RSNA2018儿科影像学

2019-03-25 14:35:41田芷瑶朱小虎曾光姚静邵剑波
放射学实践 2019年4期
关键词:图像患儿

田芷瑶,朱小虎,曾光,姚静,邵剑波

2018年RSNA年会上关于儿科影像学的报道共有两百余篇,本文将按照部位对本次大会中儿科方面的主要科学报告进行综述。

神经系统及头颈部

Kralik等比较分析单指数、双指数和拉伸指数模型的磁共振扩散加权成像(DWI)获得的参数对鉴别低级别和高级别儿童脑肿瘤的诊断价值。他们对36名患者(其中低级别肿瘤17个,高级别肿瘤19个)进行评估。发现单位体积肿瘤的表观扩散系数(ADC)值(P=0.001)、D值(P<0.001)、D*值(P<0.0001)及α值(P<0.0001)在低级别组与高级别组间的差异均有统计学意义,而f值间的差异无统计学意义(P=0.49)。最终推论为多b值DWI获得的双指数模型和拉伸指数模型定量参数在鉴别低级别和高级别儿童脑肿瘤方面可能优于单指数模型。Razek等报道扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和扩散张量纤维束成像(diffusion tensor tractography,DTT)在小儿神经肿瘤中的研究进展,回顾了DTI在小儿神经肿瘤成像中的方法和技巧,在小儿神经轴索内脑肿瘤鉴别、特征和分级中的作用,DTI在神经轴索外脑肿瘤中的作用及治疗后的监测,并说明小儿脑肿瘤术前定位中DTT的应用价值。

Aineseder等对100例胎儿脑室扩大的MRI资料进行回顾性分析。超声作为首要诊断方法,MRI用于确诊并提供附加信息。1000例胎儿中有20例可见脑室前房扩大超过10mm(经脑室的横轴面图像)。与其它结构异常相关的病例占10%~76%。他们在研究中发现,当发现胎儿脑室扩大时,不论是单发或伴有其它畸形,不仅需要评估脑室的对称性、宽度、形状、位置、内容物(出血)和轮廓等特征,还应该评估中线结构(透明隔腔、胼胝体、大脑镰和导水管)、皮层折叠、脑桥和后颅窝结构(Chiari II型,Dandy Walker畸形)。脑室扩大是一种继发于不同遗传性和/或获得性疾病的常见表现,MRI可作为准确评估和多学科处理的补充手段。Smiechowicz等基于生物特征参数,对351例先天性后颅窝畸形新生儿的头部MRI扫描方案进行系统性修订。广泛的后颅窝畸形包括蛛网膜囊肿、Blake囊肿、小脑发育不良、菱形神经突触、Chudley-McCullough综合征、Joubert综合征、Dandy-Walker畸形、桥小脑发育不良、先天性肌营养不良伴巨枕大池。在胎儿的生物识别方法中,尤其需要关注小脑蚓部头尾径和顶-蚓角。他们发现MRI可以对小脑及其病理学和生物特征参数的使用进行系统评估。Minas等报道了儿童卒中的影像学表现,突出与成人卒中的主要区别。常用影像学手段有颅脑非增强CT、颅内CTA 及MRI(包括DWI),同时也阐述了这些成像方法所面临的挑战,如运动伪影和需要镇静或全身麻醉等。

Whitehead等回顾性分析连续6年里镰状细胞贫血(sickle cell anemia,SCA)患者的所有脑部MRI,观察骨髓移植(bone marrow transplant,BMT)后SCA患儿中骨髓扩散和动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)成像灌注值的变化,发现BMT后SCA患儿脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)和骨髓扩散增加,相反,在接受输血治疗的SCA患者中未发现CBF或骨髓扩散的显着改变。由此他们认为ASL灌注和定量骨髓扩散参数值可作为治疗后影像学生物标志物。Qi等发现使用MRI体素内不相干运动(IVIM)技术来量化大脑的点状白质病变(punctate white matter lesions,PWML)新生儿的脑微循环灌注和扩散是可行的,PWML新生儿的微循环灌注较低,IVIM参数中D和f值可能有助于PWML的诊断。Qin等研究51例可疑颅内高压新生儿头颅MRI,扫描序列包括常规T1WI、T2WI、T2-FLAIR、T1-MP2RAGE和T2-MAP,发现白质或灰质体积与颅内压之间无显著相关性。脑脊液与颅内容积的比例与(双侧)颅内压呈显著负相关。颅内压正常组中CSF与颅内容积的比例与颅内高压组有显着差异,两组间基底神经节的T2值存在显著差异,双侧颞叶、额叶和枕叶白质的T2值无显著差异。由此证明MRI T1-MP2RAGE和T2-MAP可为新生儿颅内高压的诊断和治疗提供有力帮助。

Ferraciolli等认为儿童中枢神经系统疾病继发性变性既往未得到重视,他们对此进行综述:①华勒氏变性和前华勒氏变性:继发于缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemic encephalopathy,HIE)、脑梗塞等;②跨突触变性:继发于HIE、脑梗塞、出血、颞叶内侧硬化,和黑质-纹状体、丘脑-皮质束、Papetz回路变性;③基底节或丘脑出血相关继发变性;④交叉性或同侧小脑偏瘫;⑤交叉性小脑萎缩;⑥肥大性下橄榄核变性:继发于后颅窝综合征、海绵状瘤、眼阵挛肌阵挛综合征伴神经母细胞瘤。Panwala等认为基于信号变化和增强特征的齿状核基础识别方法可缩小儿童齿状核受累的中枢神经系统疾病的鉴别诊断范围。Humayun等认为利用影像表现谱早期诊断患有感音神经性耳聋的新生儿和婴幼儿的内耳结构异常是及时干预和取得更好预后的关键。Li等基于束示踪空间统计分析(tract-based spatial statistics,TBSS)来分析阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome,OSAS)中白质的微观结构变化,发现OSAS患者的多个脑叶中存在峰态参数峰度分数各向异性(kurtosis fractional anisotropy,KFA)值异常,与缺氧呈显著正相关。这些可能是OSAS儿童发生认知障碍的机制,从而为这类疾病的病理生理机制(如神经元损伤、坏死)的研究提供参考。Lopez等报道了急性播散性脑脊髓炎(acute disseminated encephalomyelitis,ADEM)及其变异的影像表现谱。ADEM患者的白质病变具有不同的形态和大小,从点状、斑片状到散在但严重的出血,这一系列出血变化均可在T2*WI序列上看到。由此他们提出了基于图表和案例的有助于诊断ADEM出血病灶的成像方法,包括T2WI、T2-FLAIR和T2*WI序列。

Surendra等认为儿童脑静脉血栓形成(cerebral venous thrombosis,CVT)较为罕见,需要高度怀疑的指标,MRI能提供儿童CVT关键影像学特征,及时诊断可改善临床预后。他们报道了一些儿童CVT的病例,包括(但不限于):galen静脉血栓形成导致皮层层状坏死、双侧横窦血栓形成导致胼胝体和双侧脑室周围梗塞、弥漫性硬脑膜静脉血栓形成导致脉络丛出血、浅表皮质静脉血栓形成引起蛛网膜下腔出血、横窦和乙状窦血栓形成引起脑叶出血、上矢状窦和直窦血栓形成导致额颞部萎缩。Seoul等研究了44例怀疑术后出现缺血性并发症的烟雾病患儿,证实频率选择性非线性融合技术提高了烟雾病患者脑梗死的检测能力,对于未配备双能或光谱CT成像的CT系统尤为有价值。

Lach等认为超声在儿童头部评估中具有一定价值,且在过去被低估。他们通过显示解剖变异和几种常见病理的正常解剖结构,将这些超声表现与CT和MR相关联,阐明儿科头部超声的临床实用性和局限性。Hwang等通过比较床旁定量对比增强超声(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)和MRI扩散加权、灌注加权成像之间的相关性,发现床旁定量CEUS能准确识别新生儿的缺氧缺血性脑损伤,并监测相关的灌注异常。

