肿瘤太小MRI“看不见”?这项新技术可使脑肿瘤可见度提高一倍
2020/11/10
T1 RESS是一种新颖的MRI方法,可将肿瘤与大脑的对比度提高两倍,并能够调节血管信号。

对待疾病,“早发现,早治疗”早已是深入人心的一句口号,但对于很多癌症患者来说,做到早发现并不是一件易事。除了身体感觉不到异样而没有及时做检查外,体积太小的肿瘤也会逃过现代成像技术的“法眼”,从而获得在患者体内持续生长的机会,成为“漏网之鱼”。

不过,最近登上《Science Advances》的一项新的成像技术将使这些“漏网之鱼”暴露身份。由美国北岸大学健康系统带领的团队开发出了一种新的三维成像技术,该技术可大大改善磁共振成像(MRI)扫描中脑部肿瘤的可见性,使其在肿瘤更小、更可治疗的早期阶段被诊断出来。


DOI: 10.1126/sciadv.abd1635

这是一种新的MRI脉冲序列,称为“T1弛豫增强稳态(T1 RESS)”,通过差异抑制非增强背景组织的信号强度,同时保持增强造影剂病变的信号强度,从而提高了增强MRI中肿瘤的可见度。

此外,T1 RESS还能调节血管信号,它有2个变体,一种称为“平衡” T1 RESS(bT1 RESS),其梯度矩完全平衡,从而使对比度增强的血管显得明亮;另一种为“不平衡” T1 RESS(uT1 RESS),通过使用其中梯度不平衡的稳态读数使血管变黑。

对54名患有可疑或已知脑肿瘤的成人受试者进行的脑部增强MRI 结果显示,与广泛使用的现有MRI技术相比,该技术可将肿瘤与正常脑组织之间的对比度提高两倍,极大地改善了肿瘤的可见性,并且易于检测。


脑膜瘤患者(红色箭头)。

左:未经修改的3D bSSFP序列采集显示的脑脊液信号明亮且组织对比度较差,导致排除对肿瘤或血管的诊断评估。中:使用bT 1 RESS时,脑脊液和健康的脑组织显得相对较暗。增强对比的脑膜瘤、鼻粘膜、静脉窦及其支流具有极好的可见性。右:使用3D spoiled GRE序列,肿瘤的可见度和血管细节不及bT1 RESS。

论文主要作者Robert Edelman博士强调:“对于体积非常小的恶性肿瘤,这种新技术的优势尤其明显。因此这种恶性肿瘤很难看清,标准成像技术可能会将其遗漏掉。对于接受手术或放射疗法治疗的患者,对比增强扫描可以提高肿瘤边缘的可见度,以确保整个肿瘤都能得到治疗并获得更好的结果。”

“尽管当前的研究集中在对脑部肿瘤进行成像,但我们计划将该技术应用于检测乳腺癌和前列腺癌。” Robert Edelman博士表示,“不过,这项初步研究的结果需要在更大的多站点试验中得到证实。”


转移性黑色素瘤患者的脉冲序列比较。

图中显示了轴向(顶部)和冠状(底部)最大强度投影(10毫米厚),突出显示uT1 RESS(左)和3D spoiled GRE(右)的病变可见度的差异。与3D spoiled GRE相比,uT1 RESS可以更好地看到小的转移灶。双重改善的对比度和uT1 RESS抑制血管内信号的组合有助于明确识别小转移灶。

除了提高对比度外,该研究还证实,T1 RESS对一系列非肿瘤领域同样有益,例如, uT1 RESS对对比增强的敏感性和血管内信号的抑制有助于检测多发性硬化症的活动性病变或评估血管壁炎症,而bT1RESS的高SNR效率可大幅减少磁共振血管造影所需的剂量或扫描时间。

值得注意的是,由于该技术仅涉及安装专用软件包,因此很容易广泛应用在MRI扫描仪上。如果得到广泛应用,实现恶性肿瘤的早期诊断,那么成千上万癌症患者的治愈希望将会大大增加。

参考资料:

1.Twofold improved tumor-to-brain contrast using a novel T1 relaxation-enhanced steady-state (T1RESS) MRI technique

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