文冬琳,張靜,黃鐘軼琛,王怡,李小明

2023年第109屆北美放射學會(RSNA)年會/科學會議于2023年11月26-30日在美國芝加哥舉行,會議納入多個影像學主題,其中骨骼肌肉放射學主要聚焦于運用MRI、CT等成像技術對肌肉骨骼關節(jié)疾病的定性、定量分析,深度學習及影像組學在各肌肉骨骼關節(jié)解剖或疾病中的識別、分類與測量,以及一些新技術對骨關節(jié)成像的進展。

關節(jié)

1．肩關節(jié)、肘關節(jié)

Georg納入136例肩袖(RC)撕裂患者,分為三組:修復失敗組41例,完整修復組50例,保守治療組45例。使用Two-point Dixon MRI計算和比較RC修復失敗和完整修復患者以及保守治療對照組的肌內脂肪分數(shù) (FF) 和肌肉體積,以確定可靠的FF臨界值以預測 RC 修復的結果,該臨界值為6%～8.3%。Rosa納入了639名患者,研究轉移病灶作為乳腺癌患者肩部疼痛原因的概率,57例患者(9%)有骨轉移,并且40例(70%)已經從既往影像學檢查中獲知骨轉移;軟組織轉移患者23例,但既往影像學檢查僅發(fā)現(xiàn)6例(0.9%)轉移,表明在大多數(shù)乳腺癌患者中,肩痛與骨或軟組織轉移無關。Seung納入23例肩痛患者,確定從MARTINI和GRAPPA的組合加速(GRAPPATINI)獲得的T2map和合成T2WI與常規(guī)T2WI具有診斷等效性,可用于肩關節(jié)病理學的臨床評估。Sebastian前瞻性納入了8名肘關節(jié)疼痛患者和9 名健康志愿者,使用廣義自動校準部分并行采集重建的TSE序列(TSES)以及深度學習(DL)重建的前瞻性欠采樣TSE(TSEDL)序列進行掃描,研究發(fā)現(xiàn)與TSES相比,TSEDL提高了圖像質量并減少了噪點,同時在邊緣清晰度、偽影、解剖結構的描繪和診斷信心方面與TSES相當。

Vandan回顧性收集了136名兒童棒球運動員的肘部MRI,對區(qū)域骨骼成熟度和肘關節(jié)內側、外側和后部的發(fā)現(xiàn)進行分類,比較成熟組之間的研究結果,并使用邏輯回歸模型來確定手術的預測因素,分類結果有89名骨骼不成熟和47名骨骼成熟兒童,發(fā)現(xiàn)年輕棒球運動員肘部MRI結果的差異與區(qū)域性骨骼成熟度相關,并觀察到關節(jié)內異物和骨軟骨缺損(OCD)的存在是手術的獨立預測因子。Roy納入了116名同時對手術肩部使用標準和加速方案的非增強MRI掃描的患者,對207根手術肌腱進行評分發(fā)現(xiàn)通過深度學習重建和邊緣銳化加速MRI采集可顯著縮短采集時間,同時允許在肩袖修復后對肩部進行可靠評估。Jooyeon等使用基于深度神經網絡(DNN)去噪聲和分辨率增強算法重建了10例肩痛患者肩關節(jié)三維容積內插式屏氣檢查伴并行成像中控制混疊可獲得更高的加速度的水脂分離技術(3D VIBE CAIPI-DIXON)的MRI圖像,通過對比原始圖像和DNN處理后的圖像,發(fā)現(xiàn)3D VIBE CAIPI-DIXON MRI結合DNN算法可實現(xiàn)皮質和骨小梁的高分辨率成像,達到類CT的效果。

2．前臂、手腕和手部

Anika使用人體手腕仿真模型在外周定量CT(pQCT)儀器和光子計數(shù)探測器CT(PCD-CT)系統(tǒng)的超高分辨率(UHR)模式下進行掃描,證明了UHR-PCD-CT可以在活體中定量評估骨骼微結構,因此有望作為骨折癥的機會性篩查工具,PCD-CT的UHR功能,結合其固有的譜特性,可能使其能夠在不增加額外輻射劑量的情況下,對骨健康進行全面評估。Chhavi納入了105例銀屑病性和82例真菌性營養(yǎng)不良甲,使用高頻線性換能器(3～16 MHz)對指甲單元進行超聲成像(USG)檢查,對甲板、腹側和背側甲板輪廓、甲床、指甲基質、伸肌腱、附著點和遠端指間關節(jié)(DIP)進行定性檢查,記錄甲板、甲床、指甲基質和伸肌腱的增厚為定量參數(shù)進行分析,顯示指甲USG可作為區(qū)分銀屑病性和真菌性甲營養(yǎng)不良的無創(chuàng)技術。Mahyar招募了326名主訴手部關節(jié)非創(chuàng)傷性疼痛且不符合美國風濕病學會/歐洲抗風濕病聯(lián)盟合作倡議(ACR-EULAR)2010 類風濕關節(jié)炎(RA) 診斷標準的患者并隨訪24個月,使用灰度和功率多普勒超聲技術評估手的關節(jié)和肌腱,最終123例進展為臨床RA,結果表明超聲檢查是一種在早期檢測和預測臨床RA的靈敏方法,可以促進疾病早期病程的治療決策,基線時橈腕滑膜增厚、近端指間關節(jié)和掌指關節(jié)滑膜炎是臨床和實驗室評估中最有價值的RA發(fā)展預測因子。Gianluca回顧性納入了105名接受至少一次手部X線檢查的舟骨骨折患者,其中26 例(25%)患者出現(xiàn)舟骨骨折延遲愈合或不愈合,收集患者的臨床變量和放射學數(shù)據(jù),構建多變量模型來預測所述骨折的延遲愈合或不愈合,結果顯示高齡、男性、骨折脫位或骨折部位與舟骨中間三分之一不同是舟骨骨折延遲愈合或不愈合發(fā)生率較高的預測因素。

Salvatore等對比了29名確診為活動性腕、手部滑膜炎患者和29名健康志愿者的B超和剪切波彈性成像(SWE)檢查,發(fā)現(xiàn)病例組與對照組的滑膜最大彈性模量和關節(jié)平均彈性模量(kPa值)的差異均有統(tǒng)計學意義,且病例組中8名經過臨床評估的患者,其疾病活動程度與同期SWE彈性模量值相關,證明SWE可應用于關節(jié)滑膜炎的診斷、滑膜炎癥活動性的監(jiān)測和臨床療效的評估。Jun等前瞻性納入9名接受雙側手、腕部X 線平片、常規(guī)MRI、零回波時間成像(ZTE)檢查的RA患者,以CT檢查為骨侵蝕的金標準,研究表明ZTE的總體診斷性能和觀察者間一致性優(yōu)于X線和常規(guī)MRI,在檢測骨侵蝕方面幾乎可與CT相媲美。Nayoung等收集了49例接受術前手部及腕管MRI檢查的患者,按照是否行腕管松解術分為單純扳機指組和扳機指合并重度腕管綜合征(CTS)組,研究表明扳機指合并重度CTS發(fā)生率為40%,兩組間的MRI測量值(正中神經形狀、信號強度、橫截面積以及屈肌支持帶彎曲度)有顯著差異。Bomi等回顧性納入了349例橈骨遠端骨折患者,將其分為拇長伸肌(EPL)斷裂組和正常組,評估了兩組第二、三伸肌間隔的“浮脂征”的存在情況,研究表明橈骨遠端骨折患者的伸肌間隔的“浮脂征”可能是EPL斷裂的獨立預測指標。