Gallo等报道,基于1~18岁儿童颅颈交界区(craniovertebral junction,CVJ)不同病变的成像结果,其中先天性病变,例如脊椎闭合不全、游离齿突小骨、齿状突不发育/发育不全、Chiari畸形、软骨发育不全、软骨发育不良、Klippel- Feil综合征、Loeys-Dietz综合征、Noonan综合征、唐氏综合症、粘多糖贮积症、神经纤维瘤病、朗格汉斯细胞组织细胞增生症和Menkes综合征;获得性病变,包括颅底凹陷(继发于佝偻病)、创伤(齿状突骨折、寰枢椎脱位及寰枢椎旋转半脱位)、感染(结核病)、炎症(幼年特发性关节炎)、肿瘤(神经母细胞瘤、尤文肉瘤、横纹肌肉瘤、鼻咽癌和室管膜瘤),开发出一种可用作临床常规疑似CVJ病理学诊断的综合实用算法,并讨论不同成像技术在这些疾病的诊断和随访中的价值。Salvador等报道了一些胎儿和新生儿头颈部肿块的病例,认为不同成像技术有助于医疗团队做出最合适的围产期诊断和治疗决策,并告知家庭患儿的预后。

Maki等发现CT增强扫描(CECT)对深部的颈部病变的检测较超声更敏感,且可能有助于鉴别川崎病(Kawasaki disease,KD)和非KD。他们共纳入37例KD患者和93例非KD患者。评估以下影像表现:有无咽后水肿、鼻咽壁肿胀、颈后间隙水肿、I~V区及咽后淋巴结病变、淋巴结(LL)局部低衰减。此外,还记录了LL的边界、淋巴结的CT衰减(CTL)和斜方肌的CTL/CT衰减(CTL/M)。比较Kd与非Kd的CT特征,并采用受试者工作特征(ROC)曲线进行分析,以确定这些参数对鉴别Kd与非Kd的诊断效能。研究结果显示,咽后水肿、鼻咽壁肿胀、后颈部水肿、咽后淋巴结肿大、II区淋巴结肿大、缺乏明确边界的LL、CTL/M<=0.7及VB区淋巴结肿大更常见于KD(P值分别为<0.001、<0.001、<0.001、0.029、0.006、0.007、<0.001和0.002)。 当观察到这8个CT结果中的至少6个时,鉴别诊断的敏感度、特异度和AUC分别为86.5%,85.0%和0.912。Zaltsberg等比较了2017年和2015年的甲状腺影像报告和数据系统(TI-RADS),发现在应用于儿科人群时,两者的可靠性和诊断性能均为中等,并无那个评分系统在诊断性能方面显示出明显优势。

胸部及心血管系统

Higano等发现呼吸门控MRI可用于新生儿支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)中动态气管塌陷的定量评估。他们对23例新生儿进行了高分辨率(0.7mm各向同性)三维径向超短回波(ultrashort echo-time,UTE)MRI检查。其中,重度BPD 11例、中度1例、轻度5例、非BPD6例(对照组,包括4例早产儿],平均胎龄(28±5)周。磁共振扫描采用K空间中心调控及吸气末(EI)和呼气末(EE)回顾性呼吸门控。从门控图像中分割出气管,对气道表面进行几何分析,得到沿气管方向EI和EE气管直径的比值(Rmin)。发现EI和EE图像能显示呼吸周期内气管腔直径的显著变化。严重BPD受试者在呼气末的Rmin值显著小于对照组(0.69±0.18)、轻度和中度患者组(0.80±0.04),并且表现出更大的Rmin范围。 呼气末的Rmin值与早产患儿对气管切开术的需求呈显著正相关(P=0.002)。Parimalai等认为儿童间质性肺病(childhood interstitial lung diseases,chILD)是一组罕见的慢性复杂性疾病。因其影像表现多变,相较于成人更罕见,诊断较为困难。主要CT表现为磨玻璃影、孤立病灶或其它相关表现,如小叶中心结节、空气潴留征、间隔增厚、铺路石征及肺实变,chILD可通过CT进行诊断而无需活检。

Srour等发现回顾性分析了403例接受了扩展创伤超声重点评估(extended focused assessment with sonography,E-FAST)的胸部创伤患儿的检查结果,发现共有226例患者(56%)的EFAST结果经胸部X光片或CT扫描证实,其余177例(44%)经临床诊断证实。共观察到11例气胸,其中6例胸部超声结果呈假阴性,敏感度为45.5%,敏感度为99.2%。由此推论E-FAST不适用于气胸患儿的检查。Mahani等认为在囊性纤维性变(cystic fibrosis,CF)患儿的肺部结构发生变化之前,肺部磁共振T1-mapping(改良look locker反转恢复成像)可显示早期局灶性肺囊性纤维性变,这项检查可用于个体化治疗,并可指导患儿在发生不可逆性肺损伤前接受治疗。

Ternovaya等报道,慢性肺移植物抗宿主病(chronic pulmonary graft-versus-host disease,cGVHD)仍是同种异体干细胞移植(allogenic stem cell transplantation,allo-SCT)患者术后长期生存的主要并发症。闭塞性细支气管炎(bronchiolitis obliterans,BO)被认为是cGVHD的表现之一。BO可导致另一种罕见的cGVHD并发症,肺气漏综合征(thoracic air-vleak syndrome,TALS)。他们回顾性分析了21例年龄在1~17岁接受过allo-SCT治疗且具有与肺移植物抗宿主病cGVHD一致患儿的CT影像表现和临床表现,发现BO的主要CT表现有马赛克征(13/21,62%),支气管周围斑片状实变影(3/21,14%),空气潴留征(2/21,9%),弥漫性磨玻璃影(4/21,19%)和肺外空气集聚(4/21,19%)。1/4的TALS患儿无明显症状,而另外3/4患者出现相关临床症状,其CT表现与自发性气胸(2/21,9%)和气胸伴纵隔气肿和皮下气肿(2/21,9%)一致。所有TALS患者在自发性气胸发生前无其它BO相关CT影像表现。由此推断胸部CT应该作为TALS的初始和随访诊断的首选和后续诊断方法,用于疑似BO或经证实的肺cGVHD表现为急性呼吸困难和/或胸痛症状的移植后患儿。Pittaro等前瞻性研究多种族的2498例健康儿童的胸部MRI表现,发现气体潴留征、肺不张和轻度气管软化是健康儿童胸部MRI中最常见的非临床相关的偶然发现。

Kou等发现,对于川崎病(KD)儿童的冠状动脉病变诊断,与经胸超声心动图(TTE)相比,ECG触发冠状动脉成像(CTA)能提供更客观和主观的图像质量,并且低于mSv有效剂量的ECG触发CTA可以为KD儿童提供满意的图像质量和诊断准确性。

Berhane等在1.5T MR上对17例心脏移植(Tx)患儿和10例健康对照组进行心脏MRI检查,得到MRI组织相位图(tissue phase mapping,TPM),获得基底部、中部和心尖水平的TPM(TR 20.8~24.8ms,平面内体素大小 1.5~2.5mm2,层厚5~8mm,编码速率25cm/s)。TPM数据分析包括心内膜和心外膜轮廓以及将获得的速度转换为径向、周向和长轴运动方向(vr、vφ、vz)。与对照组比较,Tx患者左心室和右心室的总体(平均分段)收缩和舒张峰值Vz显著降低(P<0.01),在收缩期(P<0.01)和舒张期(P<0.05)右心室的扭转峰值显著降低。Tx患者的心内膜环向(P<0.01)和长轴向(P<0.05)运动不同步性也有所增加。此外,舒张期左室峰值Vr与Tx术后时间呈负相关(r=-0.52,P=0.03)。他们发现TPM可用于监测儿童Tx患者左心室和右心室心肌运动的变化,同时可对移植物功能进行无创监测。

Nigora等对48例心率在81~172(117.3±27.26)次/分的患者进行640排心脏容积CTA扫描,对比剂(CA)用量为1.0~1.5mL/kg, 80/100kV,200/350mA,有效辐射剂量(effective radiation dose,ERD)为0.9~3.2mSv。得出结论心脏容积CTA扫描可用于心率达180次/min的儿童检查,并可提供高质量、低辐射剂量(0.92mSv)的图像。Pednekar等对26例年龄(15±4.9)岁的左室心肌致密化不全(left ventricular noncompaction,LVNC)患儿[非致密层(NC)与致密层(C)长度比(LR)>2.3,质量比(MR)>35%]、20例年龄(16±6.6岁)粗大肌小梁(NC/C LR<2.3,MR>35%)和18例(年龄16±5.5岁)LVNC阴性(NC/C LR<2.3,MR<35%的冠状动脉起源异常或川崎病)伴解剖结构、前负荷和后负荷正常患者进行心脏MRI扫描,获得舒张末期短轴位平衡SSFP图像,采用自动化工具对舒张末期亮血电影平衡稳态自由进动(bright blood cine balanced steady-state free precession,bSSFP)序列磁共振图像进行分析。用手工绘制的心外膜轮廓线自动分割血池并提取心内膜边界。利用血池边缘和心内膜轮廓分形维数(fractal dimension,FD)和等周比(iso-perimetric ratio,PR),即血池与心内膜轮廓周长之比,计算每一层的血池边缘和心内膜轮廓分形维数。采用顶峰半数平均值-50% FD(mean of top half -50 percentile FD,mthFD)和累积PR(cumulative PR,cPR)的平均值作为几何标志物来量化粗大肌小梁程度。最后发现cPR的自动计算可用于快速评估剂肌小梁的程度。 这种量化结果可以作为LVNC的潜在提示。通过心外膜和心内膜轮廓图进一步评估,以纠正既定的诊断标准。

