2013年--生物醫(yī)學(xué)工程外文翻譯--petmr一體機(jī)心臟成像潛在價(jià)值，初步經(jīng)驗(yàn)及未來(lái)前景（譯文）

1、<p>　　文9470字，7570單詞,45000英文字符</p><p>　　出處：Rischpler C, Nekolla S G, Dregely I, et al. Hybrid PET/MR imaging of the heart: potential, initial experiences, and future prospects[J]. Journal of Nuclear Medi

2、cine, 2013, 54(3): 402-415.</p><p>　　本 科 外 文 翻 譯</p><p>　　PET/MR一體機(jī)心臟成像：潛在價(jià)值，初步經(jīng)驗(yàn)及未來(lái)前景</p><p>　　Hybrid PET/MR Imaging of the Heart: Potential, Initial</p><p>　　experien

3、ces, and Future Prospects</p><p>　　學(xué) 部（院）： 電子信息與電氣工程學(xué)部 </p><p>　　專 業(yè)： 生物醫(yī)學(xué)工程 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

4、 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　完 成 日 期： </p><p>　　PET/MR一體機(jī)心臟成像：潛在價(jià)值，初步經(jīng)驗(yàn)以及未來(lái)前景</p><p>　　Christoph Risc

5、hpler, Stephan G. Nekolla, Isabel Dregely,</p><p>　　and Markus Schwaiger</p><p>　　德國(guó)慕尼黑慕尼黑技術(shù)大學(xué)核醫(yī)學(xué)臨床中心</p><p>　　在過(guò)去的十年里，PET/CT和其他掃描儀的結(jié)合迅速地成為了重要的研究工具，同時(shí)也證明了它們對(duì)于常規(guī)核醫(yī)學(xué)的診斷具有重要的價(jià)值。PET/MR結(jié)

6、合的掃描儀的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)，也是近來(lái)引入市場(chǎng)的設(shè)備。我們對(duì)這些掃描儀的性能期望一直很高，尤其是MR（磁共振）對(duì)于優(yōu)越組織有較好對(duì)比度的潛力，以及與PET結(jié)合的多參數(shù)的功能成像的潛在價(jià)值。然而，這些新的系統(tǒng)是否會(huì)給心臟領(lǐng)域帶來(lái)額外的價(jià)值和潛在的臨床作用還有待證明。本文綜述了現(xiàn)有的心臟病學(xué)領(lǐng)域中的PET和MR應(yīng)用比較總結(jié)，表明了新推出的組合儀器在心臟應(yīng)用開發(fā)上的獨(dú)特潛在價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵字：

7、PET；MR；混合成像；心臟病學(xué)</p><p>　　心臟成像方式多種多樣，包括超聲、CT（計(jì)算機(jī)斷層成像）、MRI（磁共振成像）、SPECT（單光子發(fā)射斷層成像）和PET（正電子發(fā)射斷層成像），每一種成像技術(shù)都有不同的特性和優(yōu)點(diǎn)。在臨床核醫(yī)學(xué)儀器中，對(duì)PET/CT儀器的需求顯著增加，原因是它相對(duì)病變的解剖定位的混合成像具有顯著的優(yōu)勢(shì)。雖然這些優(yōu)點(diǎn)最初是由腫瘤成像的需求所體現(xiàn)的，但PET/CT所產(chǎn)生的廣泛的適用性

8、為這些掃描儀對(duì)腫瘤以外診斷提供了機(jī)會(huì)，如在心臟成像領(lǐng)域方面。此外，CT圖像對(duì)于快速衰減校對(duì)是很有必要的，這對(duì)心肌灌注顯像的量化具有特別的重要性。通過(guò)合適的CT組件和成像協(xié)議的改進(jìn)，我們現(xiàn)在通過(guò)CT血管造影與PET心臟成像的功能和代謝的結(jié)合可以觀察冠狀動(dòng)脈的解剖結(jié)構(gòu)，這種結(jié)合為臨床醫(yī)生提供了更好的診斷信息。基于PET/CT這一經(jīng)驗(yàn)，我們把在新的PET/MR掃描儀性能設(shè)計(jì)審查技術(shù)方面和心臟的PET和MR成像現(xiàn)有的比較研究方面的總結(jié)作為預(yù)測(cè)混

9、合PET/MR掃描儀在心臟病的診斷和治療方面影響的基礎(chǔ)。</p><p>　　作為PET輔助的MR和CT的優(yōu)勢(shì)和不足</p><p>　　MR相對(duì)CT最主要的優(yōu)勢(shì)是有較高的軟組織對(duì)比度，以及對(duì)病人的輻射量的減少。衰減校正圖對(duì)于基于生理參數(shù)的PET的區(qū)域化是必不可少的，通過(guò)MR可以在沒(méi)有電離輻射的條件下獲得其他信息。為了降低來(lái)自CT的輻射量的不同方法都在進(jìn)行，然而，基于CT的衰減校正圖仍在增

