肌肉骨骼疾病的诊断、监测和术后随访往往依赖肌肉骨骼肌成像,通过无创可视化方法了解解剖结构、生理过程和病理状况。过去几年扫描仪技术、采集技术和后处理方法的最新发展,极大地扩展了肌肉骨骼MRI和CT的诊断性能和临床适用性。本文重点介绍了肌肉骨骼MRI和CT的新兴技术进展。
常规加速MRI检查
更短的检查时间可提高患者舒适度,减少了运动伪影以及镇静的需要。二维(2D)并行成像加速、压缩传感欠采样和同时多层采集技术的进步现在在大多数MRI供应商平台上都可以使用,在1.5-T和3.0-T扫描仪上肌肉骨骼MRI成像可以有4到8倍的加速。
超分辨率MRI重建
超分辨率MRI是一种研究方法,用于提高快速获取的低分辨率图像的空间分辨率,超过传统傅里叶截面方向插值算法的目标。与传统的3DTSE获取相比,超分辨率图像显示图像模糊度减少,但组织对比度和流体亮度较低。
超高场强度磁共振成像
高场强1.5T和3.0TMRI扫描仪已成为肌肉骨骼成像的临床标准。随着欧盟和美国食品和药物管理局批准的临床7.0-T扫描仪,人们对超高场强MRI的兴趣增加。超高场强MRI在较短的扫描时间内可以获得更高空间分辨率的图像。在超高场强下的肌肉骨骼成像的初步临床研究已经证明了多个关节的高分辨率图像的可行性,然而,长时间的扫描和伪影会造成的图像质量下降。
现代低场强度磁共振成像
场强在0.25T和1.0T之间的系统属低场强MRI扫描仪,早期低场强MRI扫描仪的图像质量较差,主要是由于扫描仪的硬件和软件不理想。由于技术进步,图像质量有了显著的提高。与高场强1.5-T和3.0-T扫描仪相比,低场强MRI扫描仪也有几个独特的优势:在低磁场强度时,磁场磁化率降低,从而减少了空气-组织界面和金属植入物周围的伪影;脂肪和水之间的化学转移也减少了;在低场强下发生的T1弛豫时间缩短对t1加权成像特别有利,因为它增加了脊髓灰质和白质等组织之间的对比度。
双能CT
市售双能CT分析可以不同X射线能谱图像数据之间的衰减差异,与单能CT相比,辐射剂量没有增加。双能CT在检测痛风患者尿酸钠晶体方面具有很高的准确性。还可以去除骨小梁的高密度钙信号,提高了对挫伤和骨折所致骨髓衰减变化的检测。双能CT的DL重建方法与目前使用的重建技术相比,它可以创建具有降低噪声和波束硬化伪影的材料分解图像,并提高边缘清晰度。双能CT还可以从不同能谱下获得的图像数据中创建一个虚拟的单色X射线束。单色高能图像可以更好地穿透致密的金属,减少金属植入物周围的条纹伪影,而单色低能图像可以提供更优越的对比度,以更详细地评估天然的骨和软组织。
光子计数探测器CT
目前的临床CT扫描仪使用能量集成固态探测器,在采集过程中将总X射线光子能量转换为能量比例的电子信号。相比之下,光子计数探测器CT系统分别对每个X射线光子进行计数和测量的能量。光子计数探测器CT直接将每个X射线光子的能级转换为电信号,促进小探测器像素设计而不损失几何辐射剂量效率,并允许同时在多个能谱下采集图像数据。光子计数探测器CT现在已经上市,与目前使用的能量积分探测器CT相比,它可以在相同的辐射剂量或更低的辐射剂量下提供更低噪声的图像。
合成CT
MRI在评估密集组织的肌肉骨骼组织方面受到限制,而传统的MRI技术无法从中获得信号。已经开发了几种商业上可用的技术来创建MRI扫描,使用可精确测量的定量Hounsfield单位来以模拟CT图像的外观和基于MRI的合成CT图像的外观。从MRI合成CT图像有几个优点,包括避免电离辐射暴露,MRI和CT图像的准确共配准,以及无需进行第二次研究即可获得CT信息。