腹盆部

Gonzalez等认为根据临床情况,结合不同的成像技术(腹部X平片、基于造影剂的检查和超声)对诊断新生儿肠梗阻是至关重要的,他们提出了一种实用的检查方法,基于对平片、上消化道(upper gastrointestinal,UGI)检查和对比剂灌肠的影像识别,将影像表现与不同的病因相关联。对于获得性小儿椎体塌陷,Gonzalez等认为在影像检查中,X线平片是评估首选,其次是MR。有时行骨显像、骨系或全身磁共振来评价整个骨骼是必要的。而CT检查应尽量减少。Udayasankar等提出虽然超声通常是急性腹痛患儿的首选影像检查,但 MRI具有极高的对比分辨率,且无电离辐射。对正常腹腔内容物以及常见和罕见疾病的MR表现的全面认识,是进行儿童腹部快速非增强磁共振成像的先决条件。断层成像研究仅限于超声结果可疑或临床怀疑有急性腹腔病变手术指针的患儿。Fatima等也发现随着磁共振成像技术的发展,在急性腹痛疑似阑尾炎的诊断中,临床上发现许多类似疾病,包括阴道积血、肠套叠、肠旋转不良、梅克尔憩室、卵巢扭转、肿瘤(Wilms肿瘤、生殖细胞肿瘤和淋巴瘤)等。Saqib等建议在急腹症患儿中,将超声检查作为首选,但在超声结果正常但临床上对急腹症有疑问时可进行MRI检查,或者当需要进一步确认异常超声结果以提高诊断准确性并避免腹腔镜检查。

Dai等比较改良T2-SPACE序列与其它传统MRU序列在诊断先天性尿路畸形中的价值。他们前瞻性研究了10例先天性泌尿道畸形儿的MR图像,使用西门子Magnetom 3.0T MR仪:传统T2-SPACE序列的扫描参数:TR 2400ms,TE 694ms,翻转角110°;T2-TSE:TR 2000ms,TE 759ms,翻转角170°;T2-HASTE:TR 1280ms,TE 122ms,翻转角150°;改良后T2-SPACE:TR 2400ms,TE 135ms,翻转角120°。定性图像分析采用五分制对图像质量、尿路梗阻区显示、肾乳头和输尿管壁、泌尿系统清晰度、背景和肠道运动伪影进行评估。结果发现改进的T2-SPACE序列的扫描时间明显短于T2-TSE和传统T2-SPACE。改良T2-SPACE组的图像质量、尿路梗阻面积及肾乳头显示情况均优于传统T2-SPACE及T2-TSE组(P<0.05)。改良T2SPACE输尿管壁显示优于T2-TSE和T2-HASTE组(P<0.05)。改良T2-SPACE组的背景伪影小于传统T2-SPACE组和T2-TSE组(P<0.05)。改良T2-SPACE唯一不足的是肠道运动伪影,其明显大于T2-ASTE序列的伪影(P<0.05)。证实改进后的T2-SPACE序列与其他序列相比,扫描时间更短,图像质量和信息显示更好。

Mbemba等报道了一些可能自发消退的腹部肿块的典型影像学特征(在诊断和随访时),概述最适当的成像方法,为这些患者提供最佳的治疗,并强调超声检查在评价这些患者中的重要作用。Kingston等回顾了各种儿科综合征中具有胰腺病变的典型影像学特征,包括Beckwith-Wiedemann综合征、唐氏综合征、心脾综合征、Von Hippel-Lindau综合征、McCune-Albright综合征、多发性内分泌肿瘤I型综合征、常染色体显性多囊肾、囊性纤维化和Shwachman-Diamond综合征,讨论胰腺和胰腺外影像学表现。

Ansan等对50例腹腔筋膜室综合征(abdominal compartment syndrome,ACS)患儿(女17例,男33例)的临床及影像学资料进行回顾性分析。发现腹水(83%)、基底肺不张(70%)是ACS最常见的表现,其次是肠壁异常强化(60%)、肠扩张(58%)、皮下水肿(50%)、肝脏(50%)、肾脏(38%)灌注不均和肠壁增厚(33%)。其中,除了基底段肺不张和肾灌注受损外,没有其它影像学表现是儿童ACS的特异性表现。Sundaram等认为上腹脏器扭转是罕见的,多由于异常的胚胎学和解剖学结构所致,表现出的临床症状可能是非特异性的,放射科医师在早期及时识别疾病中起着至关重要的作用,可避免危及生命的并发症。

Kim等表明在诊断或怀疑患有炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)的儿童患者中,磁共振肠道成像(magnetic resonance enterography,MRE)评估肠道炎症时可无需使用钆对比剂。与无对比剂MRE相比,尽管对比剂有助于对穿透性疾病的检测,但并不能提高对活动性肠道炎症的检出率,且还有在患儿体内沉积的风险。Ryu等认为腹部主动脉造影可用于排除烟雾病(moyamoya disease,MMD)和高血压患者的肾血管性高血压,并有助于对确诊为MMD和临床血压正常的患儿的肾动脉狭窄(renal artery stenosis,RAS)的诊断。

Ahmed等认为盆腔MRI在先天性肛门直肠畸形(congenital anorectal malformations,ARMs)术后评估中具有重要临床价值。通过识别括约肌复合体、新直肠的位置和周围肠系膜脂肪的存在、肛门直肠角和盆膈裂孔的MRI表现以及相关的泌尿生殖系统和脊柱异常,从而建立一种系统性方法来解释先天性肛门直肠畸形的不同术后MRI。

Lee等发现应用彩色多普勒超声和微血管显像(microvascular imaging,MVI)可以预测Kasai术后肝纤维化和脾肿大。Hendi等报道通过引流管进行腔内CEUS可以帮助确定IR套的临床位置,且在床边随时可以添加或停止治疗,从而改善患者预后并缩短引流管移除的时间,同时减少对患者的辐射剂量。Ji等发现肾脏超声显示膀胱斑片样回声在男孩中较为常见,并与C反应蛋白(CRP)升高及肾盂壁增厚有关。Kim等发现超早产儿肾包膜下积液可能是急性肾损伤(AKI)的一种表现,对其预后有严重影响,必须对其进行仔细的随访,特别是对使用抗真菌药物治疗的婴儿,出现肾包膜下积液时AKI的发生率较高。Katyan等认为增强排泄性尿路超声(CE-VUS)是一种无辐射诊断儿童膀胱输尿管反流(vesico-ureteric reflux,VUR)方法,有取代逆行尿路造影的潜力。Sacks等报道,根据他们17年的经验,在镇静下使用超声引导盐水灌肠是是一种安全有效的治疗儿童肠套叠的方法。镇静总体上没有增加疾病的并发症和复发率。Dean等介绍了对比增强超声(CEUS)和应变弹性成像等多参数超声(MP-US)在评估小儿阴囊病变方面具有关键作用,能更好地表征病变血管分布和组织固有硬度。虽然最终经验证实多参数超声阴囊成像主要还是适用于成人,但某些儿童病例中有独特优势,例如在挫伤型睾丸损伤和睾丸扭转中确认睾丸存活力。Fazecas等认为经会阴超声(TPUS)能提供与其他成像技术相等的信息,并且在某些情况下可作为MR成像的有效替代。TPUS能够快速检查出生殖器周围畸形,并能够检测出周围软组织、肛门和直肠的异常。TPUS常见的适应症:①泌尿生殖器和会阴部畸形:肛门直肠畸形(包括泄殖腔畸形)、先天性肾上腺皮质增生症、后尿道瓣膜、前尿道瓣膜、女性生殖道畸形综合征(Mayer-Rokitansky-Kuster-Hauser综合征)、输尿管异位,输尿管重复畸形,阴道积血;②其他疾病:葡萄样阴道横纹肌肉瘤、阴道异物、尿路结石。

