ISMRM之MAGiC见微以知萌,见

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MAGiC

一站式弛豫定量磁共振技术

ISMRM

MAGiC

传统磁共振成像使用对比加权图像对疾病进行诊断。其信号强度受扫描参数设置和扫描设备的影响，因此没有直接意义，评价主要是与同一层面其他组织的对比，缺乏客观定量指标。随着磁共振技术的发展，各种定量方法成为磁共振影像临床科研重要的趋势。纵向弛豫时间（longitudinalrelaxation，T1），横向弛豫时间（transverserelaxation，T2），或它们的反向弛豫率（R1，R2），以及质子密度（protondensity，PD）的绝对定量，提供了一种无模型假的绝对尺度，从而能够更客观地评价疾病。然而，过长的扫描时间，高背景噪声以及多种定量图谱合并使用时的额外空间配准，阻碍了其临床应用。

GE一站式弛豫定量磁共振技术:MAGiC(MAGneticresonanceimageCompilation)，又称合成磁共振成像（SyntheticMRI），通过优化多延迟与多回波技术，饱和脉冲与信号采集交替进行层面切换，另外包含对射频场不均匀的估计与校正，实现了多饱和恢复多回波搭配快速自旋回波读出获取弛豫时间及质子密度定量。在一次扫描中，同时产生5种定量图谱（T1，T2，PD，R1，R2），及10种基于定量值的合成对比加权图像（T1W，T2W，PDW，T1WFLAIR，T2WFLAIR，STIR，PSIR，PSIRVessel，DIRWM，DIRGM）。此定量值不仅可以直接用于组织定量分析，并且还可对数据进行后处理，用于脑组织分隔，容积测定和髓鞘容积测定等。

MAGiC技术已经被证实具有良好的准确性和可重复性，并且已被应用于多系统、多器官，如多发性硬化、脑转移、胶质瘤、膝关节损伤、滑膜炎、椎间盘退变、和前列腺癌等多种疾病，显示出良好的诊断效果。在今年国际磁共振年会上，GE磁共振科研团队和全球客户更进一步的探索MAGiC技术在全身各部位的临床科研应用，与13个合作单位共同发表了19篇摘要，其中涵盖了神经系统（，，，，，），乳腺（，，，，，），盆腔（，，），骨肌（，，）与技术验证（）等领域。

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合成磁共振成像定量研究

新冠肺炎患者康复后的脑损伤

愈来愈多证据指出新冠肺炎病毒可能造成中枢神经系统的损伤，但还未有研究深入探索其造成大脑微结构的改变。医院和GE磁共振科研团队合作研究发现，左图与右图分别是T1与T2定量值在正常人，一般新冠肺炎病患及重症新冠肺炎病患的不同脑区中的比较结果。结果显示在如海马旁回，壳核等多个脑区中，新冠肺炎患者的T1与T2定量值显著上升，并且跟疾病严重程度有关。此研究结果提示新冠肺炎病患即使康复后可能仍有永久性的脑损伤，而合成磁共振成像能够作为一项敏感的影像工具来持续追踪损伤的情形。

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定量磁共振研究注意缺陷

多动障碍儿童的脑灰质缺陷

注意缺陷多动障碍(attentiondeficithyperactivitydisorder,ADHD)属于最常见的童年发生神经发育疾病，但其发病机制仍然不清楚。医院和GE磁共振科研团队合作研究发现，左上图分别是T1，T2，PD定量值在ADHD病患与正常儿童之间存在显著差异的脑区，进一步的分析发现左侧小脑T1值，左侧梭状回T2值与注意力评分呈现负相关，右侧小脑T2值则与注意力评分呈现正相关。此研究结果提示特定脑区T1，T2定量值能够作为ADHD的辅助诊断指标，并有机会揭开ADHD的发病机制。

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弛豫定量直方图分析

应用于浸润性乳腺导管癌分子分型

浸润性乳腺导管癌包含多种亚型，而其分子分型对于治疗方案的选择至关重要。肿瘤大小，腋窝淋巴结状态，病理分级，孕酮受体，雌激素受体，人表皮生长因子受体2及Ki-67等是乳腺癌重要的预后因子。医院和GE磁共振科研团队合作研究，使用合成磁共振成像搭配直方图分析，发现多项T1，T2直方图参数能够有效鉴别孕酮及雌激素受体的有无。中间图分别显示T2中位数与均值在不同分子亚型间的差异。下图ROC分析则显示T2均值能够作为鉴别浸润性乳腺导管癌分子亚型的最佳生物标记物（AUC=0.87）。此研究成果目前已顺利发表于EuropeanJournalofRadiology期刊。

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合成磁共振成像定量图谱

应用于宫颈癌分级

宫颈癌属于最常见的妇科肿瘤，其病理分级决定了疾病的病程，治疗结果及病患存活率。医院和GE磁共振科研团队合作研究，探索由合成磁共振成像获取的多种定量图谱应用于宫颈癌分级的可行性。结果发现低分化的宫颈癌拥有显著更低的T1与T2定量值。下图ROC分析则显示联合T1与T2定量值能够很好的鉴别不同级别的宫颈癌（AUC=0.84）。此研究结果提示弛豫定量结果能够作为宫颈癌病理分级的影像定量指标。

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合成磁共振成像与传统T2定量方法

对于椎间盘退化诊断的比较

椎间盘退化是下背疼痛最常见的成因。磁共振T2定量方法已被证实可以作为椎间盘退化的量化指标，但其临床应用受限于较长的扫描时间。华中科技大学同医院和GE磁共振科研团队合作研究，系统性的比较MAGiC和传统T2定量结果直方图参数在椎间盘退化分级的效能。结果发现两种T2直方图参数呈现中度至高度相关（上图），并且除了偏度及峰度外，皆与Pfirrmann评分显著负相关（中图）。下图ROC分析则显示MAGiC的T2均值，中位数及偏度对于Pfirrmann评分一，二级与三，四级之间的鉴别相较传统T2定量方法有更好的效能。此研究结果提示MAGiC可能能够作为常规腰椎临床扫描，同时提供对比加权图像及准确的定量结果帮助诊断。

MAGiC

MAGiC技术引领传统磁共振进入快速精准定量磁共振的时代。在目前全球发表的定量磁共振SCI文章中已经能够看到MAGiC技术在多系统、多器官的临床科研应用。除了临床诊断层面，今年的磁共振年会上更看到MAGiC技术获得的T1，T2及PD定量值可以作为生物标记物反应组织的微结构改变，在组织形态改变前发现其微观变化，便于不同组织间或病灶信号的对比，将定量磁共振推向早期诊断及治疗后评估。「圣人见微以知萌，见端以知末」，我想，他们应该也领略了由影像生物标记物反应疾病本质的，MAGiC之奥妙。

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