10、加，例如，對(duì)于心臟應(yīng)激-休息掃描大約為0.8毫西弗特。</p><p>　　同時(shí)，對(duì)于MRI成像的電磁領(lǐng)域呈現(xiàn)了一個(gè)重要的缺點(diǎn)，特別是在心臟影像領(lǐng)域方</p><p>　　面。相當(dāng)數(shù)量的患者不能采用MR成像，由于存在心臟起搏器、植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器，或機(jī)械心臟瓣膜。對(duì)于這些患者，PET/CT是無(wú)創(chuàng)性心臟成像不可替代的選擇。</p><p>　　盡管CT有電離輻射的缺

11、點(diǎn)，但是CT已成為了無(wú)創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影最常用的技術(shù)。它是快速而又容易執(zhí)行的。同時(shí)，用低電壓對(duì)前瞻性心電門控冠狀動(dòng)脈CT血管造影的使用已經(jīng)降低了輻射劑量約為1.3毫西弗特。盡管從最初的報(bào)道中可以看出MR血管造影有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但由于在一個(gè)合適的掃描時(shí)間內(nèi)心臟，呼吸和病人運(yùn)動(dòng)所造成的偽影以及在保持高的血管組織對(duì)比的同時(shí)對(duì)高空間分辨率以及高信噪比的需求下對(duì)于MR采集仍然是目前一大技術(shù)挑戰(zhàn)。</p><p>　　對(duì)于左心室

12、（LV）功能的評(píng)估，磁共振成像所代表的金標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被廣泛驗(yàn)證。MR能較準(zhǔn)確地完成功能參數(shù)的測(cè)定，例如左心室的容積、質(zhì)量、射血分?jǐn)?shù)、局部室壁運(yùn)動(dòng)和心肌肥厚。盡管基于CT的左心室功能評(píng)估與MR相近，但對(duì)于患者的輻射劑量仍然是一個(gè)重大的問(wèn)題。</p><p>　　另外需要重要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是造影劑的應(yīng)用。大多數(shù)患者能較好的接受MR造影劑，而且不良反應(yīng)也很少發(fā)生。此外，稱為腎源性系統(tǒng)性纖維化的一種罕見(jiàn)的疾病幾乎只發(fā)生在有急性腎

13、功能衰竭或嚴(yán)重的慢性腎臟病的病人身上。碘化的CT造影劑可能會(huì)造成稱為造影劑腎病情況的發(fā)生，這是醫(yī)源性急性腎衰竭的主要原因。此外，嚴(yán)重不良反應(yīng)大多頻繁發(fā)生在CT造影劑的使用后。值得注意的是，MR灌注成像也可在不用造影劑的情況下完成，通過(guò)測(cè)定心肌和血液的T1和一種稱為動(dòng)脈自旋標(biāo)記磁共振成像技術(shù)。盡管這種技術(shù)被證明在評(píng)價(jià)無(wú)造影劑下的心肌灌注有潛在優(yōu)勢(shì)，一個(gè)優(yōu)勢(shì)便是可能會(huì)有特殊的價(jià)值在有晚期腎病的患者身上或當(dāng)串行測(cè)量必需時(shí)，它是遠(yuǎn)離常規(guī)的臨床實(shí)

14、踐。雖然對(duì)于CT心肌灌注的初步研究顯示了可喜的成果，但是根據(jù)最近的研究表明64層螺旋CT對(duì)于檢測(cè)缺血是不可行的。</p><p>　　雖然基于簡(jiǎn)單的X射線衰減的差異形成的圖像——CT在分子信息上很難評(píng)估，但是MR卻表現(xiàn)了在分子成像特征上的前途，例如光譜。光譜可以對(duì)心肌代謝和組成進(jìn)行非侵入的檢查。利用氫質(zhì)子磁共振波譜對(duì)肌氨酸含量區(qū)域化，存活心肌可以區(qū)分自生能力（疤痕）組織。這種技術(shù)也可測(cè)量心肌中的甘油三酯含量，并且

15、有趣的是，高的心肌脂質(zhì)含量與低的室間隔厚度以及LV質(zhì)量有關(guān)。此外，磁共振波譜在評(píng)價(jià)存活心肌和檢測(cè)心肌缺血方面有著較好的前景。MR另一個(gè)有趣的特征是擴(kuò)散頻譜成像跟蹤技術(shù)。這種成像方式，首次實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦的研究，同時(shí)也成為心臟病學(xué)研究工具展示了巨大潛力。這種方法可以使心肌纖維的組織結(jié)構(gòu)成像具有卓越的分辨率。利用這種技術(shù)，Sosnovik等人揭示了在心肌梗死大鼠心肌里存在正交的肌纖維的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　最后總