肌骨系统

Yuet等发现特发性关节炎(juvenile idiopathic arthritis,JIA)患者增强MRI对颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)滑膜强化的定量评价与基于风湿病预后评估及临床试验(outcome measures in rheumatology and clinical trials,OMERACT)的TMJ炎症损伤半定量评分间呈中度相关,MRI评价TMJ累及JIA无明确标准,但MRI增强能更好地定量分析炎症反应的程度。Clemente等报道了JIA并非所有都是炎症,其在影像学诊断上存在陷阱,并通过不同实例具体说明。颞下颌关节:椎间盘半脱位;颈椎:旋转性半脱位、朗格汉斯细胞组织细胞增生症;腕关节:舟月骨分离、腱鞘囊肿和应力性骨折;腰椎;椎体滑脱、骨样骨瘤;髋关节:与关节炎、骨突损伤、良性肿瘤(骨样骨瘤、动脉瘤样骨囊肿)无关的肌腱端炎;膝关节:胫骨粗隆骨软骨病、盘状半月板撕裂、腱鞘巨细胞瘤及应力性骨折;踝关节:跗骨联合、应力性骨折。

Chellathurai等为重新定义节段性脊髓发育不全(segmental spinal dysgenesis,SSD),研究了1320例小儿脊柱病例,其中15例患儿的影像学表现、临床特征与SSD一致。5例(33.3%)患儿表现为无任何尾段的高位球状脊髓,6例(40%)患儿表现为背段或腰椎节段发育不全,伴无明显椎管狭窄的低位粗大尾段脊髓,4例(26.6%)患儿表现为节段性脊髓索发育不全,伴有严重的脊柱后侧凸、驼背畸形和椎管狭窄,且远端节段(正常或低位)正常。SSD是需要临床放射学评估和多学科管理模式的小儿复杂脊柱畸形,不仅基于发育不全的范围和严重程度,还基于SSD的类型(1和2)。他们得出结论,SSD重新定义满足以下标准:①先天性下肢轻瘫/截瘫伴下肢畸形;②伴或不伴有脊柱侧凸(后凸)的多个脊椎成形分节异常;③涉及任意脊髓节段的缺如或畸形的脊髓和潜在神经根;④脊髓远端至中断部分节段的可视化。Atsuhiko等报道了骨骼纤毛病的模式识别方法和遗传学最新更新,认为这是放射科医生需要了解的。骨骼纤毛病包括纤毛病的一部分,其具有共同的骨骼变化(短肋骨、锥形骨骺短指症、股骨近端和肱骨近端的骨骺过早骨化等)和骨外异常(视网膜病变、小脑畸形、肝肾囊肿等等)。骨骼纤毛病的原型包括窒息性胸廓发育不良(Jeune综合征)、Ellis van Creveld综合征和各种短肋骨多指综合征。

Lee等回顾性分析了接受双侧肩部1.5T或3.0T MRI检查的单侧臂丛神经损伤(brachial plexus birth palsy,BPBI)患儿的临床和影像资料。在横轴面图像中上测量了肩胛盂软骨、三角肌、肩胛下肌和冈下肌的平均T2弛豫时间。测量肩胛盂逆行及肱骨后端移位情况,按Waters分级对肩胛盂发育不良进行分类。采用Mallet量表和成就动机量表(active movement scale,AMS)测量患者的肩部功能,并对这些患者进行评估。他们发现关节软骨T2弛豫时间随年龄的增加而减少,但不受BPBI的影响。肩部肌肉T2弛豫时间不随年龄变化,但受BPBI影响,与肩胛盂肱部发育不良及临床肌肉功能相关。推测T2弛豫时间可用于量化特定肌肉的去神经萎缩。Kralik等比较35例头部外伤患儿的非增强头部CT(HCT)及“黑骨”MRI序列的多平面重组和/或3D容积再现图像,发现"黑骨"MRI序列在头部外伤患儿的颅骨骨折检测中具有较高的敏感和特异度。证实采用这一技术进行颅骨骨折的检测,可能以减少CT的使用率以减少辐射。

Wang等认为儿童和青少年的运动损伤类型与成人不同,影像科医师认识骺板生长或闭合、韧带松弛、骨折类型、生物力学改变和骨髓变化的不同有助于更好的诊断。Teja等论述了多模态成像在骨骺损伤骺板骨桥形成中的作用。他们认为尽管平片在骺板骨桥形成的早期诊断中起主要作用,但CT和MRI对外科治疗方案制定至关重要。虽然CT检查容易实行,可获得与MRI检查相似的信息,但后者对于儿童检查优势在于避免了电离辐射。评估骨骺骨板需要注意:①形成原因;②解剖部位:骨桥、纤维化/骨化;③定位和累及象限:中心/周边、四个象限;④骨骺骨板占生长板表面积百分比(%);⑤生长愈合线——缺失/平行/栓系;⑥成角畸形:以度为单位。骨桥的定位与范围决定外科手术方案制定,由此限制健康生长板的横贯。Park等系统性回顾了先天性多关节挛缩(arthrogryposis multiplex congenita,AMC)疾病。AMC的主要病因是宫内活动减少。其影像学表现包括手握拳、杵状足、下肢持续伸展或屈曲、神经源性脊柱侧凸和髋关节脱位,但不限于此。检查包括染色体分析和基因芯片、神经传导测试、肌电图、肌肉活检和神经影像学以确定潜在病因。他们发现AMC患者非关节影像学表现较多,影像学结果将作为AMC各种表现的补充诊断。Matsubara等发现基于Dixon MRI的半定量水信号分数评估具有良好的可重复性,在显示症状体操运动员的干骺端水分数较无症状体操运动员有所增加,可以作为早期诊断体操骺端应力损伤时骨髓水肿的指标。Quispe等发现肌肉发育不全而不是肌肉萎缩影响青少年局限性硬皮病(juvenile iocalized scleroderma,JLS),因此基于MRI的定性和定量肌肉评估,在JLS的诊断和随访中有重要意义。

Croake等认为DW-MRI和PET-MRI为小儿骨肌系统的磁共振形态成像提供了功能性补充信息。其中,DW-MRI是对骨肌系统恶性肿瘤初步评估的“类搜索”序列,PET-MRI提供了活动性病变的更多细节。DW-MRI和PET-MRI可提供累及生长骨骼中恶性和非恶性实体的特征表现。但儿科骨肌系统的正常生理特性,包括造血骨髓和未成熟骨骼中软骨成分的扩散特性,导致DW-MRI应用局限;而对FDG摄取活跃的造血骨髓、骨骺、骨突、棕色脂肪和脑组织,导致PET-MRI应用局限,具体体现在对神经母细胞瘤和白血病的骨转移评估有限。Johnson等报道了发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)早期临床和影像学表现,临床检查多用于初筛,最重要的因素有臀先露、女性、临床检查时髋关节弹响及家族史。超声是一种较为敏感的诊断工具,多以Graf法(α角,股骨头覆盖范围)为标准,平片检查则采用Hilgenreiner线和髋臼角。他们认为包括进一步MRI在内的影像检查在患儿治疗效果的监测中起着重要作用。

Kurowecki等为确定儿童高位髌骨膝关节MR图像测量的Insall-Salvati比值(Insall-Salvati ratio,ISR)是否与X线片检查结果相关,回顾性分析49例(年龄7.5~17.0岁)膝关节发育不全的儿童患者的膝关节MRI资料及膝关节侧位片。将高位髌骨定义为髌骨平分生长板的中1/3作为ISR>1.2。结果发现MRI测定的ISR(均值=1.19)与X线片测定的ISR(均值=1.25)间的差异有统计学意义(P<0.05),但无临床意义。当ISR大于1.2和1.3 时,MR和X线片对高位髌骨的诊断均有较好的一致性,而不是1.4(Kappa=0.22)。研究表明,在7.5岁或以上的儿童人群中,MR图像衍生的ISR与X线片之间存在很强的相关性,且高位髌骨不能凭视觉诊断。Davis等发现,在膝关节疼痛患儿的膝关节MRI中,周围局灶性水肿病灶应根据其在闭合骨骺周围的特征外观和位置来识别,并且其导致的疼痛可能是一过性的。Bedoya-Velez等研究表明,膝关节DTI参数可作为一种生长标志物,可能有助于评估生长激素治疗儿童特发性矮小、生长激素缺乏或生长激素抵抗中的有效性。

