué)、聽覺(jué)、語(yǔ)言、認(rèn)知和心情等的腦BOLD示腦腫瘤與局部腦功能區(qū)的關(guān)系，有利于個(gè)體化手術(shù)方案制定。但fMRI與核素顯像不同的是部腦區(qū)內(nèi)毛細(xì)血管床內(nèi)和小靜脈內(nèi)的血液供給量或脫氧血紅蛋白含量的變化非是真正意義上的腦功能區(qū)。fMRI與核素顯像比較，最大優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)時(shí)觀看腦功能的變化，在神經(jīng)認(rèn)知科學(xué)和中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)爭(zhēng)論上有很大的進(jìn)展空間。6、腦磁圖〔MEG〕或腦磁源成像〔MSI〕國(guó)內(nèi)已有單位引進(jìn)，顯示的是腦組織內(nèi)的磁場(chǎng)狀況及特別轉(zhuǎn)變，與腦電圖比較，病變有價(jià)值，其對(duì)癲癇病灶定位的準(zhǔn)確性要高于其它無(wú)創(chuàng)性檢查方法。三、心血管系統(tǒng)CT、MR進(jìn)展與核素顯像、CT、MR心肌灌注成像高檔次CT、MR均可開展首過(guò)法和延遲法心肌灌注成像，認(rèn)真電門控觸發(fā)成像，其時(shí)間〔如潘生丁負(fù)荷可明確診斷心肌缺血，臨床結(jié)果與核MR的CT、MR影像甚至可覺(jué)察心內(nèi)膜下的小梗死灶。同時(shí)，MR可使用不同增加效果的比照劑〔如順磁性、磁敏感性、心血池比照劑等〕以便相互驗(yàn)證結(jié)果，這些技術(shù)目前已經(jīng)開頭在臨床試用2、CT、MR動(dòng)態(tài)心臟形態(tài)和功能成像SENSE技壁的節(jié)段運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或沖突運(yùn)動(dòng)、室壁增厚率等。與核素顯像相比，CT、MR的優(yōu)勢(shì)在于可以亦MR均可以到達(dá)實(shí)時(shí)成像?，F(xiàn)多數(shù)MR均有心功能定量分析的軟件包，已開頭成為常規(guī)檢查內(nèi)容之一。3、CT冠狀動(dòng)脈鈣化和軟斑塊分析40歲以下的病人，CT對(duì)冠狀動(dòng)脈鈣化灶的檢出率大致同電子束CT〔EBCT〕，但CT所見(jiàn)鈣化程度與定量分析與實(shí)際冠狀動(dòng)脈狹窄程度的關(guān)系尚在進(jìn)一步爭(zhēng)論中。值得一提的是，高區(qū)分率CT冠狀動(dòng)脈軟斑塊成像的臨床應(yīng)用很有價(jià)值，與X更大。4、CT、MR冠狀動(dòng)脈解剖成像冠狀動(dòng)脈是心血管系統(tǒng)CT血管造影〔CTA〕和MR血管造影〔MRA〕的重點(diǎn)進(jìn)展方向，主要用于PTCA術(shù)前病例篩選和PTCA或冠脈搭橋術(shù)后的療效推斷、隨訪，已開頭臨床爭(zhēng)論。但顯示的血管尚局限于冠狀動(dòng)脈主干，病變檢出與X線冠狀動(dòng)脈造影的結(jié)果有較好的全都性，但有局部假陽(yáng)性結(jié)果。此外，CT、MR冠脈主干血流儲(chǔ)藏功能也正在爭(zhēng)論之中。5、CT、MR肺灌注或肺血管成像主要應(yīng)用于肺血管畸形、肺動(dòng)脈栓塞、腫瘤侵害肺血管和肺功能的推斷。從臨床應(yīng)用結(jié)果分析，CT、MR對(duì)肺血管較大分支病變的診斷價(jià)值大，肺小血管或毛細(xì)血管床病變?nèi)允呛怂仫@像價(jià)值較大6MR波譜分析〔MRS〕技術(shù)應(yīng)用于心肌存活的爭(zhēng)論。依據(jù)心肌高能磷酸代謝產(chǎn)物的變化，特別是局部有無(wú)3-磷酸腺酐〔ATP〕的存在來(lái)推斷心肌是否存活〔冬眠〕或梗死。以局部心肌是否存在有細(xì)胞代謝活動(dòng)來(lái)判定心肌是否存活是公認(rèn)的金標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)的有兩種檢查技術(shù)，即MRS和PET。