Andrew等回顧性審查了450例接受了手和手指部、腕部X線檢查的患者,統(tǒng)計分析了拇指遠節(jié)指骨假性病變(DPPL)的好發(fā)年齡、好發(fā)部位、影像表現(xiàn)及并發(fā)癥,研究表明DPPL好發(fā)于65歲以上人群,多發(fā)生在拇指遠節(jié)指骨的近端,以掌側、尺側多見,X線片表現(xiàn)為拇指遠節(jié)指骨的骨質減少,DPPL的發(fā)生與骨質減少和骨關節(jié)炎(OA)顯著相關。Youngjun等回顧性納入39例經關節(jié)鏡檢查確診為1b型腕關節(jié)三角纖維軟骨復合體撕裂(撕裂組)和 39例同期因腕部疼痛接受MRI檢查的患者(對照組),通過比較兩組MRI特征發(fā)現(xiàn),撕裂組更容易出現(xiàn)7種MRI主要特征,如纖維不連續(xù)、信號改變等,該研究表明上述MRI主要特征是1b型TFCC撕裂的預測標志。Badr等在關節(jié)鏡下構建了5例舟月韌帶(SL)-背側腕骨間韌帶匯合處(DSCC)病變的新鮮大體模型,并動態(tài)采集造模前后腕關節(jié)進行屈曲-伸展、橈偏-尺偏時的4D CT圖像,評估不同結構損傷時的舟月骨的異常運動模式,研究表明4D CT能預測潛在SL-DSCC損傷,DSCC在維持腕關節(jié)穩(wěn)定過程中起著重要作用。Michel等回顧性分析了5個大體標本的7例腱鞘異常和尺側腕橫韌帶(TFC)撕裂的磁共振和超聲影像,研究表明,尺側腕伸肌(ECU)支持帶、鞘膜結構復雜,在超聲檢查24 MHz、ECU動態(tài)旋前時評估效果最好。ECU在肘部僅被淺表纖薄的的支持帶覆蓋,無骨或韌帶的緊密附著連接,但在遠端與腕骨外生韌帶緊密連接。鞘膜起始于莖突水平,與TFC的莖突插入點(TFC與莖突的連接點)相連,實際上是一系列連續(xù)的韌帶(Barfred韌帶、放射冠月骨間韌帶、腕骨間韌帶)共同形成,動態(tài)研究顯示,TFC嚴重撕裂標本相比于正常的TFC標本,其在突然的旋前運動中會出現(xiàn)彈跳脫位,所有的鞘膜異常標本都伴有TFC撕裂?？偟膩碚f,臨床上,如果鞘膜出現(xiàn)MRI信號異?；蛟诔暀z查中ECU出現(xiàn)彈跳脫位,通常與尺側TFC撕裂有關。Tammy等的研究表明成年女性孤立性尺骨骨折可以作為親密伴侶暴力(IPV)的標志。

3．髖關節(jié)、骨盆

Till回顧性納入419例接受髖臼周圍截骨術的有癥狀的髖關節(jié)發(fā)育不良患者。研究發(fā)現(xiàn),1/3的髖關節(jié)發(fā)育不良患者股骨扭轉角(FT)正常,髖臼型(AV)正常,近三分之一的患者FT<10°,23%的患者FT>25°。髖關節(jié)發(fā)育不良患者可表現(xiàn)為合并畸形,該研究對于髖關節(jié)保留手術(髖臼周圍截骨術或股骨去旋截骨術)的術前計劃有重要的意義。Katelyn納入了58,099例髖部骨折患者,比較接受或未接受髖骨骨折前后雙能X線吸收法(DEXA)掃描的患者的人口統(tǒng)計學因素,采用單變量和多變量分析發(fā)現(xiàn)DEXA 的掃描利用存在種族/民族差異,這種差異凸顯了改善高危髖部骨折人群的就醫(yī)機會和護理的必要性。David對105名12～24歲健康青少年男性足球運動員的盆腔前后位X光片進行分類,描述了青少年足球運動員盆腔X光片上恥骨聯(lián)合的放射學成熟度,并介紹了成熟的青少年恥骨聯(lián)合分類(MAPS分類)。Klerk納入了14 例全髖關節(jié)置換術(THR)后接受PCD-CT掃描的患者,其中7 例使用140 kVp進行掃描,另外7例使用140 kVp和額外的錫過濾(Sn140)進行掃描,經評估后證明高分辨率PCD-CT可以對骨-植入物界面進行充分的體內評估,使用錫預濾可提高主觀圖像質量,這可能是由于減少了金屬偽影。Pouria對來自14,357名患者的356,305張髖關節(jié)X光片進行了訓練,開發(fā)了一種基于深度學習的下一代全髖關節(jié)置換術模板工具,用于生成具有高度有效和接近實際外科手術執(zhí)行的合成術后X光片。Roy使用超低劑量的光子計數(shù)計算機斷層掃描(PCCT)評估骨盆圖像的質量,證明骨盆結構的CT圖像可以在PCCT上結合去噪軟件獲得,輻射暴露明顯降低,同時保持圖像質量。Jiyoung等評估了ARCO 2-3A期股骨頭壞死(ONFH)患者的股骨頭塌陷相關變化的CT表現(xiàn)(骨吸收、囊變)和MRI表現(xiàn)(骨髓水腫、關節(jié)積液),通過多因素logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)骨吸收面積和囊性變是3A期的最佳預測因子,可協(xié)助ONFH圍塌陷期的診斷。Tian等使用MR集合(MAGiC)序列定量評估中軸型脊柱關節(jié)炎(SpA)骶髂關節(jié)變化,指出T1和T2值在鑒別活動性骶髂關節(jié)炎方面具有很高的價值。Cao等前瞻性比較了骶髂關節(jié)采用混合模型迭代重建(HIR)和/或基于深度神經網絡的深度學習重建(DLR)的標準劑量(SD)、低劑量(LD)CT圖像質量,研究表明使用DLR可降低骶髂關節(jié)CT的輻射劑量,提高影像質量,提示DLR算法有助于提高骶髂關節(jié)CT掃描的安全性。Brandon等通過手術和MRI圖像觀察髖臼盂唇非病理性解剖變異的患病率和發(fā)生部位(包括盂唇下溝和橫溝),指出正確認識髖臼盂唇解剖變異有助于提高髖臼盂唇撕裂診斷的特異性。

4．膝關節(jié)

Katelyn調查了MKnee PearlDiver數(shù)據(jù)庫中接受全膝關節(jié)置換(TKA)治療骨關節(jié)炎的患者,在731,066例TKA中,56,180例(7.68%)在1年內進行了MRI檢查,TKA通常用于晚期退行性改變,因此很少需要進行術前MRI檢查,這導致潛在的不必要的醫(yī)療保健支出超過近4500萬美元。Rianne納入了29名髕腱病(PT)患者隨機分為三個治療組,研究富血小板血漿(PRP)注射是否比干針(DN)或假針(SH)更能減輕疼痛,評估MRI和超聲定量參數(shù)——單成分和雙成分超短回波(UTE)T2*和剪切波彈性成像(SWS)與臨床預后的關系,研究顯示PRP組的疼痛明顯緩解,SWS和UTE-T2*定量參數(shù)隨時間變化,特別是雙組分參數(shù)快速弛豫大分子結合水組分,可能是評估治療后髕腱愈合變化的輔助定量措施。Till回顧性納入了207例髕骨不穩(wěn)定患者,發(fā)現(xiàn)其扭轉畸形非常普遍。8%～16%的患者為扭轉不良綜合征同時存在股骨扭轉(FT)和脛骨扭轉(TT),在高達30%的髕骨不穩(wěn)患者中,股骨去旋轉截骨術可作為一種潛在的治療方法,2%～5%合并FT、膝關節(jié)扭轉(FTR)和TT的增大,可能適合行股骨遠端和脛骨高位去旋轉截骨術。Aurea對肥胖和負荷誘導的創(chuàng)傷后骨關節(jié)炎(PTOA)的臨床前小鼠模型使用定量MRI體積測定法和T2mapping測量髕下脂肪墊(IFP)的體積和組成,并比較 IFP 與皮下脂肪組織(SAT)的T2值,結果顯示肥胖成年小鼠的PTOA與IFP體積和T2值變化顯著相關,并發(fā)現(xiàn)患有PTOA的肥胖小鼠中IFP和SAT之間存在差異。Falkowiski納入99例患者,其中單間室膝關節(jié)置換術(UKA)后轉換為TKA的轉化組42例,無癥狀對照組57例,評估其放射學特征,發(fā)現(xiàn)需要從UKA轉換為TKA的患者中常見的特征是脛骨溶解邊緣和骨質溶解,此外,與對照組相比,轉換組股脛骨外側室和髕股骨室的OA更嚴重。