French等认为MRI可用于骨样骨瘤(osteoid osteoma,OO)的诊断,具有减少CT辐射的优势。他们通过扫描非增强T1WI、T2WI和动态对比增强序列,分析了MRI上骨样骨瘤的典型表现,如中心病灶、病灶周围低信号环和灶周水肿。根据病灶(骨膜下、皮质、骨内膜和髓质)的位置及骨骼内的解剖位置,讨论OO病变的分类,并回顾了每种类型在MRI上的成像方式。Noda等报道了小儿血液系统恶性肿瘤的典型和不典型的肌肉骨骼影像学表现,其中典型表现包括干骺端透明带、骨膜反应、溶骨性病变、骨质减少、骨质溶解、骨硬化、骨坏死、病理性骨折和骨髓浸润,不典型表现包括绿色瘤和筋膜室综合征。治疗后表现和并发症,包括骨髓水肿、脂肪组织替代正常骨髓以及骨髓炎。准确识别血液系统恶性肿瘤的肌肉骨骼影像学表现可以缩短初始诊断恶性肿瘤及其肌肉骨骼并发症的时间,并防止治疗后并发症及复发后的误诊。

胎儿

Rajebi等发现在胎儿后颅窝畸形中,小脑蚓部可以通过胎儿神经影像学进行详细评估。他们前瞻性研究了62例胎儿后颅窝畸形,采用最佳分辨率矢状面T2WI,评估小脑蚓部数量、脑干小脑蚓部角、小脑蚓部和脑干面积(mm2)以及小脑蚓部-脑干比。发现如果胎儿的磁共振成像条件最佳,小脑蚓部的评估(数量和形态)可以进一步提供囊性后颅窝畸形的诊断信息。

Prayer等发现胎儿MRI可辅助个性化治疗胎儿先天性膈疝,常规胎儿MRI数据,并可在胎儿发育阶段为治疗团队提供CDH的类型、横膈膜缺损程度、横膈膜缺损与胸廓孔径比以及三维成像。他们回顾性分析了22例进行胎儿MRI和膈肌修复手术的CDH病例(妊娠21~38周)。基于胎儿MRI的横膈分割在90.91%(20/22)的CDH患者中可行。在两个病例中,频繁胎动导致分割失败。基于胎儿横膈膜三维成像的CDH类型符合手术记录中提取的信息。所有膈肌缺损与胸廓孔径比大于0.4的CDH患者均可接受膈肌补片修复。Dong等通过胎儿超声正确诊断出75.7%(112/148)的主动脉弓结构异常,而胎儿CMR为87.8%(130/148)。胎儿超声遗漏了18例,后通过MRI诊断并在出生后确认主动脉弓结构异常病例。6例病例因母体肥胖、羊水过少、胎位和双胎,造成超声在技术上的限制。超声遗漏/误诊的病例包括双主动脉弓(DAA)7例,伴异常左锁骨下动脉(LSCA)的右主动脉弓(RAA)4例,伴镜像分支的RAA 1例,伴右动脉导管未闭(RDA)的RAA 3例,伴镜像分支的RAA食管后动脉导管3例。他们认为胎儿心脏MRI可为胎儿DAA和RAA提供精确的诊断信息,作为胎儿超声心动图的补充检查手段。

Saleem等认为胎儿MRI可作为超声检查的辅助手段改善疑似腹部和/或盆腔囊性病变胎儿的评估,并且有助于妊娠咨询。他们对43例胎龄在18~36周、平均(28.5±4.7)周被超声诊断患有腹部和/或盆腔囊性病变的胎儿进行MRI检查。结合产前超声检查结果,胎儿MRI正确改变了12例(27.9%)起源于胎儿腹部和/或盆腔囊性的病变的超声诊断;在13例(30.2%)胎儿中发现了超声检查中不明显的附加检查结果,这些结果对胎儿的产前诊断和预后有重要影响;在 16例(37.3%)胎儿的产前超声诊断未获得附加信息;2例(4.6%)胎儿的产前超声和MRI均未获得正确诊断。Antunes等认为虽然超声是评价胎儿尿路畸形最有效的成像方式,但在某些病例中,胎儿MRI可提供进一步详细的解剖学信息。胎儿MRI是一种安全的成像方式,其优势在于对尿路畸形具有高分辨率图像显示,并且作为先天性畸形评估的辅助工具,具有良好的稳定性。胎儿超声与MRI可互补,为胎儿护理改进提供更准确的信息。

Parker等报道,胎儿磁共振成像扫描过程中胎儿射频加热理论上对发育中的胎儿大脑有损害风险,他们提出一种在常规临床成像中基于MRI的快速温度测量监测体内加热效应的实用方法。对16例孕妇进行3T MR检查,常规扫描包括T1WI、T2WI、DWI和T2*WI序列,总扫描时间小于60min。为了监测MRI检查期间胎儿的潜在发热情况,在每例胎儿进行MRI检查的的开始(scan 1)、中间点(scan 2)和结束时(scan 3)使用自定义的基于相位的测温序列获取温度图。扫描参数:TR 150ms,TE 8.3ms,矩阵256×256,层厚5mm,层间距1mm,梯度回波平面回波成像(GRE-EPI)序列。依据温度依赖性质子共振频率,设计温度测量序列。选择TE使脑组织的SNR最大化。磁共振测温序列的总采集时间为4.3s。所有成像均采用腹部相控阵表面线圈。利用等级分类表、多聚类相位解缠算法对每次采集的图像进行相位解缠处理,随后根据相位差图像生成温度图。根据每个患者的温度图计算出单个全脑ROI的平均值、最大值和标准偏差。发现脑内最高温度从scan 1到scan 2平均升高(0.42±0.24)℃(P=4.5×10-6),从scan 1到scan 3平均升高(0.48±0.30)℃(P=1.16×10-5)。未发现scan 2和scan 3之间的差异有显著性意义(P=0.084)。由此证实了这种方法的可行性。

Xing等通过前瞻性研究,证实胎儿脑T1WI自由呼吸Star-VIBE序列的SNR和CNR明显优于常规容积内插屏气(VIBE)序列,因此可以替代常规VIBE序列进行胎儿脑T1WI成像,缺点在于扫描时间延长。Sun等比较胎儿MRI检查中3D Radial VIBE序列获取的T1W图像相较于常规屏气压脂T1加权序列。研究证实对于3D Radial VIBE序列,腹部和骨盆区域的评分明显优于常规屏气T1W成像整体图像质量(P=0.002)、肝血管清晰度(P<0.0001)和肠道清晰度(P=0.04),仅在3D Radial VIBE图像上发现条纹状伪影。遂推论3D Radial VIBE序列可应用于难以屏气的妊娠晚期、双胎妊娠或肥胖患者中。Badachhape等发现在妊娠期期间使用不穿过胎盘屏障的载钆脂质体造影剂进行纵向成像,可以更好地描述大鼠模型胎盘病理特征和胎儿状态。

辐射剂量

Yamasak等提出基于正向投影模型的迭代重建方案(FIRST)可用来改善复杂性先天性心脏病患儿CT检查的图像质量,并减少辐射暴露。他们研究了60例接受自由呼吸前瞻性心电(ECG)触发容积定向扫描320排CT血管造影检查进行心血管评估的患有复杂先天性心脏病的婴儿。在第一个实验中,使用滤波反投影(FBP)、三维自适应迭代剂量降低(AIDR-3d)和FIRST算法进行图像重建,并对20例3组患者的变量进行比较。在第二个实验中,使用标准偏差为20噪声水平的AIDR-3D算法进行扫描的20个病例和使用标准偏差20噪声水平FIRST算法进行扫描的20个病例进行比较,计算大血管和心腔的CT衰减和信噪比(CNR)。他们发现在实验一中,FBP的平均CNR值为7.7±2.1,AIDR-3D的平均CNR值为10.5±2.4,FIRST的平均CNR值为13.1±3.4(P<0.05)。FIRST算法可获得大血管和心腔的主观最佳图像质量。实验二中,两组图像质量无显著差异。FIRST的有效辐射剂量明显低于AIDR-3D(P<0.001)。Song等发现自适应统计迭代重建技术在低电压扫描条件下,可以显著提高CT图像质量,并降低儿童胸部辐射剂量。本研究得到的最佳多模型迭代重建算法(ASIR-V)对儿童低电压胸部CT扫描具有一定的指导意义。

