2013年--生物醫(yī)學(xué)工程外文翻譯--petmr一體機心臟成像潛在價值，初步經(jīng)驗及未來前景（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一體機心臟成像：潛在價值，初步經(jīng)驗及未來前景</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：

4、 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　完 成 日 期： </p><p>　　PET/MR一體機心臟成像：潛在價值，初步經(jīng)驗以及未來前景</p><p>　　Christoph Risc

5、hpler, Stephan G. Nekolla, Isabel Dregely,</p><p>　　and Markus Schwaiger</p><p>　　德國慕尼黑慕尼黑技術(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，同時也證明了它們對于常規(guī)核醫(yī)學(xué)的診斷具有重要的價值。PET/MR結(jié)

6、合的掃描儀的設(shè)計是一個非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)，也是近來引入市場的設(shè)備。我們對這些掃描儀的性能期望一直很高，尤其是MR（磁共振）對于優(yōu)越組織有較好對比度的潛力，以及與PET結(jié)合的多參數(shù)的功能成像的潛在價值。然而，這些新的系統(tǒng)是否會給心臟領(lǐng)域帶來額外的價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)上的獨特潛在價值。</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（計算機斷層成像）、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。在臨床核醫(yī)學(xué)儀器中，對PET/CT儀器的需求顯著增加，原因是它相對病變的解剖定位的混合成像具有顯著的優(yōu)勢。雖然這些優(yōu)點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、為這些掃描儀對腫瘤以外診斷提供了機會，如在心臟成像領(lǐng)域方面。此外，CT圖像對于快速衰減校對是很有必要的，這對心肌灌注顯像的量化具有特別的重要性。通過合適的CT組件和成像協(xié)議的改進(jìn)，我們現(xiàn)在通過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?；赑ET/CT這一經(jīng)驗，我們把在新的PET/MR掃描儀性能設(shè)計審查技術(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)勢和不足</p><p>　　MR相對CT最主要的優(yōu)勢是有較高的軟組織對比度，以及對病人的輻射量的減少。衰減校正圖對于基于生理參數(shù)的PET的區(qū)域化是必不可少的，通過MR可以在沒有電離輻射的條件下獲得其他信息。為了降低來自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，對于心臟應(yīng)激-休息掃描大約為0.8毫西弗特。</p><p>　　同時，對于MRI成像的電磁領(lǐng)域呈現(xiàn)了一個重要的缺點，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，或機械心臟瓣膜。對于這些患者，PET/CT是無創(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，但是CT已成為了無創(chuàng)冠狀動脈造影最常用的技術(shù)。它是快速而又容易執(zhí)行的。同時，用低電壓對前瞻性心電門控冠狀動脈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。盡管從最初的報道中可以看出MR血管造影有了長足的進(jìn)步，但由于在一個合適的掃描時間內(nèi)心臟，呼吸和病人運動所造成的偽影以及在保持高的血管組織對比的同時對高空間分辨率以及高信噪比的需求下對于MR采集仍然是目前一大技術(shù)挑戰(zhàn)。</p><p>　　對于左心室

12、（LV）功能的評估，磁共振成像所代表的金標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被廣泛驗證。MR能較準(zhǔn)確地完成功能參數(shù)的測定，例如左心室的容積、質(zhì)量、射血分?jǐn)?shù)、局部室壁運動和心肌肥厚。盡管基于CT的左心室功能評估與MR相近，但對于患者的輻射劑量仍然是一個重大的問題。</p><p>　　另外需要重要強調(diào)的一點是造影劑的應(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，通過測定心肌和血液的T1和一種稱為動脈自旋標(biāo)記磁共振成像技術(shù)。盡管這種技術(shù)被證明在評價無造影劑下的心肌灌注有潛在優(yōu)勢，一個優(yōu)勢便是可能會有特殊的價值在有晚期腎病的患者身上或當(dāng)串行測量必需時，它是遠(yuǎn)離常規(guī)的臨床實