16、結(jié)一點(diǎn)，CT是快速和容易執(zhí)行的，而MR協(xié)議通常是時(shí)間需求和需要患者有好的依從性。此外，特別是對(duì)新開發(fā)的PET/MR成像協(xié)議，來(lái)自不同專業(yè)的訓(xùn)練有素的人員之間良好的互動(dòng)是一個(gè)先決條件。表一概述了作為PET輔助的MR和CT的一般優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。</p><p><b>　　表一</b></p><p>　　作為PET輔助的MR和CT的一般優(yōu)點(diǎn)和不足</p>&l

17、t;p>　　PET/MR技術(shù)要求 </p><p><b>　　衰減校正</b></p><p>　　在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的混合PET/MR成像的介紹是如此的相近以至于很難判斷這種技術(shù)相對(duì)于PET/CT或獨(dú)立的MR成像的優(yōu)劣。目前，市售的有兩種不同結(jié)構(gòu)：別出心裁的TF PET/MR（飛利浦）鑒于完全集合的系統(tǒng)在共軌系統(tǒng)結(jié)合了現(xiàn)有的PET和MR成像設(shè)備，如比沃格拉夫MM

18、R（西門子）需要一個(gè)安裝在傳統(tǒng)3-T磁共振裝置的70厘米口徑的小孔上的緊湊的PET系統(tǒng)。這兩種設(shè)計(jì)都是缺少了先前用于衰減校正的方法，也就是說(shuō)，在獨(dú)立的PET系統(tǒng)中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)的放射性核素源或在混合PET/CT系統(tǒng)中的一個(gè)專用的CT組件。因此，511-keV光子衰減地圖必須通過(guò)其他途徑生成，由于MR和成像的組織的衰減系數(shù)之間沒(méi)有直接的物理聯(lián)系。然而，沒(méi)有PET量化是不可能的。特別是，一個(gè)包含511-keV光子衰減系數(shù)的地圖在整個(gè)成像體積的每

19、一個(gè)體素中是必須的。這種衰減地圖的計(jì)算是PET/MR總體上的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，并且在心臟PET/CT中可以得知 的缺陷可以大大降低心臟PET結(jié)果。</p><p>　　基于分割，模板或地圖集，或PET發(fā)射數(shù)據(jù)（表二）的幾種MR衰減校正方法目前都在使用?；诜指畹姆椒?，衰減圖分割成不同的組織類型，每一個(gè)組織具有固定的衰減系數(shù)，這是由Huang等人在1981年首先提出的。在這個(gè)既定概念的基礎(chǔ)上，我們對(duì)整個(gè)PET/MR

20、成像提出了分割基于MR的衰減校正。利用水加權(quán)和脂肪加權(quán)從狄克遜先生的序列計(jì)算得出的圖像序列，我們將每一個(gè)體素按照空、肺、脂肪或軟組織進(jìn)行分類。這種掃描通常要求每個(gè)床的時(shí)間是18 s,并在每個(gè)屏氣的期間測(cè)量。皮層質(zhì)骨幾乎不能從這些數(shù)據(jù)中分割出來(lái)，因此，類似于從PET裝置中獲得的全身分割數(shù)據(jù)被忽略了。一個(gè)可以替代的方法便是用T1加權(quán)自旋回波序列碼表示衰減校正。姑也會(huì)通過(guò)這種方法被忽略，但這個(gè)序列可以在較短的時(shí)間內(nèi)成像，但是以在脂肪（）和軟組

21、織（）之間沒(méi)有區(qū)別的代價(jià)?；诜指罴夹g(shù)的限制產(chǎn)生于可以分辨的組織類別的固定標(biāo)準(zhǔn)，和在心臟成像背景下對(duì)于肺組織固定衰減系數(shù)的使用，而這些參數(shù)因患者和肺的位置而不同。此外，在組織衰減低估的結(jié)果中特別是靠近骨架的骨頭明顯被忽略了。在PET/MR和PET/CT腫瘤攝取在5%-15%或高達(dá)23%的范圍具有明顯的差異。此外</p><p>　　基于模板與病人解剖結(jié)構(gòu)模型結(jié)合的方法，對(duì)已知模型的衰減圖進(jìn)行修改以匹配目標(biāo)。在頭部

22、成像的特殊情況下，剛體模型就足夠了，而對(duì)于全身的應(yīng)用，一個(gè)彈性配準(zhǔn)的需要表現(xiàn)出了對(duì)常規(guī)使用的實(shí)施的障礙。另外，如果解剖異常的時(shí)阿特拉斯方法竟可能會(huì)失敗。最近組合模板和分割方法的實(shí)施已經(jīng)證明了全身成像是可行的。</p><p>　　在基于發(fā)射方法衰減校正得到的PET數(shù)據(jù)記錄，它們本身可能提供了在計(jì)算衰減圖所需要的信息。然而，光子散射效應(yīng)限制了這種方法的適用性。不過(guò)，值得考慮的是，采自發(fā)射數(shù)據(jù)的信息能很好的適用于心臟