Yerneni等发现,在PET MRI扫描中,所有肿瘤的最大标准摄取率均随着剂量的降低而升高,而肝脏和纵隔血池的平均标准摄取率保持稳定。>50%剂量组均为治疗有反应者。然而,由于Deauville视觉评分较高,80%的淋巴瘤患者在≤50%剂量组中无治疗反应(P=0.0098)。所有肉瘤患者的肿瘤最大标准摄取率在100%~25%示踪剂剂量范围内相似。然而,75%的患者在降低剂量至≤12.5%时肿瘤最大标准摄取率升高。得出结论PET MRI降低18F-FDG剂量可能影响儿童癌症患者治疗反应评估,应当遵循目前至少26MBq最低剂量建议。Cao等论述了低剂量数字化断层融合技术在儿科疾病中的适应症,认为该技术在改善囊性纤维变性检出、肺占位性病变诊断、脊柱裂、骨折和复杂解剖结构显示中具有一定临床意义。Tabari等证实双源双能量CT(DS-DECT)与单能CT(section)相比,利用kV自动选择技术可降辐射剂量和造影剂累积。

Imai等发现以体重为基础的CT扫描方案并不适用于肝肿大患者中,由此他们提出疾病特异性放射病剂量评估(DSDE),可用类似有效直径的方法结合体型特异性剂量评估来预估肝肿大患儿CT检查的辐射剂量。特别需要注意的是,需要为DSDE确立转化因子的概念,以确定适当的剂量。在肝肿大患者中,转化因子为1.0~2.5。根据转换因子,体重在6~18kg之间的患者不需要改变辐射剂量的设置,但是如果体重超过19kg,则需要改变剂量设置。

机器学习及影像组学

Jing等利用功能连接性(FC)特征和机器学习来预测0~24个月婴儿的年龄。他们通过大规模纵向多模态新生儿/婴儿脑成像数据库获得64名婴儿(28F/38M)图像,共197次纵向扫描。使用具有高空间分辨率(2×2×2mm3)和时间分辨率(TR:0.8s)的多段EPI序列获得静止状态fMRI数据。使用以下步骤对数据进行预处理:删除前10个时间点、重新排列、在MNI空间中登记EPI模板、消除线性趋势,从Friston-24模型中选择头部运动参数、利用CompCor平均脑脊液和白质信号及用线性插值和时间滤波(0.01~0.1Hz)减少头部微运动(FD>0.5mm)体积。使用268个分组图谱构建全脑FC基线。采用Pearson相关分析,依据训练数据选择与年龄相关的FC特征(P<0.001和| r值|>0.3)。将不同的特征(正相关、负相关及其组合)分别输入到支持向量回归中以训练年龄预测模型。最终,使用留一法交叉验证和置换检验来评估模型的有效性。他们发现:①在这三个模型中,使用组合特征的模型与仅使用正相关或负相关特征的模型相比,精度最佳。平均绝对误差(MAE)为75.3天,R值(预测年龄和实际年龄之间)为0.841。这八个大脑功能网络都具有信息功能。置换检验表明,预测模型的准确性并非偶然(P<0.001)。此外,男性婴儿的预测准确度(mae=71.1d)高于女性婴儿(mae=77.6d)。由此推论功能磁共振成像可以无创地检测人脑功能,可作为婴儿常用的筛查工具。Kim等报道,扩散MRI为研究大脑发育提供了巨大价值,过纵向采集儿童扩散MRI数据,可以绘制微观结构和白质连通性的时间演变。但是,由于受试者失访和扫描失败,并不总是可以获得受试者的完整扫描图像。由此他们引入了基于图形的深度学习方法来预测缺失的扩散MRI数据。空间域(x空间)和波矢域(q空间)中的采样点之间的关系以图形的形式被联合考虑(x-q空间)。然后使用图卷积神经网络(GCNN)来学习纵向扫描的非线性映射。他们利用新生儿头颅DWI预测出3个月时的头颅DWI,发现GCNN允许将x-q空间中的采样点之间的关系考虑用于预测,并能产生比传统CNN更好的预测效果。

Roshanitabrizi等证实早产儿侧脑室出血可经头颅超声的脑室形态表现来预测其是否进展为重度PHH。自动机器学习模型比临床手动测量更能准确预测PHH的发展。他们对经头颅彩超诊断为脑室内出血的62例新生儿进行回顾性分析。以孟氏孔水平的冠状面作为头颅超声的第一个截面对患儿进行评估。人工分割侧脑室,从侧脑室提取脑室形态学表现,量化脑室形态,包括整体和局部形态及不对称性改变。采用自动选择最优预测形态学表现的机器学习模型,建立了重度PHH的预测模型。将基于机器学习的预测模型与基于人工测量的两个脑室指数(VI)和额颞角比(FTHR)的逻辑回归模型进行比较。发现脑室形态表现预测进展为严重PHH,平均灵敏度、特异度和准确性分别为100%、88%和0.94。机器学习模型的敏感度、特异度和符合率分别为100%、54%和0.77,优于仅基于临床测量的回归模型(P<0.01)。Damilakis等将93例患儿CT图像作为输入体积,为每个患者创建3D模型。使用特异性蒙特卡罗代码(ImpactMC、CT Imaging GmbH、Erlangen、Germany)为每个患者模型生成3D剂量分布。在有和没有自动暴露控制(AEC)激活的情况下,针对乳房、食道、肺、心脏、皮肤和骨骼制定标准化辐射剂量为80、100和120kVp。结果发现通过蒙特卡罗模拟估计的剂量与TLD测量剂量之间存在较好的一致性(最大差异小于20%)。Sun等基于小儿急救护理应用研究网络(PECARN)算法,开发了一种用于儿童较小头部创伤的临床决策算法。尽管由于将PERCARN实施到急救(EMR)过程中,PECARN的依从性得到改善,但它不影响头部创伤中CT的使用。此外,将该算法实施到EMR中对颅内出血的识别没有影响。

Payabvash等报道,在感觉加工障碍(SPD)中,神经连接体边缘密度(ED)成像和概率型纤维束示踪成像显示的白质微结构相关性,具有设计新成像生物标记的机器学习模型潜力。他们利用ED和概率型纤维束密度(TD)设计了五种不同的机器学习模型用于识别SPD:随机森林、神经网络、朴素贝叶斯和具有“线性”和“多项式”核心的支持向量机,发现基于ED的随机森林算法,具有最佳的测试特征,可帮助识别SPD儿童。Zhu等通过整合U-网络和扩张密度网络,提出了一种新的婴幼儿海马分割分区方法,可以避免在连续的低采样采集中丢失详细的图像信息,并有效地提取多尺度特征,这对于图像体素定位和分类是重要的。

Golriz等为研究局灶性癫痫患儿的脑语言网络结构和言语功能,利用46例确诊患者静息MRI和DTI图像,将大脑皮层被细分为大约1500个灰质网络节点,基于自动神经合成荟萃分析生成语言网络图。结果表明,用于评价的五个指标,包括聚类系数,全局效率,传递性,模块性和路径长度,都显示出与言语理解指数的独立相关性,聚类系数是言语理解指数的最强预测指标。证实局灶性癫痫患儿结构语言网络的拓扑结构与脑功能的核心方面有关。Karambelkar等首次尝试使用概率型纤维追踪成像和确定型纤维追踪成像方法测量正常小儿各级脊髓的平均密度。结果发现与确定型方法相比,概率型方法所得的平均密度更高且变化较小。

Kim等开发了PedsCheXNet深度卷积神经网络(DCNN)用于儿科胸部疾病的自动诊断。他们从NIH Chestx-Ray14数据库中获得了5941(5.2%)份儿童胸片(CXRs),该数据库是最大的可公开使用的CXR数据库,包含共14种胸部疾病112120份CXRs。5941例儿童CXR被随机分为训练(70%)、验证(10%)和测试(20%)数据组。他们评估了11种疾病,但其中不包括纤维化、疝和肺炎,因其阳性病例数较少(<30)。CXRs被用来训练、验证和测试resnet-18 DCNN,其在ImageNet上对每种感兴趣的疾病进行预训练。在每个训练阶段,每个图像都被加强通过随机转动、裁剪和水平翻转。受试者操作特征(ROC)曲线、曲线下面积(AUC)及标准诊断工具用于对DCNNs在测试数据的性能进行评价。经过性能测试,证实其可应用于儿科胸部疾病的自动诊断。与先前使用整个数据库的DCNNs相比,PedsCheXNet在某些诊断方面实现了稳定性和更高的准确性,证明DCNNs可以通过年龄分层优化诊断准确性。

Solomon等比较他们开发的图像自动分析程序与人工阅片在小儿腹腔镜CT中细微肝损害检出中的差异,发现基于多变量统计模型,d'与放射科医生的检出率显著相关(P<0.001)。当辐射剂量为100%、75%和50%时,放射科医生的病检出灵敏度平均分别为54%、37%和28%。基于图像测量可检测性指数(d')的预测灵敏度分别为100%、75%和50%。他们认为这种自动评估CT图像质量的方法可以在机构范围内有效监测CT表现,提高图像质量并降低辐射水平。

