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靶向微泡造影剂超声分子成像的研究进展
分子影像学是指在传统的影像学方法中引入成像造影剂在分子或细胞水平观察、分析和测量生物体内某一生物学过程或疾病某一阶段特定分子标志物(如肿瘤特异性抗原、血管生成因子和凋亡标志物)的影像学方法,包括分子磁共振成像(molecular magnetic resonance imagming, mMRI)、生物发光显微镜(optical bioluminescence)、荧光显微镜(optical fluorescence)、单光子发射计算机断层成像术(single-photon emission computed tomography,SPECT)和正电子发射断层成像术(positron emission tomography,PET)、靶向超声成像等[1,2].超声分子成像(ultrasound molecular imaging)从广义上讲是指在靶向微泡造影剂的介导下,应用超声成像技术对活体生物化学过程进行细胞和分子水平上的定性和定量研究的分子影像学方法.其总的思路设想是:将靶向配体(蛋白质、抗体、肽类等)连接在微泡造影剂表面,造影剂进入血循环后与靶点部位受体分子选择性结合并积聚,靶区与正常组织间的超声信号对比度升高,实现对靶点(受体表达上调)的选择性成像.这种成像技术将在了解疾病发生的分子机制、指导肿瘤治疗、研发新的治疗靶点和药物等方面发挥重要作用,预计未来的几年内将会有大量这方面的研究,有望十年内可应用于临床.
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高脂血症性胰腺炎患者代谢组学研究
核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance,NMR)、气相色谱-飞行时间质谱(gas chromatography time-of-flight mass spectrometry,GC-TOF MS)等是当前代谢组学的主要分析手段.
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磁共振在心血管病中的临床应用
作为一种崭新的无创性影像学检查方法,心血管磁共振成像(cardiovascular magnetic resonance,CMR)代表着心血管影像医学发展的前沿.自从二十世纪90年代以来,众多影像科医生,与心血管医生及磁共振物理学家合作,对此进行了大量的探索和应用研究.
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心脏核磁共振成像技术在肥厚型心肌病中的应用现状及新进展
肥厚型心肌病是一种为常见的遗传性心肌病,患病率约为1/500,是导致青年猝死的首要病因,也是引起不同年龄段心力衰竭与脑卒中的主要病因之一~([1-8]).肥厚型心肌病-是一种常染色体显性遗传病,现已明确至少12个编码肌小节蛋白的基因突变,导致心室肥厚的表型~([2-3,6]).
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正电子发射断层成像术在肥厚型心肌病中的应用:发现微血管功能异常所致的心肌低灌注
肥厚型心肌病是常见的遗传性心脏疾病,其在人群中患病率约为2/1000,以表型表达和临床表现差异极大为特点--从完全无症状到猝死、疾病进展和心力衰竭相关并发症等~([1-3]).微血管水平的心肌缺血与疾病表达和临床后果密切相关,是一些致命性并发症,如室性心律失常、猝死、左心室重构和收缩功能障碍的直接原因~([9-16]).
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MRSI对预测PSA为4~10ng/ml的非前列腺癌患者的潜在价值
目的 对于PSA在4~10ng/ml间的人群,前列腺特异抗原(PSA)筛选前列腺癌的阳性预测值只有30%~42%.磁共振波谱成像(MRSI)可以通过细胞代谢水平的改变对恶性肿瘤进行鉴别,因而能够鉴别出由于非肿瘤性因素导致的PSA水平升高的患者,也就避免了不必要的活检.我们通过评估PSA水平在4-10 ng/ml且MRSI阴性者的前列腺癌发病率来验证这一假说.方法 对155名具有活检指征的男性,在行经直肠超声(TUFTS)引导下前列腺活检之前,先行前列腺三雏质子MRSI.MRSI通过直脑内线国在1.5-T磁共振扫描仪上进行.对三雏像素无阳性发现的患者行标准6点活检,对三雏像素显示可疑或恶性的患者加行MRSI定位活检.对活检阴性者,每6个月复查血清PSA1次,至少随访18个月.结果 在此155名男性中,36名(PSA水平:4.25~9.9ng/ml,平均6.47ng/ml)患者的MRSI中未发现恶性三雏像素且活检阴性.在此36名患者中,26例完成了至少18(18~44个月,平均26.7个月)个月的随访.4例患者需要重复活检,1例PSA水平持续增高的患者在29个月后被诊断为前列腺癌.结论 我们研究的结果显示,对于血清PSA处于4~10ng/ml的患者,如果MRSI没有显示任何的恶性三雏像素,则可以推迟进行前列腺活检.