23、成像的運(yùn)動(dòng)修正。建議使用此種方法來(lái)恢復(fù)截?cái)嗟乃p圖部分。</p><p>　　所有的技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此有人可能會(huì)認(rèn)為，對(duì)PET/MR衰減校正的未來(lái)的優(yōu)化可能需要一種組合的方法。以分割與發(fā)射為基礎(chǔ)的兩種方法結(jié)合的這種方式在比沃格拉夫MMR中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，其中的MR成像系統(tǒng)的視線只有45厘米。但這有可能導(dǎo)致衰減圖的截?cái)?，因?yàn)椴∪说母觳苍趻呙璧臅r(shí)候通常是沿體軸的。然而，對(duì)于這種的適用還沒(méi)有得到擴(kuò)展驗(yàn)證。對(duì)于這個(gè)問(wèn)

24、題的最明顯的解決方法是擴(kuò)展視野，這是一個(gè)具有可喜結(jié)果希望的最新研究。取一個(gè)例子，為我們機(jī)構(gòu)作生存掃描的病人的CT和MR所產(chǎn)生的衰減校正圖以及PET圖像衰減校正結(jié)果描繪如圖一。</p><p>　　最后，一個(gè)額外的散射與衰減源需要包括：位于PET探測(cè)器視線內(nèi)的各種相關(guān)成像組件。這些東西包括病人的床，這比PET/CT一般用的床明顯要大，以及各種固定和可變的線圈。其他干擾對(duì)象包括定位輔助，病人監(jiān)護(hù)設(shè)備，電纜和耳機(jī)，所有

25、的這些都是光子散射和衰減的來(lái)源。事實(shí)上，這些成分在常規(guī)MR序列是看不見(jiàn)的，因此將不利用基于MR的衰減圖，也可能會(huì)影響圖像的均勻化和量化。各種組成部分對(duì)此的貢獻(xiàn)也是大小不同，通常只有床和固定線圈的空間位置準(zhǔn)確地包括在預(yù)先計(jì)算的衰減模型中。硬件廠商為了減少其影響而重新設(shè)計(jì)硬件組件，雖然在較大的患者群體中診斷掃描的影響不確定，但是其影響仍是可測(cè)量到的。在心臟成像的具體情況下，現(xiàn)在初步數(shù)據(jù)在左心室的PET/CT和PET/MR之間可以起到一個(gè)很好

26、的協(xié)議，但在區(qū)域量化中的差異會(huì)影響衰減校正圖被截?cái)?，尤其是病人（?顯示了PET/MR系統(tǒng)的技術(shù)配置）。</p><p><b>　　表二</b></p><p>　　結(jié)合所有實(shí)際目的的衰減校正的四種方法</p><p>　　圖1.衰減校正圖：（A）由MR(上)和CT（下）形成，以及18F-FDG PET圖像衰減校正的結(jié)果。（B）MR衰減校正圖

27、（頂行是短軸和長(zhǎng)軸的圖像）和CT衰減校正圖（底排是短軸和長(zhǎng)軸的圖像）。MR衰減校正圖中被截?cái)嗟氖直鄄糠直怀晒Φ鼗謴?fù)了，但 值稍微有點(diǎn)不均勻。病人是那些為我們機(jī)構(gòu)進(jìn)行18F-FDG活性測(cè)試的病人。</p><p><b>　　工作流程</b></p><p>　　衰減校正對(duì)于PET圖像的量化是一個(gè)必要的先決條件，因此，然而得到的是在發(fā)射和“傳輸”之間的校準(zhǔn)是必不可少的。

28、特別是對(duì)于心臟PET/CT的建立，正確的路線關(guān)鍵是避免假陽(yáng)性結(jié)果產(chǎn)生，這些假陽(yáng)性結(jié)果是由于在2次掃描之間的病人的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，或是由于身體的移動(dòng)產(chǎn)生的心臟和胸部的內(nèi)在運(yùn)動(dòng)。方便的是MR衰減掃描很容易在大量運(yùn)動(dòng)的情況下重復(fù)，因?yàn)槠陂g沒(méi)有電離輻射的參與。此外，在我們幾十天測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在整個(gè)呼吸周期18s中獲得的MR衰減校正與在許多呼吸周期中獲得PET的校準(zhǔn)在很多情況下均很好。</p><p>　　雖然這些考慮與連續(xù)