14、踐。雖然對于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對于檢測缺血是不可行的。</p><p>　　雖然基于簡單的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，磁共振波譜在評價存活心肌和檢測心肌缺血方面有著較好的前景。MR另一個有趣的特征是擴散頻譜成像跟蹤技術(shù)。這種成像方式，首次實現(xiàn)對大腦的研究，同時也成為心臟病學(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，CT是快速和容易執(zhí)行的，而MR協(xié)議通常是時間需求和需要患者有好的依從性。此外，特別是對新開發(fā)的PET/MR成像協(xié)議，來自不同專業(yè)的訓(xùn)練有素的人員之間良好的互動是一個先決條件。表一概述了作為PET輔助的MR和CT的一般優(yōu)點和缺點。</p><p><b>　　表一</b></p><p>　　作為PET輔助的MR和CT的一般優(yōu)點和不足</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)相對于PET/CT或獨立的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)計都是缺少了先前用于衰減校正的方法，也就是說，在獨立的PET系統(tǒng)中的一個旋轉(zhuǎn)的放射性核素源或在混合PET/CT系統(tǒng)中的一個專用的CT組件。因此，511-keV光子衰減地圖必須通過其他途徑生成，由于MR和成像的組織的衰減系數(shù)之間沒有直接的物理聯(lián)系。然而，沒有PET量化是不可能的。特別是，一個包含511-keV光子衰減系數(shù)的地圖在整個成像體積的每

19、一個體素中是必須的。這種衰減地圖的計算是PET/MR總體上的一個重大挑戰(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。基于分割的方法，衰減圖分割成不同的組織類型，每一個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。在這個既定概念的基礎(chǔ)上，我們對整個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算得出的圖像序列，我們將每一個體素按照空、肺、脂肪或軟組織進(jìn)行分類。這種掃描通常要求每個床的時間是18 s,并在每個屏氣的期間測量。皮層質(zhì)骨幾乎不能從這些數(shù)據(jù)中分割出來，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。姑也會通過這種方法被忽略，但這個序列可以在較短的時間內(nèi)成像，但是以在脂肪（）和軟組

21、織（）之間沒有區(qū)別的代價。基于分割技術(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，而對于全身的應(yīng)用，一個彈性配準(zhǔn)的需要表現(xiàn)出了對常規(guī)使用的實施的障礙。另外，如果解剖異常的時阿特拉斯方法竟可能會失敗。最近組合模板和分割方法的實施已經(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，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、成像的運動修正。建議使用此種方法來恢復(fù)截斷的衰減圖部分。</p><p>　　所有的技術(shù)都有其優(yōu)點和缺點，因此有人可能會認(rèn)為，對PET/MR衰減校正的未來的優(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)致衰減圖的截斷，因為病人的胳膊在掃描的時候通常是沿體軸的。然而，對于這種的適用還沒有得到擴展驗證。對于這個問

24、題的最明顯的解決方法是擴展視野，這是一個具有可喜結(jié)果希望的最新研究。取一個例子，為我們機構(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，一個額外的散射與衰減源需要包括：位于PET探測器視線內(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。其他干擾對象包括定位輔助，病人監(jiān)護(hù)設(shè)備，電纜和耳機，所有

25、的這些都是光子散射和衰減的來源。事實上，這些成分在常規(guī)MR序列是看不見的，因此將不利用基于MR的衰減圖，也可能會影響圖像的均勻化和量化。各種組成部分對此的貢獻(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)先計算的衰減模型中。硬件廠商為了減少其影響而重新設(shè)計硬件組件，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之間可以起到一個很好