Yi等发现DCNNs通过标准处理技术对一组30倍放大的小图像进行训练,可以将儿童肌肉骨骼x线片以惊人的速度近乎完美地分为解剖区域。诸如此类的DCNNs可以通过自动贴标签、识别相关的比较检查,来简化放射科医生的工作流程。Vreede等设计了一种多图谱外观模型,可以准确地从MR图像中自动分割股骨头,并自动提取股骨头的形状特征,作为髋关节疾病的早期预测指标,目前他们正在进一步研究自动提取股骨头体积、颈轴角、股骨颈宽度等多种形状特征的模型。Rayan等研究表明利用脑神经网络(CNN)对儿童肘部X线片进行正常和异常的二项自动分类是可行的。Panwar等人证实加拿大脊柱关节炎研究联盟(SPARCC)MRI评分系统是一种可靠的工具,适用于青少年脊柱关节炎(JSpA)/与肌腱相关的关节炎(ERA)的客观量化。Venugopal等使用了1万张7~18岁儿童的X线片,通过直方图匹配图像预处理技术,将手分割成相应区域,即近端指骨、掌骨、腕关节、桡骨和远端尺骨。然后利用约9000张分割后的图像,使用卷积神经网络进行训练,从图像中预测骨龄。其余图像(~1000)用于验证效果。他们发现经分割图像训练的深度学习模型与经全像训练的深度学习模型相比,前者在5.08个月时的学习效果更好,后者在5.51个月时的学习效果更好。Reddy等发现利用CNN可以仅从第二指骨中提取有用的骨龄信息,类似于CNN和儿科放射科医生对整个手/手腕的评估。在图像中添加噪声以模拟减少辐射剂量的效果不会导致骨龄评估数的改变。Booz等发现新型AI系统允许使用Greulich Pyle(GP)图谱方法作为参考标准进行准确的自动骨龄评价,可缩短评估时间而不影响诊断准确性,从而提高临床效率。

Plakhotina等报道,回顾性分析29名确诊为髓母细胞瘤的患儿治疗前颅脑和脊髓的结构性和先进MRI(1.5T或3.0T)图像,包括弥散成像、磁共振波谱、ASL灌注成像和动态增强灌注成像。每个肿瘤的MRI扫描结果记录在包含相应特征的结构化列表中(例如,位置、形态、增强、灌注类型、弥散受限、ADC值测量和波谱代谢物异常)。根据最新分子分型,将这些肿瘤分为WNT型、SHH型、3型和4型。他们对先进的MRI技术(主要是灌注和波谱)的特征进行统计分析,以确定哪些参数对预测各种髓母细胞瘤分子亚型有用。最终得出结论:先进的MRI技术加上以往的影像表现,有助于对髓母细胞瘤的诊断。迄今为止,他们已发现一些MRI特征可以预测特定的分子亚群,并对治疗有指导意义。Wang等也进行了相关研究,认为ADC直方图分析可预测儿童髓母细胞瘤的分子亚型。他们回顾性分析65例经确诊髓母细胞瘤的患者(经典型30例,促纤维增生型8例,伴大量结节形成型7例,间变型/大细胞型20例),将ADC图与增强后T1WI和T2WI图像匹配。在最大ADC值区域绘制感兴趣区(ROI)并进行统计分析。发现促纤维增生型和伴大量结节形成型无统计学意义,经典型和间变型/大细胞型之间存在差异趋势。

其它新技术

Park等评估了利用超极化(HP)13C1-丙酮酸盐进行13C磁共振代谢成像应用于小儿脑肿瘤患者实时代谢的安全性和可行性。结果显示所有患者均对丙酮酸注射液耐受良好,未观察到不良反应,且超极化13C磁共振成像可观察了丙酮酸盐和乳酸信号在脑内的时空演化,由此检测到儿童大脑代谢过程。他们认为该成像有希望成为大脑疾病中疾病代谢的无创检查方法。Liu等发现,法洛四联症患儿术后常常伴有神经发育障碍,包括认知、语言、行为和执行控制功能障碍。研究显示Wechsler量表评分与静息功能磁共振成像中低频波动(ALFF)变化系数之间存在相关性,这可能为神经发育障碍提供有力的新见解。Taoka等报道,神经突方向分散度和密度成像(NODDI)是一种先进的弥散成像技术,可提供大脑组织微观结构的详细信息。神经突内容积比(Ficv)是NODDI的评估参数之一,是反映神经突密度的标志。他们对12例结节性硬化(TS)组和8例对照组患儿进行研究,使用3.0T MR,b值取1000和2000s/mm2,获得20个扩散梯度方向的数据集,并用NODDI Matlab进行分析,得到NODDI的Ficv图以并评估其白质微观结构的变化,并与弥散张量成像各项异性分数(FA)图进行比较。他们发现在定性分析中,Ficv图显示值较低,尤其是在皮质结节区,这些变化可见于没有皮质结节的区域。而FA图显示白质区高信号,不论皮质结节是否存在。在柱状图分析中,Ficv图像的VoxTh比率较FA图像小。在TBSS分析中,与对照组相比,TS区与对照组皮质下或脑回白质区相比,Ficv图像值明显较低。得出结论:在弥散张量成像中,FA的降低可能代表无髓神经纤维轴突的低聚集密度,但在TS病例中并不明显。而NODDI的Ficv显著降低,这可能反映了较细的无髓神经纤维成熟化不全,特别是在TS患者皮质结节区。

Paik等报道,通过7.0T 160mm小动物成像系统,对6只大鼠从出生到生后2个月每周进行MRI扫描,包括谷氨酸化学交换饱和度转移技术(GluCEST)、T2WI和DWI序列扫描。使用GluCEST测定发育中的大鼠大脑五个不同区域(大脑皮层、海马、丘脑、基底节和杏仁核)的谷氨酸浓度水平。他们发现在出生后前5周,在大脑的5个不同区域观察到GluCEST值的增加。5周后,五个脑部区域的谷氨酸水平各不相同。随着出生周数的增长,T2和ADC值降低。谷氨酸浓度与T2或ADC值呈负相关(P<0.0001)。由此推论在大鼠脑中,出生后第五周可能是神经化学发育成熟的时间点,谷氨酸浓度升高,T2和ADC值下降,均受髓鞘形成、神经元变化和发育稳态的影响,该结果可提供出生后早期动物脑疾病模型中谷氨酸浓度的新的参考值。

Matsumoto等发现在小儿复杂手术中3D打印气管有助于管理变形的气道。他们报道了一些颈部脊髓畸形的病例,气道管理是这些患儿术前需考虑的一个重要考虑因素,包括正常气道和颈胸弯曲导致的异常气道变形。在创建模型时,精心设计CT扫描方案获得高分辨率成像数据,采用大视野捕获邻近结构,如脊柱、肋骨、胸骨,静脉注射造影剂以增强血管显示。真人大小的模型是用坚硬耐用的彩色编码材料创建的,气管用硬或软的特定材料另外打印成一个单独的实体。这些3D打印模型有助于术前计划、实践和作为术中参考。放射科医生在构建真人大小的气管模型中起着至关重要的作用。Hu等使用3D打印模拟对比增强的儿童腹部模型,与患者对比增强腹部CT扫描图像进行比较,证实其具有良好图像质量和一致衰减性,说明可以使用3D打印来模拟对比增强人体腹部模型,并利用不同的成像条件和不同的患者尺寸,进一步优化剂量性能和重建算法。Gunnel等发现在肺囊性纤维性变患儿中,使用碳纳米管X射线源阵列数字胸部断层摄影(CNT-RG s-DCT)系统进行前瞻性呼吸门控断层摄影是可行的,且无需屏气。精确的门控和门控分析可以显着减少呼吸运动伪影,但是要达到常规图像质量还需进一步工作。