29、PET/MR成像獲得有聯(lián)系，但同樣的運(yùn)動(dòng)在同步獲得中也會(huì)發(fā)生。應(yīng)當(dāng)指出的是到目前為止，MR成像仍是一種連續(xù)成像技術(shù)，包含數(shù)據(jù)量的個(gè)人成像是連續(xù)采集的，對(duì)于高分辨率MR成像中的肺灌注成像每片采集時(shí)間從50ms到幾次呼吸周期。相比之下，PET獲取有充分的容量，根據(jù)協(xié)議，PET具有典型的范圍為5s到20min的幀長(zhǎng)度；幀周期最終取決于放射性示蹤劑濃度，也即是計(jì)數(shù)率。對(duì)于心臟混合PET/MR成像另一個(gè)需要考慮的是在多次呼吸周期中獲得高分辨率掃描

30、。由于屏氣的時(shí)間是有限的，換位片數(shù)據(jù)量的建設(shè)便具有挑戰(zhàn)性。然而，因?yàn)閷?duì)于病人來(lái)說(shuō)保持連續(xù)屏氣的方法是不方便的，MR社區(qū)在積極的發(fā)展所謂的自由呼吸序列，其中的掃描通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)病人實(shí)際運(yùn)動(dòng)觸發(fā)或通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)校正軟件。這種新的序列有望于顯著改善PET和MR成像之間校準(zhǔn)，從而協(xié)同促進(jìn)閱看。同時(shí)成像方案可能應(yīng)用于心肌灌注顯像。具有較好的生理特性，好的空間覆蓋的PET示蹤劑和適中的空間分辨率的結(jié)合可以輔助在有限的空間范圍和最理想的造影劑性能的

31、情況下的高分率首過(guò)MR成像。在這種情況下，示蹤劑和造影劑在同一個(gè)通常為60s的時(shí)間窗里相同心臟應(yīng)激條件</p><p>　　從工作流程上考慮，并行PET/MR成像，相對(duì)于同時(shí)而言，展現(xiàn)了在PET和MR成像序列采集方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。后者在病人和后勤需求方面是不方便的，同時(shí)也是比較費(fèi)時(shí)的，兩種檢查通常需要30-60分鐘，這還是取決于PET示蹤劑和MR協(xié)議的復(fù)雜度。因此，并行PET/MR需要更好地服務(wù)于患者，特別是對(duì)

32、于那些患有隱晦疾病不能屏氣的患者，此外，更高的效率將提高成本效益。工作流程如圖2所示。</p><p>　　圖2.PET/MR在心臟研究方面肯可能的流程，其中有儀器時(shí)間的要求。勞動(dòng)力會(huì)減少而工作效率會(huì)提高。MR成像在白框中顯示，PET成像在綠框中顯示。</p><p><b>　　初始經(jīng)驗(yàn)和潛在應(yīng)用</b></p><p>　　冠狀動(dòng)脈疾病（C

33、AD）的檢測(cè)和鑒定</p><p>　　在心臟病學(xué)，PET成像仍是頻繁的使用于阻塞性CAD的診斷。該方法具有較高的靈敏性和90%左右的特異性，也被證明有準(zhǔn)確預(yù)后和良好的病人管理方面的價(jià)值。特別是，當(dāng)患者在最佳治療，血運(yùn)重建或是強(qiáng)化藥物治療是，通過(guò)PET心肌灌注成像來(lái)確定心肌缺血程度具有預(yù)后的意義。MR在阻塞性CAD方面也有很大的應(yīng)用潛力。冠狀動(dòng)脈狹窄可以通過(guò)在如DTPA的一種快速靜脈注射釓造影劑后得到的首過(guò)MR成

34、像檢測(cè)出來(lái)，具有91%的靈敏性和81%的特異性。</p><p>　　PET/MR同時(shí)采集現(xiàn)在允許在同一的休息和壓力條件下每個(gè)模態(tài)的性能診斷的直接比較，因此有助于兩種技術(shù)診斷性能和技術(shù)應(yīng)用的交叉驗(yàn)證和細(xì)化。此外，通過(guò)MR獲得的形態(tài)信息，如MR血管造影或LGE，以及通過(guò)PET獲得的功能成像，如灌注，將可能有助于在心外膜狹窄和微血管功能障礙之間或是疤痕和功能失調(diào)但存活的心肌之間的鑒別。圖3展現(xiàn)了我們機(jī)構(gòu)的一個(gè)事例，在

35、這個(gè)事例中心肌灌注是通過(guò)使用比沃格拉夫MMR和完全集成的系統(tǒng)同時(shí)對(duì)PET和MR進(jìn)行評(píng)估。</p><p>　　圖3：使用比沃格拉夫MMR的一個(gè)完全集成的PET/MR系統(tǒng)的同時(shí)采集的心肌灌注成像。這種動(dòng)態(tài)的圖解顯示了13NH3 PET灌注（上），釓-DTPA MR灌注（下）和這兩種方法在中室片的配準(zhǔn)（中）。</p><p>　　確定和疑似心肌病的診斷</p><p>