Upasana納入了134名來自骨關節(jié)炎倡議(OAI)的患者,其中67名接受了全膝關節(jié)置換術(TKR),67名為對照組,分割和計算大腿各肌肉的體積以及其他標志物,發(fā)現(xiàn)TKR在伸肌-腘繩肌比值中較低,表明相對于腘繩肌,更強的伸肌組可能會降低TKR的風險,一般來說,強壯的腘繩肌也可以降低TKR的風險。Zhang等前瞻性招募了44名接受了前交叉韌帶重建(ACLR)的患者和15名志愿者,患者在術后6個月和12個月內接受3.0T常規(guī)MRI和DWI掃描,發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶移植物及其三個節(jié)段的ADC值從術后6個月到12個月顯著下降,且ADC值與臨床評分之間沒有顯著相關性,表明ACLR術后6～12個月,移植物逐漸成熟,且DWI和ADC值相比于臨床評分更能夠反應移植物成熟情況。Maximilian等前瞻性招募了234名身體質量指數(shù)(BMI)≥25 kg/m2參與者分為兩組,一組在48個月內體重減輕>10%,另一組同期穩(wěn)定超重,在基線和48個月后常規(guī)MRI研究中,發(fā)現(xiàn)滲出性滑膜炎的進展因體重減輕和關節(jié)周圍皮下脂肪(SCF)減少而減慢,相反Hoffa滑膜炎進展隨著體重減輕和SCF降低而增加。

Timothy等回顧了81例接受半月板同種異體移植的患者,通過患者報告和需要手術翻修半月板的并發(fā)癥來評估影響手術結果的因素,研究表明,半月板同種異體移植改善了患者癥狀,但可能受到手術中伴隨的非半月板損傷以及過長半月板的切除移植時間影響,年齡低于25歲、再損傷可導致移植后翻修手術可能性增加。Fengzi等招募 32例2型糖尿病骨關節(jié)炎(OA)患者和20例健康對照組并將病例組按照病程和臨床癥狀劃分亞組(早期、晚期;輕度、重度),研究表明2型糖尿病OA患者關節(jié)軟骨T2值更高,重度糖尿病組軟骨T2值高于輕度,晚期糖尿病患者T2值大于早期,股骨內側和脛骨內側關節(jié)軟骨T2值存在差異,這反映了MRI T2mapping序列能夠通過檢測膝關節(jié)軟骨的T2值來評估膝關節(jié)OA,2型糖尿病的病程和血糖控制影響膝關節(jié)軟骨退化。Ana等納入了200例接受胸部CT檢查的患者,將其分為高齡組(50～70歲)和超高齡組(70～100歲),根據(jù)Arlet-Maziére標準診斷患彌漫性特發(fā)性骨質增生癥(DISH)的患者,并回顧DISH患者所有既往的下肢影像學檢查,評估其下肢關節(jié)受累的頻率、分布和特征,研究表明DISH患者的下肢膝關節(jié)受累很常見,且具有典型特征:受累膝關節(jié)伸肌結構出現(xiàn)“鷗翼征”。Fan等回顧性分析732例膝關節(jié)半月板MRI圖像,構建了基于MRI影像組學特征的不同機器學習方法的半月板損傷0～Ⅲ級分類模型,研究指出機器學習分類模型可以準確評估半月板損傷類型,提高診斷的可靠性和可重復性。Yun等就MRI檢測前交叉韌帶撕裂患者半月板斜坡病變的診斷準確性進行了Meta分析,研究表明3T MRI對斜坡病變的診斷具有中等敏感性和極好的特異性,使膝關節(jié)保持中立位30°屈曲可提高診斷敏感度,并建議即使MRI未提示斜坡病變,也應常規(guī)行關節(jié)鏡檢查以明確病變是否存在。

5．踝關節(jié)、足

Patrick納入130名因疑似骨髓炎(OM)而接受足部3T MRI檢查的患者,進行3D-T1(CAIPIRINHA SPACE TSE) 和三平面 2D-T1(TSE) 序列掃描,證明在評估疑似足部OM時,加速的3D CAIPIRINHA SPACE T1序列提供了一種快速成像技術,其診斷性能與 2D-T1MRI相當。Shamrez前瞻性地納入47例疑似足踝OM患者接受了術前多參數(shù) MRI檢查和感興趣區(qū)域的手術活檢,證明與常規(guī)MRI相比,DWI聯(lián)合MRI在診斷OM方面提高了其診斷準確性。Brian納入了102例患者分為糖尿病(n=63)和非糖尿病組(n=39),收集了人口統(tǒng)計學和臨床數(shù)據(jù),記錄了拇趾展肌(AH)ADC的平均值和最小值,脛骨后神經(PTN)ADC的平均值和最小值,根據(jù)AH是否水腫、水腫分布(點狀、彌漫)、肌肉脂肪浸潤的程度等數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)與糖尿病相關的神經肌肉改變與更差的臨床患者結局指標顯著相關。Giovanni前瞻性納入120名7天內同時接受了雙能CT(DECT)和MRI患者,MRI顯示87/120患者(72.5%)存在骨髓水腫,分析DECT的診斷結果表明,與MRI相比DECT可以準確識別踝部和足部的短暫骨髓水腫。Karsten等使用UHR-PCD CT在全、低輻射劑量下采集了4例大體標本雙側踝關節(jié)造影圖像,通過不同空間頻率的卷積核進行圖像重建,并評估重建后的圖像質量,研究表明Br98卷積核實現(xiàn)了骨組織的最佳描繪,改善了軟骨的可視化,且不存在輻射劑量依賴性。在美國縣三級護理醫(yī)院內,Muhammad等開展了一項基于MRI的踝關節(jié)疼痛或損傷患者的腓骨筋膜室病變發(fā)生率的流行病學研究,該研究納入了373名疑似踝關節(jié)內結構紊亂的患者行404次3T踝關節(jié)MRI檢查,其中98例(24.3%)腓骨筋膜室正常,306例(75.7%)見腓骨筋膜室病灶,表明腓骨筋膜室病變在踝關節(jié)結構紊亂的患者中很常見。

脊柱

Seyoung納入224例椎管中至重度狹窄的患者,評估其馬尾冗余神經根 (RNRCE)相關的MRI結果,以及RNRCE的存在或類型是否會影響癥狀程度或根據(jù)治療方法的預后,結果表明脊柱MRI對RNRCE的評估具有臨床意義,因為RNRCE的存在、水平、類型和長度可能與癥狀程度有關。Katelyn統(tǒng)計了急診科接受脊柱MRI檢查的275,999例患者,發(fā)現(xiàn)十年來,急診科就診的患者的脊柱MRI總使用量有所增加,反映了影像檢查流程的演變,這可能不一定符合最佳臨床實踐,確定了接受全脊柱MRI與局部脊柱MRI的患者的幾個預測因素,表明某些患者可能被認為在臨床上更適合全脊柱成像。Lee使用了14,919 張脊柱術后X線圖像來訓練Yolov5預測假體異常,并在訓練集以外600張圖像上進行了測試,訓練集中進行了7類邊界框標記:ASD(相鄰節(jié)段病變)、松動、突出、遷移、桿斷裂、螺釘斷裂和融合器沉降,結果顯示該模型預測假體異常的敏感度為88.2%,表現(xiàn)最好和最差的標簽是螺釘斷裂和突出,敏感度分別為98.6%和60%,表明人工智能可以幫助檢測術后脊柱X線的假體異常。Martin使用自動分割算法生成時間減影(TS)圖像,這些圖像在40例椎體轉移患者CT檢查和34例配對對照中進行了評估,證明時間減影法可以促進椎體轉移的早期診斷,從而改善患者預后。Xiang等前瞻性納入了56例慢性非特異性腰痛(CNLBP)患者和51名健康志愿者,均接受了腰椎多能譜CT成像,比較兩組在不同椎間隙層面的多裂肌和豎脊肌的肌肉密度(CT值),研究發(fā)現(xiàn)CNLBP組多裂肌L4/5和L5/S1水平的肌肉密度低于健康對照組。