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术中磁共振在神经外科中的应用及进展
术中磁共振(intraoperative magnetic resonance,iMRI)在硬件、软件和临床应用方面都已取得较大进展,本文就iMRI的临床应用、意义及进展作一综述.
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先天性心脏病的无创性影像学诊断进展
先天性心脏病(congenital heart diseas)不仅是主要的儿童心脏疾病,而且随着诊治技术的进步,先天性心脏病的成年群体也在不断扩大。影像学诊断在先天性心脏病的诊断、评估、治疗和随访中发挥着重要的作用,为该病治疗决策的制定提供了依据。近年,先天性心脏病的影像学诊断模式发生了很大的变化。长期以来,无创性超声心动图(echocardiography,Echo)应用于几乎所有先天性心脏病的诊断,如果诊断明确,则可选择合适的治疗方式;如果诊断不明确,则应进行心导管造影检查。然而,心导管造影检查时,需要对患者采取麻醉措施,操作时可能损伤血管,并可能带来辐射损伤。近年,心血管磁共振成像(cardiovascular magnetic resonance, CMR )和计算机断层扫描(computed tomography,CT)技术的出现,在一定程度上可以取代创伤性的心导管造影检查,使先天性心脏病的无创伤性诊断更加趋于完善[1]。因此,在这样一个“大影像”时代,如何根据各种影像学诊断工具的利弊,扬长避短,针对不同的先天性心脏病患者进行个体化诊断,是目前临床医师与影像科学医师需要共同思考的问题。本文拟通过对 Echo、CMR 和 CT 等无创性影像学诊断方法在先天性心脏病中的应用进行比较,旨在为临床提供优化的诊断策略。
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Radiculopathy, commonly induced by intervertebral disk bulging or protrusion, is presently diag-nosed in accordance with clinical symptoms because there is no objective quantitative diagnostic criterion. Diffusion tensor magnetic resonance imaging and diffusion tensor tractography revealed the characterization of anisotropic diffusion and displayed the anatomic form of nerve root fibers. This study included 18 cases with intervertebral disc degeneration-induced unilateral radiculopathy. Magnetic resonance diffusion tensor imaging was creatively used to reveal the scanning pattern of fiber tracking of the spinal nerve root. A scoring system of nerve root morphology was used to quantitatively assess nerve root morphology and functional alteration after intervertebral disc de-generation. Results showed that after fiber tracking, compared with unaffected nerve root, fiber bundles gathered together and interrupted at the affected side. No significant alteration was de-tected in the number of fiber bundles, but the cross-sectional area of nerve root fibers was reduced. These results suggest that diffusion tensor magnetic resonance imaging-based tractography can be used to quantitatively evaluate nerve root function according to the area and morphology of fiber bundles of nerve roots.
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Voxel-based morphometry can be used to quantitatively compare structural differences and func-tional changes of gray matter in subjects. In the present study, we compared gray matter images of 32 patients with Parkinson’s disease and 25 healthy controls using voxel-based morphometry based on 3.0 T high-field magnetic resonance T1-weighted imaging and clinical neurological scale scores. Results showed that the scores in Mini-Mental State Examination and Montreal Cognitive Assessment were lower in patients compared with controls. In particular, the scores of visuospatial/executive function items in Montreal Cognitive Assessment were significantly reduced, but mean scores of non-motor symptoms significantly increased, in patients with Parkinson’s dis-ease. In addition, gray matter volume was significantly diminished in Parkinson’s disease patients compared with normal controls, including bilateral temporal lobe, bilateral occipital lobe, bilateral parietal lobe, bilateral frontal lobe, bilateral insular lobe, bilateral parahippocampal gyrus, bilateral amygdale, right uncus, and right posterior lobe of the cerebel um. These findings indicate that voxel-based morphometry can accurately and quantitatively assess the loss of gray matter volume in patients with Parkinson's disease, and provide essential neuroimaging evidence for multisystem pathological mechanisms involved in Parkinson’s disease.