36、　　從非缺血性心肌到缺血性心肌的分化。心力衰竭患者是根據(jù)他們疾病的病因進(jìn)行分類的。對(duì)于心肌病的分化，最先進(jìn)的治療和準(zhǔn)確預(yù)后、無(wú)創(chuàng)、圖像都是很重要的。雖然沒(méi)有一個(gè)單一的成像方式可以提供所有必要的信息，但PET和MR為病人的檢查都提供了各自的好處。</p><p>　　因此，通過(guò)MR對(duì)疤痕組織的程度和準(zhǔn)確定位的評(píng)估是同時(shí)的，以及通過(guò)PET對(duì)組織灌注和葡萄糖代謝的評(píng)估也是同時(shí)的，這便提高了對(duì)潛在疾病的識(shí)別。</p

37、><p>　　存活心肌的評(píng)估?；诖婊钚募ET成像的基本原理是，缺氧缺血會(huì)引起心肌代謝從游離脂肪酸氧化到葡萄糖利用的改變。慢性腦灌注不足或是出現(xiàn)驚人重復(fù)的心肌，它會(huì)帶來(lái)一種稱為休眠的狀態(tài)，這表明了慢性功能障礙和向葡萄糖代謝的已知轉(zhuǎn)變。在缺血性損害組織的葡萄糖利用與較差的結(jié)果有聯(lián)系，并且不匹配范圍的程度有治療方面的意義。存活但功能失調(diào)的心肌在血運(yùn)重建術(shù)后有恢復(fù)的潛力。用于評(píng)估存活心肌的所有不同方法中，18F-FDG

38、PET被認(rèn)為是黃金標(biāo)準(zhǔn)。一些研究的結(jié)果表明18F-FDG PET的價(jià)值，它能基于改善LV功能的預(yù)測(cè)來(lái)確認(rèn)受益于血運(yùn)重建的患者。</p><p>　　一個(gè)有關(guān)病人心肌梗死后的延遲增強(qiáng)MR和基于18F-FDG PET的活力評(píng)估的例子如圖4所示。</p><p>　　炎性和浸潤(rùn)性心肌?。ㄐ募⊙缀徒Y(jié)節(jié)?。?。心肌炎是由多種感染（主要是病毒，也可能是細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物或是寄生蟲），自身免疫過(guò)程，過(guò)敏

39、反應(yīng)或是心臟藥物治療而引起的炎癥性疾病。雖然侵入心內(nèi)膜心肌活檢是診斷心肌炎的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但MR越來(lái)越多地應(yīng)用于這一目的。使用這中技術(shù)的第一個(gè)案例是由Gagliardi等人在1991年提出的，從那以后，不同的協(xié)議便建立了，在MR成像中，基于如壁運(yùn)動(dòng)異常、心包積液、壁室增厚和LV質(zhì)量變化的檢測(cè)可以確定心臟的功能和形態(tài)異常范圍。然而，MR成像也適用于在心肌炎的組織病理異常成像，如水腫（T2加權(quán)圖像）、充血或毛細(xì)血管滲漏（早期釓增強(qiáng)T1加權(quán)圖像）

40、、壞死或纖維化（晚期釓增強(qiáng)T1加權(quán)圖像）。包含了194例患者和Friedrich等人的分析表明了MR成像在至少2種基于上述組織標(biāo)準(zhǔn)情況下，陽(yáng)性診斷準(zhǔn)確率為78%。</p><p>　　如圖5所示的是顯示患有結(jié)節(jié)病的患者心臟活躍度的PET/MR圖像。</p><p>　　因此，來(lái)自混合PET/MR的集成信息不僅可以通過(guò)LGE來(lái)評(píng)估受影響心肌的數(shù)量，還有助于對(duì)于病期的判斷，另外也可能對(duì)治療指導(dǎo)

41、是有價(jià)值的。</p><p>　　先進(jìn)的分子成像技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　急性心肌梗死后的炎癥反應(yīng)。對(duì)于在心肌梗死后的心肌重塑預(yù)測(cè)的能力對(duì)于治療指導(dǎo)具有重要的意義。心肌梗死急性期后，受損的組織會(huì)有一個(gè)愈合的過(guò)程，包括炎癥、血管生成、成纖維細(xì)胞增值和膠原沉積。越來(lái)越多的證據(jù)表明在心肌梗死后早期嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致逆向重構(gòu)或會(huì)直接影響預(yù)后效果。這種炎癥反應(yīng)只要是通過(guò)單細(xì)胞不同亞群引起的。