Jemyoung等研究了基于深度學習(DL)的椎體壓縮性骨折(VCF)檢測算法檢測急慢性VCF患者的穩(wěn)健性,研究回顧性納入了178例VCFs患者的CT 圖像,評估了1200個包含正常和急、慢性壓縮性骨折的標記椎體,結果表明檢測算法對慢性VCFs檢測比急性VCFs更靈敏,但特異度相當。Joey回顧了92例因疑似椎骨髓炎而接受CT引導骨活檢的患者,其中35%的患者活檢取樣培養(yǎng)呈陽性,活檢結果對82%的病例的后續(xù)抗生素治療方案無顯著影響,因此,作者強調了診斷和治療脊椎骨髓炎的挑戰(zhàn),以及影像引導活檢在指導該病臨床治療的局限性,臨床上對骨髓炎患者進行活檢前應仔細評估患者的風險和獲益。Zhang研究了骨小梁評分(TBS)與骨密度(BMD)評估相比對滑膜炎-痤瘡-膿皰病-骨肥厚-骨髓炎(SAPHO)綜合征患者椎體骨折風險評估的臨床效用,指出TBS可能是識別SAPHO綜合征患者椎體骨折風險的有效臨床工具。Hao回顧分析了67例Kummell病椎體壓縮性骨折和經皮骨水泥填充椎體成形術患者的臨床、影像學、治療及隨訪資料,發(fā)現(xiàn)滲漏組與非滲漏組的X線椎體受壓程度、CT椎內真空裂、椎體皮質不連續(xù)性的差異具有統(tǒng)計學意義,logistic回歸表明CT椎內真空裂與經皮椎體成形術后骨水泥滲漏有關。

Dillon提出了一種使用迭代最近點配準和成對分配曲線計算的對稱平面的CT掃描方法用于椎體旋轉的測量。經研究比較,該方法與Aaro-Dahlborn手動方法具有相似的準確性,但更為快速簡便,有助于加深對椎體運動的理解。Dinesh回顧了1450例MRI腰椎檢查,觀察到檢查過程中臨床癥狀相關的偶然發(fā)現(xiàn),其中子宮肌瘤是女性中最常見(3.2%)的發(fā)現(xiàn),而前列腺實質中的異質性信號是男性患者中最常見(3.8%)的發(fā)現(xiàn)。Adrian等使用體素內不相干運動(IVIM)成像研究運動激活后肌肉的生理反應,檢測到激活后肌肉灌注的變化,證明了微血管流量、血容量和運動強度之間的關系,提示IVIM可能在識別易受肌肉灌注受損影響的個體方面發(fā)揮作用。

Zhu使用定量計算機斷層掃描(QCT)分析椎弓根螺釘軌跡的松質骨密度與椎體骨密度的差異,提出使用QCT測量螺釘軌跡的骨密度有望實現(xiàn)椎弓根螺釘固定術螺釘松動的預測。Arman等使用半自動軟件回顧性融合單光子發(fā)射計算機斷層成像術(SPECT) CT和MRI,用于評估難治性慢性背痛患者的疼痛部位。研究發(fā)現(xiàn),與單獨的MRI或SPECT CT相比,138名患者中有105名(76%)在SPECT MRI融合圖像中檢測到新的疼痛發(fā)生部位,表明融合圖像可能有助于背痛的評估。Masamichi等回顧分析29名接受了腰椎MRI檢查(包括MR骨成像序列)的患者的影像資料,認為基于k空間特性的超分辨率深度學習重建(SR-DLR) 能夠提高腰椎3D多回波同相序列磁共振成像的圖像質量。Zhao等建立的臨床、影像組學和臨床影像組學聯(lián)合模型可以有效預測接受脊柱轉移手術的患者的隱性失血風險。

肌肉、肌腱與神經

1．肌肉與肌腱

Sollmann納入了50 名參與者[其中16名緊張型頭痛(TTH)、12名TTH加偏頭痛發(fā)作和22名健康對照]前瞻性地接受了脂肪抑制的3D-T2-TSE MRI,提取斜方肌T2值,發(fā)現(xiàn)斜方肌T2值升高可能代表原發(fā)性頭痛疾病中肌筋膜受累的客觀成像生物標志物。Rebekah回顧性納入了121例孤立性岡上肌肌腱撕裂的患者,并根據(jù)是否存在岡下肌變性分為兩組,評估岡下肌變性與患者和臨床資料的單因素關系和多變量關系,發(fā)現(xiàn)岡下肌變性與心血管疾病、岡上肌變性和肩胛下肌變性獨立相關,當評估多變量關系時,岡上肌變性成為檢測岡下肌變性的唯一重要變量。Babak等前瞻性納入了152例心源性休克患者(CS),并量化其L3/L4椎間盤水平的單層CT圖像中脂肪和肌肉組織的量和密度,以30天死亡率作為因變量,進行多變量Cox回歸和Kaplan-Meier生存分析,研究表明CT 衍生的內臟脂肪組織面積和骨骼肌面積是CS患者不良結果的獨立預測因子。Jonas使用彌散張量成像(DTI)檢查了青少年賽艇運動員腰椎,評估豎脊肌(ES)和多裂肌(MF)的軸向擴散系數(shù)(AD)、徑向擴散系數(shù)(RD)、表觀擴散系數(shù)(ADC)和各向異性分數(shù)(FA)等DTI參數(shù),發(fā)現(xiàn)DTI可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI技術無法檢測到的損傷,可能在對運動員過勞性損傷早期的無創(chuàng)檢測中發(fā)揮作用。Kamyar等前瞻性納入骨關節(jié)炎隊列中4,796名參與者,將其分為未分化關節(jié)炎(UA)組、臨床前類風濕性關節(jié)炎(Pre-RA)組和傾向性評分匹配后的對照組,使用經過驗證的深度學習模型來分割和量化大腿肌肉MRI,比較各組4年內大腿肌肉橫截面積(CSA)、肌內脂肪組織、收縮百分比(非脂肪肌CSA/總體肌肉CSA)的縱向變化,結果表明Pre-RA的存在與時間維度上的肌肉CSA的降低有關,與肌內、肌間脂肪組織增加無關。

Taeran等回顧性收集了372名接受術前骨盆CT和股骨近端骨折手術的老年患者的臨床和影像資料進行體成分分析,表明術前CT所示臀肌及大腿肌的低肌肉指數(shù)和高皮下脂肪指數(shù)是預測術后高死亡率和高重癥監(jiān)護病房入住率的重要指標。Saeed對31名健康年輕人和20名老年人的小腿進行3D超短回波時間cones采樣磁化傳遞(3D-UTE-Cones-MT)掃描,計算小腿肌肉的平均大分子質子分數(shù)(MMF)和T2(T2-MM),以及水T2(T2-W)和磁化轉移比(MTR),發(fā)現(xiàn)MMF作為膠原蛋白含量的替代指標,顯示老年人小腿肌肉顯著減少,而T2-W增加,說明該技術是評估衰老對人體肌肉影響的適當定量方法。Zhang等前瞻性招募了43名健康志愿者,按照靜息、運動、恢復三期依次進行跖屈擴散加權成像(DWI)檢查,收集小腿三頭肌(TRIC)在靜息期、運動期和恢復期的肌肉動力學參數(shù),其中運動期的相對表觀擴散系數(shù)(rADC)在健康TRIC中對年齡相關的肌肉質量評估表現(xiàn)最佳,研究證明跖屈期間擴散加權成像的肌肉動力學參數(shù)對于評估健康小腿肌肉中與年齡相關的肌肉質量是可行的。Jiyeon等納入了569例接受了急診就診當天和180天前的兩次CT檢查的感染性休克患者,根據(jù)患者就診28天后是否存活分為兩組,分析比較兩組前、后兩次CT圖像肌肉質量的變化,研究發(fā)現(xiàn)非存活組相較于存活組,其肌肉脂肪變性及肌肉間脂肪成分增加更多,脂肪面積(SFA)降低和肌肉脂肪浸潤面積(LAMA)增加是感染性休克28天死亡率的獨立危險因素。

Natalia等前瞻性納入了36名經超聲診斷為2級肌肉撕裂的患者,4周后進行MRI、超聲和臨床隨訪,根據(jù)臨床癥狀的有無將評估肌肉再生的成熟度,研究表明外周線性水腫是再生成熟的無癥狀肌肉撕裂患者的常見表現(xiàn),而肌肉撕裂4周后超聲多普勒信號陰性是肌肉再生成熟的最佳指標。