26、的協(xié)議，但在區(qū)域量化中的差異會影響衰減校正圖被截斷，尤其是病人（表3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、（頂行是短軸和長軸的圖像）和CT衰減校正圖（底排是短軸和長軸的圖像）。MR衰減校正圖中被截斷的手臂部分被成功地恢復(fù)了，但 值稍微有點不均勻。病人是那些為我們機構(gòu)進(jìn)行18F-FDG活性測試的病人。</p><p><b>　　工作流程</b></p><p>　　衰減校正對于PET圖像的量化是一個必要的先決條件，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、特別是對于心臟PET/CT的建立，正確的路線關(guān)鍵是避免假陽性結(jié)果產(chǎn)生，這些假陽性結(jié)果是由于在2次掃描之間的病人的絕對運動，或是由于身體的移動產(chǎn)生的心臟和胸部的內(nèi)在運動。方便的是MR衰減掃描很容易在大量運動的情況下重復(fù)，因為期間沒有電離輻射的參與。此外，在我們幾十天測試經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在整個呼吸周期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，但同樣的運動在同步獲得中也會發(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)量的個人成像是連續(xù)采集的，對于高分辨率MR成像中的肺灌注成像每片采集時間從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的幀長度；幀周期最終取決于放射性示蹤劑濃度，也即是計數(shù)率。對于心臟混合PET/MR成像另一個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，因為對于病人來說保持連續(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，其中的掃描通過運動傳感器檢測病人實際運動觸發(fā)或通過使用運動校正軟件。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MR成像。在這種情況下，示蹤劑和造影劑在同一個通常為60s的時間窗里相同心臟應(yīng)激條件</p><p>　　從工作流程上考慮，并行PET/MR成像，相對于同時而言，展現(xiàn)了在PET和MR成像序列采集方面具有顯著的優(yōu)勢。后者在病人和后勤需求方面是不方便的，同時也是比較費時的，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

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，其中有儀器時間的要求。勞動力會減少而工作效率會提高。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)驗和潛在應(yīng)用</b></p><p>　　冠狀動脈疾?。–

33、AD）的檢測和鑒定</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值。特別是，當(dāng)患者在最佳治療，血運重建或是強化藥物治療是，通過PET心肌灌注成像來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。冠狀動脈狹窄可以通過在如DTPA的一種快速靜脈注射釓造影劑后得到的首過MR成

34、像檢測出來，具有91%的靈敏性和81%的特異性。</p><p>　　PET/MR同時采集現(xiàn)在允許在同一的休息和壓力條件下每個模態(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)用的交叉驗證和細(xì)化。此外，通過MR獲得的形態(tài)信息，如MR血管造影或LGE，以及通過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)了我們機構(gòu)的一個事例，在

35、這個事例中心肌灌注是通過使用比沃格拉夫MMR和完全集成的系統(tǒng)同時對PET和MR進(jìn)行評估。</p><p>　　圖3：使用比沃格拉夫MMR的一個完全集成的PET/MR系統(tǒng)的同時采集的心肌灌注成像。這種動態(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。對于心肌病的分化，最先進(jìn)的治療和準(zhǔn)確預(yù)后、無創(chuàng)、圖像都是很重要的。雖然沒有一個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MR對疤痕組織的程度和準(zhǔn)確定位的評估是同時的，以及通過PET對組織灌注和葡萄糖代謝的評估也是同時的，這便提高了對潛在疾病的識別。</p

37、><p>　　存活心肌的評估。基于存活心肌PET成像的基本原理是，缺氧缺血會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，它會帶來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)的心肌在血運重建術(shù)后有恢復(fù)的潛力。用于評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的價值，它能基于改善LV功能的預(yù)測來確認(rèn)受益于血運重建的患者。</p><p>　　一個有關(guān)病人心肌梗死后的延遲增強MR和基于18F-FDG PET的活力評估的例子如圖4所示。</p><p>　　炎性和浸潤性心肌?。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、原生動物或是寄生蟲），自身免疫過程，過敏

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越來越多地應(yīng)用于這一目的。使用這中技術(shù)的第一個案例是由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，基于如壁運動異常、心包積液、壁室增厚和LV質(zhì)量變化的檢測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T1加權(quán)圖像）

40、、壞死或纖維化（晚期釓增強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，來自混合PET/MR的集成信息不僅可以通過LGE來評估受影響心肌的數(shù)量，還有助于對于病期的判斷，另外也可能對治療指導(dǎo)

41、是有價值的。</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)。對于在心肌梗死后的心肌重塑預(yù)測的能力對于治療指導(dǎo)具有重要的意義。心肌梗死急性期后，受損的組織會有一個愈合的過程，包括炎癥、血管生成、成纖維細(xì)胞增值和膠原沉積。越來越多的證據(jù)表明在心肌梗死后早期嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)會導(dǎo)致逆向重構(gòu)或會直接影響預(yù)后效果。這種炎癥反應(yīng)只要是通過單細(xì)胞不同亞群引起的。