31P-MRS可以定量分析缺血心肌和堵塞心肌的細(xì)胞高能磷代謝狀況，測(cè)定其重要代謝物的含量、動(dòng)力學(xué)和細(xì)胞內(nèi)pH值。31P-MRS可顯示三個(gè)波峰，供給無(wú)機(jī)磷(Pi)、磷酸肌酐(PCr)和三磷酸腺苷(ATP)等量化資料。PCr/Pi和PCr/ATP比值是心肌能量?jī)?chǔ)藏的一個(gè)指標(biāo)，隨著心肌缺血的加重，心肌PCr含量降低，Pi含量增高，PCr/Pi比值隨之減低，組織pH值也隨之降低；但在PCr消逝前，ATP含量保PCr或ATPCr或ATP31P-MRS31P-MRS動(dòng)5-10分鐘，心肌PCr80%，同時(shí)伴Pi含量上升，而ATP含量下降相對(duì)較晚且變化緩慢。局部冠狀動(dòng)脈狹窄后的動(dòng)物模型中，局部心肌的PCr、ATP和Pi含量均31P-MRS的臨床試驗(yàn)顯示，pHPCr峰較快恢復(fù)正常，而ATP峰仍處于相對(duì)的低水平，恢復(fù)相對(duì)緩慢，Pi峰也逐步恢復(fù)正常。心肌可逆性損傷〔存活心肌〕與心肌不行逆性損傷的最大區(qū)分是PCr峰再現(xiàn)和Pi含量的恢復(fù)，而心肌不行逆性損傷的PCr峰不能恢復(fù)。慢性心肌缺血病人〔冠脈狹窄>70%〕31P-MRS顯示，靜息狀態(tài)下心肌的PCr/PiPCr/ATP比值在正常范圍內(nèi)，心肌負(fù)荷下PCr/Pi和PCr/ATP比值下降，休息后重恢復(fù)正常。四、CT、MR腫瘤功能、代謝分析與核素顯像MRS、MRCI〕，可以顯示局部膽鹼、天門冬氨酸、肌酸、乳臨床應(yīng)用結(jié)果看，MRS或MRCI對(duì)前列腺癌的早期診斷、臨床分期和腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療后復(fù)發(fā)的診斷價(jià)值是確定的。2、MR組織或腫瘤特異性增加比照劑〔靶向比照劑〕靶向比照劑的使用可以突出腫瘤與正常組織的比照度，到達(dá)定性診斷目的。正在研制或已研制成功的MR比照劑有細(xì)胞外液比照劑、血池比照劑、肝膽比照劑、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)比照劑、受體比照劑、抗體比照劑等。與核素標(biāo)記顯像劑不同，這些靶向比照劑僅僅被靶組織層次與核素顯像有所不同。靶向MRI是興的課題，肝膽、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)比照劑已進(jìn)入臨床爭(zhēng)論，錳二砒多醛二磷酸〔Mn-DPDP〕是肝臟陽(yáng)性MR比照劑，由肝細(xì)胞攝入經(jīng)膽汁排出，使正常肝組織呈陽(yáng)性增加并與腫瘤組織間形成比照。超順磁性氧化鐵顆?！睻SPIO〕可以被肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的Kupffer細(xì)胞吞噬，亦可由脾、骨髓和淋巴結(jié)等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)攝取，靜脈注入U(xiǎn)SPIO后使MRI檢出的小肝癌和轉(zhuǎn)移癌的直徑可到達(dá)3cm。其它抗體、受MR比照劑尚處于動(dòng)物試驗(yàn)階段。3、解剖構(gòu)造與代謝產(chǎn)物影像融合技術(shù)〔MRI+MRS〕在常規(guī)MRI圖像上對(duì)代謝產(chǎn)物的分布狀況進(jìn)展顯示，有用于局部組織病理活檢、腫瘤生物靶區(qū)的準(zhǔn)確適型放射治療和療效的觀看進(jìn)展活檢或定向治療。五、核素顯像應(yīng)與CT、MRI形成學(xué)科優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)1、加速研發(fā)各種類型的核素顯像劑，從器官水平--細(xì)胞水平--分子水平〔分子或生物分子核醫(yī)學(xué)〕進(jìn)展，重點(diǎn)突出組織或靶器官的功能代謝特異性，如神經(jīng)遞質(zhì)、肽類顯像、受體〔配體〕或抗體顯像、抗腫瘤