Saeed使用3T MRI對來自11名供體的28個跟腱-韌帶切片進行超短回波(UTE)、UTE-T1和絕熱T1ρ弛豫時間(UTE-Adiab-T1ρ)掃描,結果顯示UTE-Adiab-T1ρ與跟腱和韌帶的彈性模量具有顯著的相關性,該研究突顯了UTE-Adiab-T1ρ技術在評估跟腱和韌帶方面的潛力。

2．神經

Dong-Ho對8只雌性Lewis大鼠造模獲得實驗性自身免疫性神經炎(EAN)動物模型,該模型是人類格林-巴利綜合征(GBS)最常用的動物模型,在腰骶神經叢和坐骨神經上評估磁共振神經成像(MRN)上周圍神經的變化,結果所有病例均顯示神經系統(tǒng)改變,脂肪預飽和(FS)T2WI和增強FS T1WI的MRN結果異常并隨時間變化,證明其均有助于診斷EAN。Aurea等納入了55例無癥狀參與者,通過高分辨率B超和多普勒檢查識別歸納橈側返動脈(LoH)和橈神經深支(DBRN)的神經血管交叉模式,發(fā)現(xiàn)了一種主要的神經血管交叉模式:RRAab主要從內側穿過DBRN下方,LoH的肌肉內橫向血管在靠近佛羅氏弓處穿過DBRN上方。Shabber使用18 Hz和24 Hz超聲換能器在肘管近端測量尺神經束的數(shù)量,測量并比較近、遠端尺神經的橫截面積,發(fā)現(xiàn)使用24 MHz換能器可以在肘管處看到更多的尺神經束提,且近、遠端尺神經橫截面積沒有較大差異。該研究指出使用新型高頻換能器有助于改善尺神經形態(tài)的超聲可視化,提高脫髓鞘性神經病和神經卡壓的鑒別診斷能力。Ilkwon前瞻性納入了14名健康志愿者,通過常規(guī)序列和基于深度學習重建的加速序列能有效減少臂叢神經MRI掃描時間和偽影,可為臨床臂叢神經MRI提供標準序列的替代方案。Hanna對125例腰骶叢MRI檢查進行回顧分析后發(fā)現(xiàn)腰骶叢MRI檢查可準確檢測和定位非椎間盤源性坐骨神經痛患者的其他疼痛源。在該研究中,僅有48%的患者檢測出腰骶神經異常,但91%的檢查顯示存在額外的疼痛灶。

影像引導介入治療

Dyan回顧性審查了19位接受了透視引導下急性脫位全髖關節(jié)置換術(THA)抽吸術的患者數(shù)據(jù),分析透視引導下抽吸急性脫位THA是一種安全且有效的手術方法,并且與股骨頸相比,靶向髖臼杯可提供更高的自發(fā)抽吸率、更大的抽吸體積和更短的透視時間。Madalena采用醫(yī)療保健系統(tǒng)視角的決策分析模型,評估無影像學、CT引導和透視引導三種骨髓活檢技術對多發(fā)性骨髓瘤臨床高度關注患者的成本效益,分析結果表明CT引導下活檢似乎是疑似多發(fā)性骨髓瘤患者骨髓活檢最具成本效益的策略。Demenico納入41名患者和41名對照組,將接受超聲引導下經皮沖洗鈣化性肌腱炎(US-PICT)治療肩外鈣化性肌腱炎的患者(病例組)與接受肩袖US-PICT的患者(對照組)進行比較,兩組從基線到3個月的VAS疼痛評分的差異無統(tǒng)計學意義,證明US-PICT是一種安全有效的手術,可以在肩部外使用。Jyri等回顧性研究了27例癥狀明顯、保守治療無效且接受了MRI引導下經皮逆行性鉆孔術治療的兒童距骨剝脫性骨軟骨炎(OCDT)患者(共30只足),對患者進行平均6年的隨訪,證明MRI引導下經皮逆行性鉆孔術是治療穩(wěn)定型OCDT的一種可行、有效、安全的兒科治療方法。David等比較了肩關節(jié)US-PICT治療的兩種隨訪方式,一是術后一個半月內由放射科進行隨訪評估,二是患者出院后自行評估返診,通過肩痛和殘疾指數(shù)(SPADI)問卷、臨床調查、體格檢查和超聲檢查比較兩種隨訪方式,研究表明在 US-PICT術后對患者進行密切和長時間的隨訪可以獲得更好的治療效果。Miguel等回顧性納入了124例接受了超聲引導灌洗治療的肩袖鈣化性肌腱炎的患者,按照術前或術后接受皮質類固醇注射分為兩組,研究表明在肩袖鈣化性肌腱炎灌洗術前或后的皮質類固醇的注射時間不會影響治療結果和不良反應的發(fā)生率。

Justin等回顧性審查了接受影像引導足部關節(jié)內注射的患者,按照足內注射劑的不同分為氟羥氫化潑尼松(kenalog)組和酮咯酸(ketorolac)組,比較組間的藥物療效、delta疼痛評分和注射后接受手術情況,研究表明酮咯酸是一種低成本的足部關節(jié)內注射藥物,其安全性、療效與類固醇相當,臨床上的使用量和使用范圍也不斷增加。Chloe研究發(fā)現(xiàn),射頻消融術(RFA)聯(lián)合脊柱后凸成形術對脊柱轉移性腫瘤患者的疼痛有改善作用,可顯著改善視覺模擬量表(VAS)、美國東部腫瘤協(xié)作組(ECOG)評分、Karnofsky體能狀態(tài)量表(KPS)和Oswestry殘疾指數(shù)(ODI)評分,并減少患者對麻醉藥物的需求,但脊柱后凸成形術/射頻消融術聯(lián)合放療可能對疼痛無明顯緩解作用。

腫瘤

Liu回顧性納入了294例尤因肉瘤(ES)和骨肉瘤(OS)患者,基于CT和臨床特征開發(fā)和驗證用于診斷ES和OS的影像組學模型,結果表明基于CT增強圖像(CTE)的影像組學模型可用于ES和OS的鑒別診斷,并且與CTE模型相比,CTE+3 mm模型覆蓋腫瘤內和瘤周特征的診斷效率沒有提高。Yuhan回顧性研究收集了80名在常規(guī)掃描方案中接受雙層探測器光譜CT(DLCT)胸部和腹部多期掃描的患者,證明與傳統(tǒng)的CT和單光譜參數(shù)相比,從普通相位圖像導出的光譜多參數(shù)模型在區(qū)分骨島(BIs)和骨轉移(OBM)方面表現(xiàn)出更高的鑒別診斷性能,且無需額外的輻射暴露。Sarah回顧性地納入了83神經纖維瘤病I型(NF1)患者,發(fā)現(xiàn)在NF1患者中,惡性周圍神經鞘瘤(MPNST)的發(fā)生率約為11%,其中11%的MPNST出現(xiàn)在叢狀神經纖維瘤(pNF)的背景下,而彌漫性神經纖維瘤(dNF)中則沒有。Ehsan回顧性納入了199例具有治療前MRI和切除后病理學邊緣信息的軟組織肉瘤(STS)患者隊列,對4個MRI序列進行病灶分割提取影像組學特征并與臨床和人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)匯集在一起構建多模態(tài)影像組學的風險模型,結果顯示該模型在預測STS術后組織邊緣受累方面表現(xiàn)優(yōu)異。Sam納入了285例經組織學證實的原發(fā)性STS患者,收集了影像學危險因素包括原發(fā)性 STS的形態(tài)、浸潤、異質性和大小,以及非影像學危險因素包括組織學亞型、腫瘤分級、切除狀態(tài)、既往復發(fā)等,發(fā)現(xiàn)原發(fā)性STS的形態(tài)和浸潤行為,以及腫瘤分級、切除狀態(tài)和既往復發(fā)的發(fā)生,都是轉移的潛在危險因素。

