Name: 氧化铁纳米颗粒给药后肿瘤T2 弛豫时间的测量 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-19T13:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 30 s
Description: 了解使用OsiriX软件和T2 Fit Map插件测量肿瘤T2*弛豫时间的标准化方案。该方法无需编程知识，可在不同MRI设备上实现可靠且一致的肿瘤T2*测量，提高临床影像质量保障水平。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本工作部分得到了美国国家癌症研究所资助项目（资助号：U24CA264298）的支持。我们感谢斯坦福大学卢卡斯研究中心PET/MRI代谢服务中心的Dawn Holley、Kim Halbert和Mehdi Khalighi在PET/MRI扫描采集过程中提供的协助。我们感谢Daldrup-Link实验室成员在本项目中提供的宝贵意见和讨论。

本方案已为一项前瞻性临床试验及协同临床研究而制定。该研究符合《健康保险可携性和责任法案》（HIPAA）要求，并已获得斯坦福大学机构审查委员会（IRB）的批准。所有患者或其法定授权代表均签署了书面知情同意书，所有7至18岁的儿童受试者均签署了同意参与声明书。
1. 安装并启动 T2 Fit Map 插件
<ol>
	<li>启动 Osirix 软件。通过插件管理器安装 T2 Fit Map 插件，然后重新启动软件。
	<ol>
		<li>在菜单栏上，单击 Plugins 按钮。点击下拉菜单并选择 Install a plugin package（图 1）。</li>
		<li>插件管理器加载完成后，从下拉菜单中选择可用插件，然后选择 T2 Fit Map（图 2）。</li>
		<li>单击 download &amp; install。关闭插件管理器并重新启动软件。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将多回波梯度回波序列图像以 DICOM 文件格式加载到软件中。</li>
	<li>更改鼠标按钮功能以绘制感兴趣区域（ROI）（图 3）。</li>
	<li>使用此鼠标按钮功能，为所需的 ROI 定义形状：从下拉菜单中选择 Oval 或 Closed Polygon，或其他所需形状（图 4）。</li>
	<li>在具有不同回波时间（TEs）的目标图像中绘制 ROI。</li>
	<li>选择所有需要生成 T2* 图的、具有不同 TEs 的图像中的 ROI。</li>
	<li>单击 Plugins 按钮，从下拉菜单中选择 Image filters ，然后选择 T2 Fit Map。</li>
	<li>单击 T2 Fit Map。将打开一个对话框；单击对话框底部的 Generate Map（图 5）。 
	注意：系统将为所选 ROI 在不同 TE（ms）下的数据生成拟合曲线，并显示最小值、平均值和最大值 T2* 值。平均 T2* 值将在曲线下方计算并显示（图 6）。</li>
</ol>
<img alt="分析软件中插件安装的菜单窗口。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图1"> 
图1：从下拉菜单中选择“安装插件包”。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="插件管理器界面显示 T2 Fit Map 插件的安装选项。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 2"> 
图 2：从可用插件中选择“T2 Fit Map”。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="鼠标功能选择界面，重点展示如何更改鼠标按钮设置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图3"> 
图3：截图展示如何更改鼠标按钮功能以绘制感兴趣区域（ROI）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="科学图表工具菜单，显示角度、矩形、椭圆、文本、箭头、多边形等选项。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 4"> 
图4：截图展示如何为感兴趣区域（ROI）选择不同的形状。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="用于像素计算的放大倍数界面；输入1000，包含均值选项和生成图谱工具。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 5"> 
图5：选择“T2拟合图谱”后，如何选择“生成图谱”的界面截图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="显示横向弛豫数据分析结果的T2拟合图及回归曲线。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图6"> 
图6：显示生成T2*值拟合曲线的截图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig06large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
2. 利用掩模定义排除噪声
注意：为了在用于计算参数图的T2map_MSME数据的第一个回波上定义掩膜，需设置较低的第一个回波信号阈值以计算T2*值（此时T2*图体积将排除在多自旋多回波（MSME）第一个回波时信号过低而无法准确计算的像素）。可通过提高阈值来排除更多像素，或降低阈值以包含更多像素。
<ol>
	<li>要在参数数据之外的图像序列上定义掩膜感兴趣区域（ROI），请打开所需的序列（例如，T2map_MSME 的第一个回波，TE = 15），并选择一个切片。</li>
	<li>在 ROI 下拉菜单底部，选择 区域生长…。</li>
	<li>选择 3D 区域生长… 单选按钮（图7）。</li>
	<li>在算法下拉菜单中，选择 阈值（上下限）。</li>
	<li>将下限和上限阈值分别设置为对侧小腿肌肉信号的 0 和 X%（例如，设置阈值以掩除肿瘤 ROI 中最多的斑点噪声，并保留最多可评估的肿瘤 T2(*) 值）。</li>
	<li>根据需要设置 ROI 名称。</li>
	<li>在图像上点击以放置 ROI 生长的种子点。</li>
	<li>点击 计算 按钮。</li>
	<li>在 ROI 菜单中，选择 保存该序列的所有 ROI…（图8）。 
	注：现在，用于定义参数图中需掩除区域的 ROI 已保存，可应用于参数数据。</li>
	<li>在 4D 查看器中打开参数数据集。</li>