42、近日，李某等人證實(shí)了在小鼠身上通過(guò)PET/MR對(duì)這種炎癥反應(yīng)的無(wú)創(chuàng)量化是可行的。我們也描述了在心肌梗死區(qū)的強(qiáng)烈18F-FDG 攝取的類似模式，盡管在短暫性腦缺血性大鼠中有透的LGE的存在。此外，我們也觀察了在相同模式下的那些有急性心肌梗死早期的病人在空腹?fàn)顟B(tài)下的掃描情況（圖6）。因此，PET/MR在解釋在心肌梗死后的復(fù)雜的病理生理愈合過(guò)程上有巨大的潛力，也可能有助于人體左心室重塑的預(yù)測(cè)。</p><p>　　圖4

43、.具有心肌梗死病史的病人的延遲增強(qiáng)圖像（上），基于18F-FDG PET的活力評(píng)估（下），配準(zhǔn)圖像（中）。圖像均是在正常血糖高胰島素鉗下獲得的。在MR圖像中，可以看出前壁和心尖的心內(nèi)膜下的增強(qiáng)。在PET圖像中，可以很好看出18F-FDG在這邪惡區(qū)域的攝取量是降低的。</p><p>　　圖5.疑似有心臟結(jié)節(jié)病的病人的PET/MR圖像。在四腔心切面中，片狀晚期釓增強(qiáng)可以在基壁的側(cè)壁觀察到（左）。在這個(gè)區(qū)域，葡萄糖代

44、謝增加（中）和心肌灌注降低（右）預(yù)示著炎癥的產(chǎn)生。同時(shí)，在雙側(cè)肺門淋巴結(jié)可見(jiàn)18F-FDG攝取量的增加。</p><p>　　圖6：來(lái)自于由于心肌梗死引起的血運(yùn)重建的早期禁食病人的延遲增強(qiáng)MR圖像（上）和延遲增強(qiáng)MR和18F-FDG PET配準(zhǔn)圖像（下）。在MR圖像，基底下壁心內(nèi)膜增強(qiáng)是可見(jiàn)的（箭）。18F-FDG PET圖像顯示了在相應(yīng)區(qū)域的吸收增加（箭頭）。</p><p>　　動(dòng)脈粥

45、樣硬化。在心臟領(lǐng)域一種新興的MR應(yīng)用可能不是在CAD的初步診斷上，而是在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊更緊密的表征上。Fayad等人表明了人類心臟斑塊第一時(shí)間成像是可行的。冠狀動(dòng)脈的直接可視化從而使壁厚的評(píng)估成為可能。研究表明，MR成像能夠描述幾個(gè)生化相關(guān)參數(shù)，如在斑塊中的水分含量、化學(xué)成分、物理狀態(tài)和分子運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　干細(xì)胞治療。由于心肌梗死后心肌細(xì)胞的死亡，受影響的心肌會(huì)發(fā)生收縮和功能的喪失，從而可能導(dǎo)致心臟

46、衰竭。干細(xì)胞移植是經(jīng)常提到的一種有前途的心肌再生的治療方法。然而，臨床前研究表明只有一小部分的移植細(xì)胞在心肌內(nèi)。PET/MR成像有助于我們更好的了解細(xì)胞移植的細(xì)胞和分子機(jī)制。同時(shí)，改進(jìn)的細(xì)胞療法可能使此新技術(shù)得到驗(yàn)證。Higuchi等人的研究表明PET和MR成像的結(jié)合適用于移植細(xì)胞的定位和存活的記錄。在這項(xiàng)研究中，人體內(nèi)皮原細(xì)胞通過(guò)用于MR造影的氧化鐵納米粒子進(jìn)行標(biāo)記，通過(guò)一種人體鈉碘轉(zhuǎn)運(yùn)體的病毒載體進(jìn)行改變，然后注射到缺乏正常免疫系統(tǒng)

47、的大鼠的健康的心肌內(nèi)。盡管MR成像被證明非常的適用于移植細(xì)胞的初始定位和左心室形態(tài)表征，使用作為人體鈉碘轉(zhuǎn)運(yùn)體的培養(yǎng)基的的PET成像對(duì)于存活的細(xì)胞的成像是特異的；這種氧化鐵顆粒在移植細(xì)胞死亡后會(huì)被巨噬細(xì)胞吞噬，這樣的MR信號(hào)代表細(xì)胞死亡。據(jù)報(bào)道，基因成像概念在大型動(dòng)物上是可行的，但卻很少有用于人類身上的記錄。</p><p>　　這些研究提供的證據(jù)表明，PET/MR混合成像有望于成為用于基于細(xì)胞和基因的治療方法的