Ping回顧性使用549例盆腔和骶骨腫瘤(PSTs)患者進行模型構建和內部測試以及另外105名PST患者用于前瞻性測試集,開發(fā)了基于注意力的兩階段深度學習(DL)模型,用于PSTs的分割和分類,結果顯示DL模型允許在非增強MRI的情況下準確分割和分類良性和惡性PST。Salvatore納入118例組織學證實的軟骨腫瘤患者,將其分為訓練組95名[65名非典型軟骨腫瘤(ACT),30名長骨高級別軟骨肉瘤(CS)]和測試組23名(17名 ACT,6名CS)患者構建機器學習模型,結果顯示機器學習模型在基于術前X線放射組學特征的長骨ACT和CS分類方面具有很高的準確性。Shi等納入了從數(shù)據(jù)庫中檢索關于"治療前脂肪分布模式與肝細胞癌(HCC)預后關聯(lián)"的30項研究,并提取6738名HCC患者生存數(shù)據(jù)進行了Meta分析。結果表明,治療前內臟皮下脂肪組織面積比(VSR)是HCC患者脂肪分布模式中最有價值的預后指標,這項研究為HCC患者個體化管理提供了重要的支持。

Katsuyuki等回顧了9例曾進行兩次全身MRI檢查的前列腺癌患者的資料,每位患者在進行MRI檢查的同時進行了血清前列腺特異性抗原(PSA)檢測,研究表明每位患者治療前后的腫瘤總彌散量(tDV)變化量和血清PSA變化量呈強正相關,提示tDV是評估前列腺癌骨轉移分級的可靠標志。Lim對38個骨轉移(BM)和37個良性紅骨髓沉積(BRM)病灶的T1WI和脂肪抑制T2加權成像(T2FS)進行定性和定量分析,確定了T2FS的定量分析可用于鑒別BM和BRM。Miguel發(fā)現(xiàn)全身MRI擴散加權成像(DWI)的總擴散體積(tDV)和整體表觀擴散系數(shù)(gADC)可能是評估多發(fā)性骨髓瘤患者治療反應的可行參數(shù)。在該研究中,對治療無反應的13例患者(38.2%)在治療前后的DWI定量分析中,tDV或平均gADC差異沒有統(tǒng)計學意義,在其余21例治療有反應的患者(61.8%)中,治療后tDV顯著降低,gADC顯著升高。Florian回顧性研究分析了骨樣骨瘤延誤診斷的影響因素,發(fā)現(xiàn)骨樣骨瘤的診斷延誤與人口統(tǒng)計學、臨床參數(shù)和大多數(shù)影像學參數(shù)無關。

Ilyan評估了超聲剪切波彈性成像(SWE)對鑒別脂肪瘤和脂肪肉瘤的作用,發(fā)現(xiàn)SWE對區(qū)分良性軟組織脂肪瘤具有良好的特異性和敏感性,但無法區(qū)分良性亞型;惡性病變比良性病變更堅硬,其彈性值的異質性更強。研究表明SWE檢查有望減少良、惡性脂肪瘤診斷所需的時間,最大限度地減少不必要的活檢需求。Sonjia回顧性驗證了美國三級醫(yī)療中心的伯明翰非典型軟骨腫瘤成像方案(BACTIP),指出沒有應用BACTIP會導致相關病理的診斷延誤,BACTIP應作為肩關節(jié)和膝關節(jié)周圍中央軟骨腫瘤患者的保守和適當?shù)挠跋駥W隨訪指南。梅克爾細胞癌(MCC)是一種罕見且極具侵襲性的皮膚癌類型。Julian回顧了10年中8例MCC患者的超聲圖像,總結了其主要超聲特征,指出皮膚腫瘤的存在、邊緣通過小葉隔膜浸潤、高度血管化、相對獨立的結構,特別是"三明治"模式的出現(xiàn),提示MCC可能,應當場檢查有無局部腺體侵犯和遠處轉移。Misato等研究證明了亨氏單位(HU)增強能夠提高DL算法在CT上檢測腫瘤肋骨轉移的準確性。Liu等基于T1WI和FS-T2WI圖像建立了一個影像組學模型,能夠從低度惡性的經典型隆突性皮膚纖維肉瘤(DFSP)中鑒別出高度惡性的組織亞型FS-DFSP,為DFSP治療策略的改進和預后預測提供了潛在的工具。Xu等開發(fā)的影像組學模型對軟組織肉瘤的病理分級取得了良好的預測效果,表明基于MRI圖像的影像組學特征可以幫助識別軟組織肉瘤的分級,從而有助于指導臨床治療策略。

人工智能

Holden開發(fā)了一種深度學習算法可對髖膝角(HKA)、解剖-脛股角(aTFA)、股骨長度、脛骨長度、全腿長度等13個膝關節(jié)對齊角度和腿長變量進行自動測量。Huib在450,000張X線上訓練并在150,000張X線上進行測試的多任務深度神經網絡(MDNN)用于檢測X光片是否存在骨折,證明MDNN在檢測不同身體部位的骨折方面表現(xiàn)出色,證明了計算機輔助檢測(CAD)在真實世界臨床環(huán)境中的普遍性。Sanja回顧性研究納入了50例連續(xù)臨床患者的腰椎MRI,運用深度卷積神經網絡(DCNN)在橫軸面T2WI上對椎間盤水平的鞘囊進行分割,以全自動方式測量前后(AP)和內側(ML)距離以及鞘囊面積,證明全自動DCNN與經驗豐富的放射科醫(yī)生在腰椎管的分割和量化方面高度一致。Alex開發(fā)了一個卷積神經網絡,使用來自44,638名英國生物樣本庫參與者的脊柱雙能X線吸收測定法(DXA)生成“脊柱年齡”,以在2.68年的中位隨訪期內發(fā)生的心肌梗死、中風和全因死亡為結果建立模型,證明基于深度學習的脊柱DXA生物年齡估計與全因死亡和心血管事件相關,超越了常見的危險因素和脊柱BMD。Jiho收集了來自1238名患者的2476張雙側踝關節(jié)前拉試驗(ADT)和內翻應力X光片(VAR),訓練人工智能(AI)模型來篩選陰性的踝關節(jié)應力X線檢查,結果證明使用AI篩查可以減輕75%的工作負擔,且可以改善讀者之間的一致性。

John利用HRNet分類架構,在447幅圖像上訓練了一個機器學習(ML)算法以識別肱骨和肩胛的位置,計算肩胛胸角和肩胛肱角,從而在完整的外展范圍內確定肩胛節(jié)律(SHR),結果顯示該原型ML算法可以作為確定SHR的一種實用而高效的手段,并具有通過對肩胛和肱骨運動進行自動分析來診斷肩部病癥的潛力。Yoichi等開發(fā)了一種基于肺癌篩查的胸部X光片的深度學習模型,用于篩查骨質疏松癥,此法可有效篩查骨質疏松癥,擴大篩查人群范圍和節(jié)約醫(yī)療護理成本。股骨粗隆骨折內固定術后,最常見并發(fā)癥為內固定切出,Tan等回顧性收集了32152張(訓練:驗證=3:1)含有內固定的骨盆X線片(PXR),構建了深度卷積神經網絡(DCNN)模型,并與可視化神經網絡(Grad-CAM)算法模型進行比較,結構表明DCNN可以高精度地檢測PXR上的內固定切出,并能幫助臨床醫(yī)生準確評估內固定術后植入物并發(fā)癥的存在。Jiwoo等開發(fā)了一種基于AI的大型生成式語言模型,通過輸入原始影像報告,即可生成四種結構化型、摘要型、建議型和患者友好型的優(yōu)質影像報告,這表明在影像報告中使用大型語言模型不僅能提高影像醫(yī)師診斷工作的質量和效率,也能充分滿足患者需求。Wolfram等也提出可以利用自然語言處理工具ChatGPT撰寫影像報告。在該研究中,將參照RSNA和骨內固定研究協(xié)會(AO)的模板來撰寫橈骨遠端骨折病例的影像報告的命令文件遞交給ChatGPT。雖然ChatGPT在技術術語和影像結果解釋和方面存在不足,但此類自然語言處理工具作為影像報告起草工具未來可期。