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In vitro experiments have demonstrated that neuronal-like cells derived from bone marrow mesenchymal stem cells can survive, migrate, integrate and help to restore the function and be-haviors of spinal cord injury models, and that they may serve as a suitable approach to treating spinal cord injury. However, it is very difficult to track transplanted cells in vivo. In this study, we in-jected superparamagnetic iron oxide-labeled neuronal-like cells into the subarachnoid space in a rabbit model of spinal cord injury. At 7 days after celltransplantation, a smal number of dot-shaped low signal intensity shadows were observed in the spinal cord injury region, and at 14 days, the number of these shadows increased on T2-weighted imaging. Perl’s Prussian blue staining de-tected dot-shaped low signal intensity shadows in the spinal cord injury region, indicative of superparamagnetic iron oxide nanoparticle-labeled cells. These findings suggest that transplanted neuronal-like cells derived from bone marrow mesenchymal stem cells can migrate to the spinal cord injury region and can be tracked by magnetic resonance in vivo. Magnetic resonance imaging represents an efficient noninvasive technique for visual y tracking transplanted cells in vivo.
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Magnetic resonance diffusion tensor imaging has been shown to quantitatively measure the early pathological changes in chronic cervical spondylotic myelopathy. In this study, a novel spongy pol-yurethane material was implanted in the rat C 3-5 epidural space to establish a rat model of chronic cervical spondylotic myelopathy. Diffusion tensor data were used to predict pathological changes. Results revealed that the fractional anisotropy value gradual y decreased at 4, 24, and 72 hours and 1 week after injury in rat spinal cord, showing a time-dependent manner. Average diffusion coeffi-cient increased at 72 hours and 1 week after implantation. Hematoxylin-eosin staining and Luxol-fast-blue staining exhibited that the number of neurons in the anterior horn of the spinal cord gray matter and the nerve fiber density of the white matter gradual y reduced with prolonged com-pression time. Neuronal loss was most significant at 1 week after injury. Results verified that the fractional anisotropy value and average diffusion coefficient reflected the degree of pathological change in the site of compression in rat models at various time points after chronic spinal cord compression injury, which potential y has a reference value in the early diagnosis of chronic cervical spondylotic myelopathy.
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三维磁共振血管造影诊断先天性冠状动脉起源畸形一例
笔者应用三维磁共振冠状动脉血管造影(3-dimensional magnetic resonance coronary angiography, 3D MRCA) 诊断先天性右冠状动脉起源畸形1例,报告如下.
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心脏磁共振纵向弛豫时间定量成像技术进展
心脏磁共振(cardiac magnetic resonance, CMR)纵向弛豫时间定量成像(T1 mapping)技术是评估心肌组织特征的一种无创性影像检查方法,能够直接定量心肌组织的T1值,可以无创地评估心肌梗死、弥漫性心肌纤维化、心力衰竭、心肌淀粉样变等疾病[1-2]。CMR T1 mapping技术是近年来发展起来的一种新技术,它基于反转或饱和脉冲序列激发,在纵向磁化矢量恢复过程中的不同时间采集信号,再经过一系列的数据计算和后处理后得到心肌组织的T1值。笔者就CMR T1 mapping技术进展作一综述。
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MR分子影像学应用于动脉粥样硬化的新进展
动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是当今严重危害人类健康的常见病,是引起心脑血管疾病死亡的主要原因[1].
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全面认识心血管MR的应用价值
近年来,心血管MR(cardiovascular magnetic resonance, CMR)因其技术新、发展快,以及潜能巨大而特别受到人们的广泛关注.它不仅可准确地判断心脏大血管的形态和功能,而且在心肌灌注、斑块显像和冠状动脉显像等方面也正在凸显其价值.将来还很可能发展成为一种引导心血管病介入治疗的新方法,并可望在分子影像领域开创新天地.但是如何客观地评价和区分CMR的临床应用现状和未来前景,避免盲目地夸大或低估其应用价值呢?2004年初欧洲心脏病协会和心血管磁共振协会领导的工作小组,组织了欧美心脏病和放射诊断等权威专家,依据大量基于循证医学的临床实验结果和专家经验,结合美国心脏病学会(ACC)/美国心脏学会(AHA)应用指南的定义,共同制订的CMR应用指南,相信对我们的临床实践能够起到正确的指导作用[1,2].
