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PET/MR 前瞻探索系列—河南省人民医院 uPMR 790 装机三周年科研成果分享

PET/MR 前瞻探索系列—河南省人民医院 uPMR 790 装机三周年科研成果分享 uInnovation
2023-03-15
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河南省人民医院王梅云团队引领肺部疾病影像研究新突破

基于联影PET/MR与uEXPLORER技术,多项研究成果登顶国际权威期刊

近年来,国内核医学与分子影像领域快速发展,在肺部疾病诊疗方面取得显著进展。河南省人民医院影像中心主任王梅云教授团队依托联影一体化PET/MR uPMR 790及Total-body PET-CT uEXPLORER设备,围绕新冠肺炎、肺癌诊断与分型等关键临床问题开展系列高水平研究,成果发表于《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》《Journal of Nuclear Medicine》《Journal of Magnetic Resonance Imaging》等国际顶级期刊,推动我国肺部疾病影像学研究迈向国际前沿。

全球首例PET/MR应用于重型新冠肺炎患者全身影像评估

新冠肺炎不仅影响肺部,还可能累及心脏、脑、肝脏等多个器官。传统影像手段如CT和DR主要用于肺部病变检测,难以全面评估多器官功能损伤。王梅云团队率先采用联影“时空一体”超清TOF PET/MR uPMR 790,完成全球首例重型新冠患者的全身多模态影像研究,并发表于《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》(IF=10.057)。

该研究纳入一名57岁男性重症患者,入院8天后出现胸闷心悸症状。PET/CT显示纵隔淋巴结与肝脏代谢增高,为进一步明确病因,团队实施PET/MR扫描。结果显示:肺内无代谢异常;脑部未见病毒性脑损伤;心脏结构与功能正常;肝实质呈弥漫性FDG代谢升高。研究证实,尽管ACE2受体广泛分布,但器官受累具有个体差异性,提示需结合功能影像进行精准评估。

此次科研响应由联影中央研究院在72小时内完成技术支持落地,相关成果获邀在ISMRM 2020国际会议上报告,向全球展示中国在新冠影像学领域的领先探索。

图1. 基于联影uPMR790采集的全球首例新冠肺炎患者PET/MR全身扫描图像

图2. 王梅云主任受邀参加ISMRM 2020,介绍PET/MR在新冠肺炎中的价值

uEXPLORER助力uPMR 790提升PET/MR图像质量

联影Total-body PET-CT uEXPLORER凭借超高灵敏度与分辨率,为动态参数成像提供技术支撑。王梅云团队联合联影研发团队开展“短时全身影态参数成像”研究,成果发表于《Journal of Nuclear Medicine》(IF=11.082),验证了使用uEXPLORER在10分钟内实现Ki值定量评估的可行性,有望推动参数化成像进入常规临床应用。

研究进一步利用uEXPLORER高清PET图像作为参考标准,通过人工智能算法优化uPMR 790的PET图像质量,显著提升信噪比与细节分辨能力。这种“uEXPLORER + uPMR 790”协同模式,为肺癌、神经系统疾病等复杂病症的一体化诊断与预后评估提供了强有力的技术路径。

图3. 利用两米图像的高清优势和人工智能技术,可有效提高PET/MR中PET的图像质量

PET/MR多参数成像助力肺癌精准诊断与分级

肺癌是我国发病率与死亡率最高的恶性肿瘤,5年生存率仅为10%-20%。其中非小细胞肺癌占85%,主要包括肺腺癌(AC)与鳞状细胞癌(SCC),二者治疗策略与预后差异显著。准确区分良恶性孤立性肺病灶(SPLs)及其亚型对制定个体化治疗方案至关重要。

王梅云团队系统开展多项基于uPMR 790的研究,涵盖SPLs鉴别、肺癌分型、增殖活性评估等方面,成果多次发表于《Journal of Magnetic Resonance Imaging》(IF=5.119),其中一项关于APTw与IVIM技术对比18F-FDG PET的研究被选为该刊2022年5月封面文章。

研究一:PET/MR在孤立性肺病灶诊断与亚型分类中的应用

研究纳入95例患者,包括78例恶性SPLs(48例AC、17例SCC)和17例良性病灶,均接受PET/MR检查。MR序列包含T2WI、酰胺质子转移加权成像(APTw)和体素内不相干运动(IVIM),分别提取MTRasym、D、D*、f等参数;PET获取SUVmax值。

结果显示:恶性SPLs组较良性组MTRasym和SUVmax显著升高,D值显著降低;SCC组相比AC组MTRasym和D更低,SUVmax更高。联合APTw、IVIM与PET三种方法的诊断效能优于单一模态,显著提升良恶性鉴别准确性。

图4. 一名66岁男性左肺鳞状细胞癌患者的多参数成像结果

表1. 恶性和良性SPLs组之间以及SCC和AC之间的参数差异

图5. 使用PET/MR围绕良恶性孤立性肺病灶的研究被选为JMRI 2022年五月封面文章

研究二:PET/MR评估肺腺癌增殖活性(Ki-67指数)

Ki-67是反映肿瘤增殖活性的重要指标,其高表达与非小细胞肺癌不良预后密切相关。目前依赖活检评估,存在侵入性和取样误差。王梅云团队探索无创预测Ki-67表达的方法,纳入78例肺腺癌患者,行18F-FDG PET/MR扫描,获取PET参数(SUVmax、MTV、TLG)及DWI衍生参数(ADC、D、D*、f、α、DDC)。

结果表明:高Ki-67组与低Ki-67组在SUVmax、MTV、TLG、ADC、D和DDC上存在显著差异。D值、SUVmax和MTV可独立预测Ki-67状态,三者联合AUC达0.900,显著优于任一单独参数(AUC范围0.725–0.815),显示出优异的诊断性能。

图6. 一名68岁肺腺癌患者的多参数成像与Ki-67免疫组化结果

图7. 高低Ki-67组间各影像参数比较

图8. ROC分析显示多参数组合对Ki-67预测具有最佳效能

一体化PET/MR融合代谢信息(SUV、MTV、TLG)与多参数MRI(扩散、灌注、微结构),实现肺癌一站式精准诊断,在病灶定性、分型、增殖评估等方面展现出独特优势,为临床决策提供坚实依据。

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