42、近日，李某等人證實了在小鼠身上通過PET/MR對這種炎癥反應(yīng)的無創(chuàng)量化是可行的。我們也描述了在心肌梗死區(qū)的強烈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。</p><p>　　圖4

43、.具有心肌梗死病史的病人的延遲增強圖像（上），基于18F-FDG PET的活力評估（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。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，片狀晚期釓增強可以在基壁的側(cè)壁觀察到（左）。在這個區(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，在雙側(cè)肺門淋巴結(jié)可見18F-FDG攝取量的增加。</p><p>　　圖6：來自于由于心肌梗死引起的血運重建的早期禁食病人的延遲增強MR圖像（上）和延遲增強MR和18F-FDG PET配準(zhǔn)圖像（下）。在MR圖像，基底下壁心內(nèi)膜增強是可見的（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間成像是可行的。冠狀動脈的直接可視化從而使壁厚的評估成為可能。研究表明，MR成像能夠描述幾個生化相關(guān)參數(shù)，如在斑塊中的水分含量、化學(xué)成分、物理狀態(tài)和分子運動。</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)胞和分子機制。同時，改進(jìn)的細(xì)胞療法可能使此新技術(shù)得到驗證。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。在這項研究中，人體內(nèi)皮原細(xì)胞通過用于MR造影的氧化鐵納米粒子進(jìn)行標(biāo)記，通過一種人體鈉碘轉(zhuǎn)運體的病毒載體進(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)運體的培養(yǎng)基的的PET成像對于存活的細(xì)胞的成像是特異的；這種氧化鐵顆粒在移植細(xì)胞死亡后會被巨噬細(xì)胞吞噬，這樣的MR信號代表細(xì)胞死亡。據(jù)報道，基因成像概念在大型動物上是可行的，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在動物和人類的實驗環(huán)境下，能夠?qū)π募」Ｋ篮笳纤剡M(jìn)行無創(chuàng)評估。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)域的整合素的報道。有趣的是，在梗死區(qū)18F-乳-RGD吸收量的增加似乎是一個作為MR評估沒有后續(xù)左心室重塑的預(yù)測。然而，對于這種示蹤劑的評價還需進(jìn)一步的研究。</p><p>　　PER/MR為這些在一次的掃描中通過LGE判斷疤痕程度，左心室功能和整合素表達(dá)評估能力的過程詳細(xì)調(diào)查提供了理想平臺。</p><p><b>　　結(jié)論</b&

50、gt;</p><p>　　在本文中，我們把重點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)驗證的應(yīng)用程序。同時，我們提出了我們在PET/MR在心臟病學(xué)領(lǐng)域的初步經(jīng)驗，以及對于此種成像方式的未來前景評估的預(yù)測。</p><p>　　表4總結(jié)了PET/MR優(yōu)勢特征和它在心臟病學(xué)的潛在應(yīng)用。MR和PET都能獨立廣泛的適用于CAD患者灌注和組織活力的評估。然而，他

51、們沒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)了一個有吸引力的研究平臺，這個平臺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或相同的生理條件下新的成像方法的簡單交叉驗證。很明顯的是，PET/MR會增加工作流程的復(fù)雜性，雖然它有很大的技術(shù)難點，但它可以通過避免基于CT的衰減校正來減少輻射。最后，PET/MR最大的優(yōu)勢在于在兩個通道的動態(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)運動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)，幾乎同時的生理和生物測量已使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)臨床實踐，但它仍然不能明確的是PET/MR是否能夠為成像研究提供PET/CT所不能滿足的額外的價值或額

53、外的需求。因此，對于PET/MR高昂的收購成本是否需要長期才能付清的問題還有待證實。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)測參數(shù)。這種復(fù)雜的研究應(yīng)用的結(jié)果將會定義新的臨床適應(yīng)癥，這需要對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)越和成本效益的驗證。</p><p><b>　　表4</b></p><p>

54、　　PET/MR的優(yōu)勢特征和在心臟領(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有價值的信息參考，Sylvia Schachoff和Brigitte Dzewas在PET/MR收購期間的技術(shù)援助，以及Dr.Paul Cumming專