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第23届国际医学MR学会年会中枢神经系统MR技术的应用研究进展
国际医学MR学会(International Society for Magnetic Resonance in Medicine,ISMRM)创立于1994年,是全球规模大和具影响力的医学MR学会。第23届ISMRM年会于2015年5月30日至6月5日在加拿大多伦多召开。本次大会有来自全球70多个国家的6000多名研究者参会,共收录口头报告1074篇,传统墙报1803篇,电子墙报1852篇,内容涵盖MR在医学、物理、生物学等方面的基础与临床研究。来自中国的研究中,南方医科大学和香港大学各一项研究荣获本次大会的“Summa Cum Laude”优秀论文奖,另外来自国内多家单位的13项研究荣获本次大会的“Manga Cum Laude”优秀论文奖。
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健康志愿者头部MR弹性成像安全性研究
MR弹性成像(magnetic resonance elastography,MRE)是一种新近发展起来的成像技术,其可以直接显示和测量组织的弹性[1].MRE在科学研究及临床实践中均显示出了巨大的潜力.一些研究中心已成功开展了人体头部MRE的研究,并且迄今未见有与MRE检查相关的严重不良事件的报道.
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基于液相色谱-串联质谱联用技术的临床代谢组学中样本前处理方法的研究进展Δ
代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学后的新兴“组学”研究方法,是系统生物学的重要组成部分[1]。作为一门研究生物体内源性代谢物整体及其变化规律的科学,代谢组学以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标,对某一生物或细胞在特定生理时期内所有低分子量(<1000 Da )代谢物同时进行定性和定量分析,具有较好的预见性和可靠性,可准确、有效地判定不良反应程度,是寻找新型可靠生物标记物的重要手段,在疾病的早期发现、机制研究以及药物安全性评价等方面发挥着重要作用[2-5]。临床代谢组学研究的样本包括生物液体和组织,由于尿液和血液收集简单、易于长期检测及包含大量的代谢信息,已成为代谢组学研究的常用标本。对样本进行适当的前处理,使检测的准确度、精密度、重现性等符合要求,是研究的基础。代谢组学的研究对象是生理、病理过程中的代谢产物,尽可能多地减少代谢产物的损失、获得更多的代谢产物是前处理的目标,同时,需兼顾方法重现性好、前处理步骤少、节约处理时间、尽量减少引起变异因素等。根据研究对象、研究目的等的不同,前处理具体步骤也不同。因此,做好生物样本的前处理是临床代谢组学研究的重要前提。初期,代谢组学研究主要采用核磁共振波谱法( nuclear magnetic resonance spectroscopy , NMR )、质谱法( mass spectrometry,MS)为核心的分析技术。近年来,不同类型串联质谱仪不断发展,其不仅可以实现高通量分析,还可同时获得分子离子和子离子的精确质量数,有利于获取分子式及代谢物的裂解特征信息、有效进行未知化合物的解析,因此非常适合寻找及鉴定标志物。由于其独特的研究角度和技术优势, MS已超过NMR成为应用广泛的代谢组学工具,并迅速应用于医学、药学及生物学的各个研究领域,取得了巨大的成就[6-9]。本文对基于液相色谱-串联质谱联用法( liquid chromatography tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)的临床代谢组学研究中生物样本前处理方法进行综述。
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骨肌系统的CT、MR功能成像
功能成像是相对于显示体内解剖结构的形态影像而言的,是使体内组织血流、代谢等功能信息显示为微观水平的影像或数据从而用于疾病诊断的影像技术.狭义的功能影像指脑MR功能成像(Fun -ctional Magnetic Resonance Imagging,FMRI),是通过刺激大脑皮层功能区,利用脑血流、血氧含量等代谢过程进行MR成像的技术;广义的功能影像指利用各种医学影像技术反映体内相应组织功能变化信息的影像技术,包括CT灌注成像(Perfusion Weighted Imaging,CT-PWI)、MR灌注成像(Perfusion Weighted Imaging,MR-PWI)、MR 弥散加权成像(Diffusion Weighted Imaging, MR-DWI)和MR波谱(MR Spectrus,MRS)等.现就骨肌系统CT、MR功能成像技术及其临床应用进展作一介绍.