Wolfram等測試了4類執(zhí)行骨肌標記任務的開源工具對肩部植入物的智能識別效果,結果表明,經過微調后的Google-EfficientNet可以被成功訓練來執(zhí)行標記任務。該研究展示了使用遠程開源工具進行人工智能工作的潛力,有望解決人工智能向臨床工具轉化的難題,但仍存在數(shù)據(jù)安全問題待解決。Yoko等使用貝葉斯神經網絡模型對110例疑似肺癌患者的CT圖像上的肋間肌(IMs)進行基于深度學習的自動分割,研究表明基于貝葉斯神經網絡模型的IMs的自動分割是可行的,并量化了與肺功能相關的肋間肌總體積(IMV),該模型有望用于評估IMs損傷和呼吸功能障礙之間的關聯(lián)。Johannes等使用三維DL模型對26,144名參與肺部CT篩查的高危重度吸煙人群的兩次(研究初始、一年隨訪后)常規(guī)胸部CT進行骨骼肌體積(SMVol)和衰減值(SMHU)的測量,多變量Cox回歸顯示,SMVol和SMHU與全因死亡率之間存在獨立相關性,一年內SMVol或SMHU下降>20%的個體的生存率顯著低于SM測量穩(wěn)定的個體,表明基于深度學習的骨骼肌質量篩查能為肺癌高?；颊咛峁╋L險評估和管理指導。Yoonjung等納入了79例接受了減肥手術且在手術前后1年內進行了腹、盆部CT掃描的患者,手動勾畫術前CT圖像的L3椎體水平的骨骼肌,提取并篩選肌肉放射組學特征,開發(fā)并評估基于CT影像組學機器學習的預測模型。研究表明模型能有效地利用術前骨骼肌特征來預測減肥手術后代謝綜合征的緩解程度。

Hyunseung等對52例接受根治性胃切除術治療的胃癌患者進行術前、術后1年內腹部CT掃描的深度學習AI自動勾畫的L3椎體水平的骨骼肌面積(SMA)和骨密度(BMD)分析,根據(jù)實驗室結果計算營養(yǎng)風險指數(shù)(NRI),術后比術前的SMA、BMD和NRI均降低,研究發(fā)現(xiàn),AI輔助SMA和BMD的測量技術對于臨床通過機會性CT掃描評估骨質疏松癥和肌肉減少癥有很大幫助。Zeynep發(fā)現(xiàn)與T2標準Dixon序列相比,基于深度學習的新型脊柱T2Dixon序列具有更短的掃描時間、更低的噪音水平和更高的清晰度,有望取代目前脊柱標準成像方法。Jonghun開發(fā)了一種深度學習模型檢測腹部或胸部CT掃描中的胸、腰椎壓縮性骨折,該模型顯示出很高的準確性,有助于早期發(fā)現(xiàn)椎體壓縮性骨折。Woonyoung開發(fā)了一種基于深度學習的脂肪分數(shù)圖全自動肌肉分割算法,能夠準確、快速地定量測定岡上肌的脂肪。

新技術

Hung在3T MRI 掃描儀上對健康志愿者進行圖像采集,論證了使用共軛梯度SENSE(CG-SENSE)加速2～3 min的多回波超短回波時間(mecho UTE)的可行性。與當前標準(方格化的5分鐘UTE)相比,加速的mecho UTE 可提供更清晰的圖像,具有相似的定量T2*。Theresa對16具尸體四肢(其中8具骨折)進行掃描,評估PCD-CT相對于能量積分探測器(EID)CT在描繪骨骼微結構方面的優(yōu)勢,特別關注卷積核選擇對超高分辨率(UHR)模式下附肢骨評估的影響,結果顯示使用中等UHR卷積核的PCD-CT重建提供了優(yōu)越的圖像質量,可用于可視化附肢骨,骨折的可評估性受益于非UHR和中等UHR卷積核的銳利度,而超銳重建導致圖像噪聲增加。Jiwoo等回顧性納入了61例罹患股骨腫瘤并接受了骨切除、假體植入術的患者,從解剖結構顯示、圖像質量兩方面,對患者術后隨訪接受的三種金屬偽影抑制序列(MARS)的MRI圖像進行效果評分,結果顯示在3T MARS序列中,骨科金屬偽影減少(O-MAR)和mDIXON O-MAR序列的MRI圖像效果優(yōu)于用于骨科植入物的金屬偽影減少(O-MAR-XD),該研究還對O-MAR-XD圖像進行了小波分解,結果表明小波分解成像減少了原先O-MAR-XD圖像的金屬偽影面積并提高了圖像質量。Johanna等評估了12例含金屬內固定的豬膝關節(jié)標本在0.55T和3T的金屬偽影校正(SEMAC)序列中金屬偽影大小以及鄰近膝關節(jié)解剖結構的可視化和整體圖像質量。研究表明,與3T MRI相比,0.55T低場MRI結合金屬偽影校正(SEMAC)序列可以減少骨肌成像中的金屬偽影,對潛在植入物并發(fā)癥可視化效果更好。Carla等納入35名成骨不全病(OI)患者和35名健康志愿者,并使用雙能X線(DXA)和射頻回波多光譜(REMS)技術測量了同部位的腰椎、股骨頸和全髖關節(jié)的BMD,通過TBS iNsight軟件計算骨小梁評分(TBS),研究表明,REMS和腰椎BMD、TBS值間的相關性比DXA更好。

雙能CT

Reisuke發(fā)現(xiàn)雙能CT(DECT)的水(羥基磷灰石)密度圖像結合DL骨分割能夠提高椎體壓縮性骨折中骨髓水腫的診斷性能。亨氏單位(HU)增強,即在 HU 歸一化中使用多個 HU 窗口,適用于DL算法。Wang等使用單源DECT的虛擬單色圖像(VMI)構建用于骨質疏松預測的影像組學評分,發(fā)現(xiàn)從40～90 keV VMI中獲得的評分模型性能較優(yōu),可作為預測骨質疏松的有效工具。Xu等研究發(fā)現(xiàn)DECT的電子密度圖像能夠有效區(qū)分急、慢性骨質疏松性椎體骨折。Wang等提出基于DECT測量材料分解圖像的水密度值可提高急性胸腰椎骨折和陳舊性壓縮性骨折的鑒別診斷能力,采用基于DECT的單能重建技術能有效識別急性胸腰椎骨折的骨髓水腫。Wang等通過基于DECT的HAP-fat MD圖像建立了一個能夠識別骨質疏松癥的影像組學模型,其敏感度達0.983,特異度達1.000。Zhu等回顧性比較了快速 kVp切換DECT和MRI檢查對創(chuàng)傷后3天內的椎體骨折的診斷效能,指出基于DECT的水-羥基磷灰石分解技術可以幫助放射科醫(yī)生提高急性椎體壓縮性骨折的檢出率,減少需進一步行MRI檢查的患者數(shù)量,基于DECT的快速kVp切換DECT技術可實現(xiàn)人體腰椎的骨密度定量。

Hitoshi評估了對比增強DECT(ceDECT)的材料密度成像對骨轉移的診斷效能,發(fā)現(xiàn)在70 keV的虛擬單色成像(VMI)無明顯轉移的圖像中,水/羥基磷灰石(W/H-DI)圖像中顯示出明顯的高密度,碘/水密度成像(I/W)顯示出顯著的低密度轉移區(qū),表明材料密度成像,特別是(W/H-DI)圖像,可以提高骨轉移的檢測效率。Siya等使用雙能光譜CT(DESCT)脂肪(羥基磷灰石)和水(鈣)建立了多發(fā)性骨髓瘤患者高危細胞遺傳學狀態(tài)的預測模型,其敏感度可達0.722,特異度達0.857。Tomohito發(fā)現(xiàn)DECT有效原子序數(shù)(Zeff)可能有助于鑒別良性和中度惡性骨腫瘤與惡性腫瘤,而DECT電子密度(ED)圖像對鑒別良性和惡性粘液樣軟組織腫瘤有一定價值。Zhu等研究了DECT成像在識別急性骨折引起的骨髓水腫中的作用,提出DECT可以測量骨髓內的水、鈣濃度和定量評估骨髓水腫程度,并且通過疊加單色CT圖像和DECT的彩色編碼水-鈣圖像,起到代替MRI檢測骨髓水腫的作用。