48、研究工具并最終在臨床上得到應(yīng)有。</p><p>　　血管生成。血管生成在急性心肌梗死后似乎發(fā)揮了舉足輕重的作用。左心室重塑的預(yù)測(cè)可能需要18F乳-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD），一種與整合素受體結(jié)合的PET示蹤劑的輔助。整合素對(duì)于細(xì)胞遷移和細(xì)胞增殖、存活和分化的調(diào)控有著重要的作用。18F-乳-RGD在動(dòng)物和人類的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，能夠?qū)π募」Ｋ篮笳纤剡M(jìn)行無(wú)創(chuàng)評(píng)估。最近，Sherif等人發(fā)表了一篇關(guān)于在用結(jié)扎左冠

49、狀動(dòng)脈前降支的大鼠心肌梗死后早期梗死區(qū)域的整合素的報(bào)道。有趣的是，在梗死區(qū)18F-乳-RGD吸收量的增加似乎是一個(gè)作為MR評(píng)估沒(méi)有后續(xù)左心室重塑的預(yù)測(cè)。然而，對(duì)于這種示蹤劑的評(píng)價(jià)還需進(jìn)一步的研究。</p><p>　　PER/MR為這些在一次的掃描中通過(guò)LGE判斷疤痕程度，左心室功能和整合素表達(dá)評(píng)估能力的過(guò)程詳細(xì)調(diào)查提供了理想平臺(tái)。</p><p><b>　　結(jié)論</b&

50、gt;</p><p>　　在本文中，我們把重點(diǎn)放在了心臟成像中的應(yīng)用，其中PET和MR成像通常都用于臨床或是臨床前研究已經(jīng)驗(yàn)證的應(yīng)用程序。同時(shí)，我們提出了我們?cè)赑ET/MR在心臟病學(xué)領(lǐng)域的初步經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)于此種成像方式的未來(lái)前景評(píng)估的預(yù)測(cè)。</p><p>　　表4總結(jié)了PET/MR優(yōu)勢(shì)特征和它在心臟病學(xué)的潛在應(yīng)用。MR和PET都能獨(dú)立廣泛的適用于CAD患者灌注和組織活力的評(píng)估。然而，他

51、們沒(méi)有明顯的臨床特征或應(yīng)用，因而定義了集成的PET/MR儀器的使用。除了尋找最終的臨床常規(guī)應(yīng)用，PET/MR呈現(xiàn)了一個(gè)有吸引力的研究平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)提供了心血管疾病的綜合表現(xiàn)。使用集成的PET/MR儀器的并行成像允許在一個(gè)或相同的生理?xiàng)l件下新的成像方法的簡(jiǎn)單交叉驗(yàn)證。很明顯的是，PET/MR會(huì)增加工作流程的復(fù)雜性，雖然它有很大的技術(shù)難點(diǎn)，但它可以通過(guò)避免基于CT的衰減校正來(lái)減少輻射。最后，PET/MR最大的優(yōu)勢(shì)在于在兩個(gè)通道的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集

52、基礎(chǔ)上的提供多模式定量成像參數(shù)的能力。MR成像提供的連續(xù)運(yùn)動(dòng)校正可能大幅度提高了區(qū)域PET示蹤劑攝取量。提到配準(zhǔn)，幾乎同時(shí)的生理和生物測(cè)量已使PET/MR成為在心臟方面最為精密的定量成像，即使這些應(yīng)用還處于初始階段。</p><p>　　作為PET輔助的MR對(duì)比CT在經(jīng)濟(jì)方面需要考慮。PET/MR是目前正進(jìn)入常規(guī)臨床實(shí)踐，但它仍然不能明確的是PET/MR是否能夠?yàn)槌上裱芯刻峁㏄ET/CT所不能滿足的額外的價(jià)值或額

53、外的需求。因此，對(duì)于PET/MR高昂的收購(gòu)成本是否需要長(zhǎng)期才能付清的問(wèn)題還有待證實(shí)。然而，我們希望分子成像和心臟性能的極好功能特性的結(jié)合有助于判定心力衰竭和開發(fā)組織恢復(fù)和治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)參數(shù)。這種復(fù)雜的研究應(yīng)用的結(jié)果將會(huì)定義新的臨床適應(yīng)癥，這需要對(duì)作為替代在心臟病學(xué)現(xiàn)有的成像方法的方法進(jìn)行優(yōu)越和成本效益的驗(yàn)證。</p><p><b>　　表4</b></p><p>

54、　　PET/MR的優(yōu)勢(shì)特征和在心臟領(lǐng)域的應(yīng)用</p><p><b>　　感謝</b></p><p>　　本文是在很多工作人員的幫助下完成的，但我們想特別感謝Shelley Zhang和Swbastian Furst有價(jià)值的信息參考，Sylvia Schachoff和Brigitte Dzewas在PET/MR收購(gòu)期間的技術(shù)援助，以及Dr.Paul Cumming專