Cheung等研究腺苷负荷灌注心脏磁共振成像(CMRI)技术在儿童人群中的的应用。该技术在成人中的应用已近成熟,近期提出将“脾脏截断”(SSO)作为成人中药物反应的新标志物。他们回顾性分析了48例使用腺苷负荷灌注的患儿CMRI, 进行SSO可视化和半定量分析。血压动力学改变(血压和心率变化超过基线率的20%)和负荷灌注CMRI检查中的影像表现与SSO的相关。在46.2%(24/52)的病例中观察到SSO,在66.7%(16/24)血液动力学改变阳性的患者中存在。两种比率均低于成人报道中的比率。SSO与血液动力学反应无关(P=0.22)。 诱导负荷灌注缺损与SSO阳性相关(P=0.01),但与血流动力学改变阳性无关(P=0.47)。作为SSO指标的SIR的最佳阈值是0.44(灵敏度91.7%,特异度 89.3%,AUC=0.94)。最终认为腺苷可能不是一种可用的儿童负荷性药物。即使采用标准的用药方案,较低的SSO发生率可能会产生较低的负荷发生率。Goncalves等发现使用外部磁共振相容心电模拟器能够成功获得胎儿心脏的类似心电门控的动态心脏MR图像,证明该技术在先天性心脏病中可作为胎儿超声心动图的辅助手段,有助于产前诊断,如左心发育不良和弯刀综合症等。

Bardo等报道了矢状位激励增强冠状位采集(ENCASE)在小儿体部和肌肉骨骼MRI中的应用价值。ENCASE是一种新的MRI选择,它将射频激励从切片方向移动到相位方向。在冠状面儿童体部采集中,手臂位于两侧,增加了所需的图像宽度。过采样通常用于消除手臂信号混叠,但残余的条纹伪影仍可能存在。此外,过采样会使成像时间增加20%。但当采取ENCASE而不是在横断面或冠状面激励时,相位编码位于组织体积的AP平面或矢状面中,所以激发体积的宽度会最小化。将射频激励切换到相位方向可以获得更快的扫描。ENCASE在3D MSK成像中也很有用,它可以在减少高达50%图像采集的同时,获得高分辨率矩阵图像,并适用于多平面重建的各向同性体素。在MSK成像中可减少扫描所需的序列数量,即使患者无法忍受最佳扫描体位,也能够提高诊断图像质量。

Hwang等发现全身磁共振成像(WB-MRI)可作为新发朗格汉斯细胞组织细胞增生症(LCH)病灶的检测和危险分层的主要手段。他们回顾性分析2011年6月至2017年4月间诊断为LCH并行骨骼测量、骨扫描和WB-MRI (n=46)的患者。评估了三种全身成像模式(骨骼调查、骨扫描和WB-MRI)中每个患者假阳性的敏感性和平均值。对每位患者的全身成像方式进行风险分层。结果发现在LCH检测上,WB-MRI的敏感度(99.0%)明显高于其他检查方法, WB-MRI对危险分层的准确性高于骨骼调查和骨扫描(一致性率分别为0.98、0.91和0.83),但三者间差异性无统计学意义(总P值=0.066)。由此推论WB-MRI对LCH病变的检出率高于骨骼测量和骨扫描,三种全身成像方式对LCH初始危险分层的准确性相当。 Muehe等认为在儿科全身PET / MR扫描中,要想达到全面诊断的简化方法,快速成序列是关键,使用纳米氧化铁作为造影剂,结合局部肿瘤和全身分期的一站式成像扫描,同时后处理所有图像。Marie等认为移植后淋巴增殖性疾病的影像学特征是非特异性的,需要高度的怀疑,PET-CT在移植后淋巴增殖性疾病的管理中具有重要作用,而放射组学和放射基因组学是诊断和预后随访有希望的工具。

Theruvath等认为纳米氧化铁是增强MRI钆剂有前途的替代品。他们回顾性病例对照研究了12例患儿接受至少2次静脉注射纳米氧化铁(3mg/kg)的脑部3.0T MRI,以及10头接受1~2次静脉注射纳米氧化铁(5mg/kg;n=4)的猪脑在7T进行离体MRI,均设置空白对照组。通过测量尾状核、苍白球、壳核、齿状核、丘脑和黑质的R2*值来评估MRI扫描。研究发现在纳米氧化铁增强后,人脑和猪脑中的R2*值没有显着差异。然而,在随访期间检测到儿童大脑齿状核和苍白球中的R2*略微增加,这表明纳米氧化铁可能短暂地残留在特定脑区。Theruvath等认为纳米氧化铁增强MRI可检测小儿肿瘤患者关节浸润。他们回顾性分析13名静脉注射纳米氧化铁颗粒儿童癌症患者的增强MRI结果,发现在纳米氧化铁输注1小时后,无论肿瘤浸润情况如何,关节液未见强化,SNR无显著差异(P>0.05)。后24h后4例患者在T1WI上积液的SNR与肌肉相比显著升高(P=0.002)。其中2例在组织学上诊断为关节浸润,2例未切除的患者在影像学上表现为关节浸润。其余三例24小时后扫描未见明显积液强化,组织学无关节浸润。标准的钆剂增强MR图像没有显示这种差异信号效应。Muehe等发现在不影响正常组织标准摄取值(SUV)的情况下,纳米氧化铁可作为儿童全身PET/MR扫描的造影剂。Tsuchiya等认为在哮喘患儿中使用超极化H3磁共振成像(HP3He MRI)是安全的。该检查未对脉搏和血氧饱和度氧饱和度(SpO2)产生不良影响。

Ichou等发现与标准高频线性阵列传感器(8~22MHz,分辨率超过100μm)相比,超高频超声能够在30~70MHz的频率和30~50μm的分辨率下进行扫描,使图像分辨率得到显著提高,显示标准超声未能显示的细节和特定特征。尽管该技术存在一定的局限性,但在儿科放射学中具有潜在的应用价值,有助于明确诊断,对病理生理学及正常解剖有新的认识。具体表现在:①提高微观结构分辨率有助于评估早产儿的肿块、微小的身体部位和血管通路;②重新定义正常解剖,描绘腹部器官(实体器官和新生儿肠道)的病理;③检测一些确定的影像结果以增加诊断信心(血管瘤、血管畸形和MSK病理)。Chen等认为对于无法切除的实体瘤患儿,超声微血管成像(SMI)引导的活检可以避免取样坏死或纤维化区域,从而减少假阴性结果。

Liszewski等采用便携式床旁透视与重症监护病房(ICU)标准护理(SOC)室内透视,对19例患儿上消化道造影(UGI)或排尿膀胱尿道造影(VCUG)进行比较,发现便携式透视机能够在相同剂量水平上为幼儿提供与室内系统相当的图像质量,且减少运送危重病人的需要,有望改善新生儿和儿童重症监护病房的患者预后。MRI预约等采用了结构化的绩效改进方法,使用Donabedian模型、流程图、石川法(Ishikawa)和关键驱动图,以及Pareto图,减少了MRI预约的待镇静的积压患者、首例患儿检查时间和预约检查时间。Jia等将静音技术应用于新生儿的MRI检查,证实在非镇静条件下的儿童可以获得传统MR相当的图像,下一步应收集数据以探索更优化的序列。

其它

Shelmerdine等回顾分析了6年间16岁以下死亡且能提供完整尸检报告儿童的全身非增强死亡后计算机断层扫描(PMCT)结果,发现在儿科人群中,PMCT的诊断准确率可达75%,其中颅脑敏感性最高(75.6%;60.7%~86.2%),其次为肌肉骨骼系统(98.4%),腹部 (46.2%;23.2%~70.9%),心脏最低(31.3%;14.2%~55.6%)。Hendi等研究表明与MRI相比,围手术期CEUS可以更好地区分良性和恶性软组织和器官病变,并有助于他们进行活检。Juan等回顾了小儿自限性或无害的肿块的典型影像学特征,每一个病例的最佳成像方法,并显示这些未经任何治疗的病变随时间改变的典型影像学特征,证实无需积极治疗。

Clemente等报道了多参数磁共振成像在儿童软组织肉瘤诊断和随访中应用,强调磁共振成像(DWI、IVIM、灌注、动态对比增强、肿瘤示踪和三维容积重建)在诊断与随访中的价值,学习关键影像特点可以区分软组织肉瘤和其他恶性病变。Mamlouk等发现在少数病例中,由于临床检查和MRI结果不具特异性,有许多恶性和非恶性实体可与血管畸形混淆,某些成像方式可以帮助放射科医生区分血管畸形和其他诊断,强调区别成像特征和成像技巧可以帮助读者从相似中识别异常。Medina等认为放射科医师对新ISSVA分类的掌握有助于为全身淋巴管畸形患儿提供正确的诊断和治疗建议。

Cavaliere等发现家庭事故与儿童虐待的影像学表现存在部分重叠,但骨骨折在受虐儿童中很少见。Kim等报道,在儿童动物相关损伤中,影像学检查的作用是确定骨折和异物,及感染的风险。超声和MR可评估皮肤和软组织感染的并发症,如脓肿和骨髓炎;CT用于评估骨损伤,特别是颅骨损伤。

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