Christina納入49名接受第三代雙源DECT檢查并在14天內接受3T MRI或踝關節(jié)手術的患者,評估了第三代雙源DECT彩色編碼膠原重建在評估脛腓韌帶聯(lián)合(DTFS)完整性方面的診斷準確性,結果表明與急性創(chuàng)傷患者的灰度CT相比,膠原映射在評估DTFS完整性方面具有更高的診斷準確性。Hao等納入了51名接受了腹部DECT檢查的患者,分別測量重建材料分解(MD)圖像和模擬常規(guī)CT圖像的L1椎體骨松質的羥基磷灰石(HAP)密度值和CT值,比較兩者在非增強期、增強動脈期、增強門脈期的變化,結果表明在靜脈注射對比劑后,DECT的MD圖像上HAP密度值比CT值的一致性更好,準確率更高,能有效消除碘對比劑對HAP密度測量值的干擾,可以用于椎體骨質密度的定量測量。Leon納入263例接受DECT掃描橈骨遠端的患者,從所有檢查中獲得皮質HU、小梁HU、皮質厚度和基于DECT的骨礦物質密度(BMD),發(fā)現(xiàn)從橈骨遠端常規(guī)CT掃描中獲得的各種指標,可作為識別有骨不連風險的患者的有用工具,但是DECT 掃描所得的BMD是骨不愈合的更好預測指標。Jennifer納入了103例雙源DECT觀察到關節(jié)周圍礦化病灶的病例,并根據(jù)放射學表現(xiàn)和臨床表現(xiàn)將其分為3類:碳酸鹽磷灰石/羥基磷灰石沉積病(HADD)、尿酸鈉(MSU)沉積和焦磷酸鈣二水合物沉積病(CPPD),使用 Rho/Z應用程序在高、低和混合kV能級下記錄了病灶的ROI 大小以及原子序數(shù)(Z)和衰減水平(HU),發(fā)現(xiàn)在DECT上應用Rho/Z獲得的Z能夠區(qū)分MSU、CPPD和HADD。高kV值和低kV值的平均HU值可以區(qū)分HADD和CPPD,以及HADD和MSU。

其他

Yoichi對來自20個機構的24,666名患者的50,064張X光片進行訓練和驗證,通過構建深度學習模型來預測胸部X光片的BMD和骨小梁評分來篩查骨質疏松癥患者。Stefano招募了105位同時接受DXA掃描和非增強胸部/腹部CT掃描的受試者,將源自QCT的體積BMD(vBMD)與基于DXA的參數(shù)[如面積BMD(aBMD)和骨小梁評分(TBS)]進行了比較,發(fā)現(xiàn)與DXA相比,機會性QCT評估診斷出骨質疏松癥的患病率更高。vBMD和TBS在區(qū)分有和沒有脆性骨折的受試者中表現(xiàn)優(yōu)于DXA-aBMD。Simon和Scherwin回顧性分析接受雙源DECT的160例患者的L1椎體,并收集患者檔案和患者隨訪圖像中骨質疏松癥相關骨折的發(fā)生情況,發(fā)現(xiàn)來自常規(guī)檢查的雙能CT掃描測得的骨密度可用于分層評估急性創(chuàng)傷后2年隨訪期間發(fā)生骨質疏松癥相關骨折的風險。Wang比較了300名中國絕經后女性基于DXA的TBS和不同部位的BMD之間的關系,發(fā)現(xiàn)骨質疏松組TBS和BMD顯著低于骨質減少組和正常BMD組,TBS的結果顯示,部分骨質減少但骨密度正常的絕經后婦女存在骨微觀結構的退化。Yao等納入了接受DXA篩查和腹部CT增強檢查的432例患者,該研究評估了四種三維感興趣區(qū)(3D ROI)自動分割方法,并從中選擇了整個椎體的分割,并使用掃描參數(shù)和人口統(tǒng)計學參數(shù)構建線性回歸模型中來校正測量的CT值,并能較好地預測 DXA-T評分和骨質疏松癥的發(fā)生率。

Omid納入了828名腎移植(KT)候選人的前瞻性隊列,使用通過CT掃描獲取的L3水平的臨床數(shù)據(jù),量化三種基于CT的身體組成測量,結果表明脂肪浸潤與KT候選人等待名單上的死亡風險有關,并發(fā)現(xiàn)肌肉貧血性肥胖與年輕的和病弱的KT候選人等待名單死亡風險升高有關。Dina招募了42名銀屑病關節(jié)炎疾病(PSA)患者和37名無癥狀志愿者在3T MRI上使用3D UTE-Adiab-T1ρ進行跟腱掃描,結果證明PSA患者肌腱附著端中T1ρ值顯著升高,表明UTE-Adiab-T1ρ序列能夠定量評估附著端和肌腱,且能檢測PSA患者的異常并最終用于治療監(jiān)測。Marta等納入15例接受了放射性核素滑膜炎(RSO)治療的慢性或難治性滑膜炎患者,通過治療前后3個月內超聲和臨床評估,研究表明經過RSO治療后,視覺模擬評分(VAS評分)顯著降低,功能性評分顯著升高,在超聲對照中顯示滑膜充血、積液、增厚改善,這提示RSO治療可以為慢性或難治性關節(jié)病變提供有效且安全的治療方案。Alenxander等的研究表明,靜脈對比劑可以影響腹部CT的身體成分自動測量,尤其在增強的靜脈期和延遲期,腹部CT的骨骼肌及椎體密度自動測量值均略高,并提出需要引入校正因子對增強階段的自動測量值進行校正。由于CT檢查臺墊的偽影可以影響四肢三維成像的圖像質量,Yoshiki等評估了將手腕模型置于不同材質、不同厚度的緩沖層時,手腕模型輪廓受到檢查臺墊的偽影的影響程度,提出在四肢三維成像過程中,檢查部位和臺墊間緩沖層的最佳厚度至少為1 mm。Mario等設計了一款適用于檢查骨性隆起鄰近淺表結構的定制超聲支架墊——FreePad,并借助3D打印制作FreePad,通過評估12名患者的骨性隆起鄰近淺表部位的三次超聲檢查(無支架墊、標準支架墊、FreePad)過程和結果,表明相比于標準支架墊,FreePad能在縮短檢查時間的同時,提高圖像質量和患者舒適度。

Bayan等招募了31名不同經驗水平和培訓程度的影像閱片人參加關于神經病變的評分報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(NS-RADS)的分類和嚴重程度量表的培訓,并考察參與者在培訓后采用NS-RADS評分量表對150例周圍神經病例的MRI圖像診斷的準確性和讀者間一致性。結果表明,經過有限的培訓后,閱片者使用NS-RADS評分量表,可以表現(xiàn)出良好的診斷準確性和讀者間的一致性,利于臨床規(guī)范化MRI報告和協(xié)助周圍神經病變患者的管理。Mengke等比較了36名原發(fā)性下肢淋巴水腫患者的CT和多模態(tài)MRI圖像,發(fā)現(xiàn)STIR序列對原發(fā)性下肢淋巴水腫的檢測比CT和其他MRI序列更敏感,可作為淋巴水腫診斷和評估的首選影像學檢查方法,且結合多模態(tài)成像對疾病診斷價值更高。Ling等使用基于雙能X線吸收測定法(DXA)檢查的骨小梁評分研究了原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進癥(PHPT)患者的骨微觀結構改變,發(fā)現(xiàn)與正常對照相比,PHPT患者的骨微觀結構明顯退變,且骨小梁評分(TBS)與骨密度(BMD)之間存在顯著的相關性。表明在骨密度測定的基礎上,TBS可以更好地評估中國PHPT患者的微觀結構,從而評估其骨折風險。Gao發(fā)現(xiàn)Revolution CT能夠及早發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病(CKD)患者骨量變化,其L3椎體松質骨的HAP濃度與患者年齡呈負相關。Chu利用離體豬模型研究了過濾CT(CTTF)用于骨成像時的圖像質量與輻射劑量的關系,為優(yōu)化用于骨成像的錫過濾CT提供了初步方案。Tatsuhito等使用PCD-CT掃描浸入不同濃度的碘對比劑的纖維化硫酸鈣石膏模型,發(fā)現(xiàn)碘濃度與碘圖上的CT值、高碘溶液中的碘定量值之間存在相關性,提示PCD-CT有可能檢測傳統(tǒng)CT掃描中可能不可見的骨小梁間骨轉移,并評估其血管分布。