	<li>在 ROI 菜单中，选择 导入 ROI…。 
	注：掩膜 ROI 现已导入至第一个参数序列中。</li>
	<li>确认 ROI 位于第一个 3D 体积数据中，而非 4D 数据中。</li>
	<li>应用掩膜以映射数据。操作方法为：在 ROI 下拉菜单底部选择 将像素值设置为，然后选择 应用于：同名 ROI…（图9）。</li>
	<li>勾选 传播至 4D 序列 复选框。</li>
	<li>设置位于 ROI 内部 的像素。</li>
	<li>将 新值设置为： 0。</li>
</ol>
<img alt="分割参数示意图；二维/三维区域、阈值算法、感兴趣区域创建、图像分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig07.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图7"> 
图7：显示分割参数的截图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig07large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="分析软件界面的兴趣区域菜单选项；数据导入和保存功能。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig08.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图8"> 
图8：截图显示如何选择“保存本系列所有兴趣区域…”。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig08large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="用于4D数据ROI传播、像素值阈值和序列应用选项的设置菜单。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig09.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图9"> 
图9：显示在“将像素值设置为”中需输入的数值的截图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig09large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>

<ol><li>Garbowski, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biopsy-based+calibration+of+T2%2A+magnetic+resonance+for+estimation+of+liver+iron+concentration+and+comparison+with+R2+Ferriscan%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Biopsy-based calibration of T2* magnetic resonance for estimation of liver iron concentration and comparison with R2 Ferriscan.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 16 (1), 40(2014).</li>
<li>OsiriXDICOM Viewer. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.osirix-viewer.com/">https://www.osirix-viewer.com/</a> (2023).</li>
<li>Linfante, I., Llinas, R. H., Caplan, L. R., Warach, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+features+of+intracerebral+hemorrhage+within+2+hours+from+symptom+onset%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">MRI features of intracerebral hemorrhage within 2 hours from symptom onset.</a> Stroke. 30 (11), 2263-2267 (1999).</li>
<li>Labranche, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liver+iron+quantification+with+MR+imaging%3A+a+primer+for+radiologists%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Liver iron quantification with MR imaging: a primer for radiologists.</a> Radiographics. 38 (2), 392-412 (2018).</li>
<li>Triadyaksa, P., Oudkerk, M., Sijens, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+T2%2A+mapping%3A+Techniques+and+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Cardiac T2* mapping: Techniques and clinical applications.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 52 (5), 1340-1351 (2020).</li>
<li>Anderson, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+T2-star+%28T2%2A%29+magnetic+resonance+for+the+early+diagnosis+of+myocardial+iron+overload%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular T2-star (T2*) magnetic resonance for the early diagnosis of myocardial iron overload.</a> European Heart Journal. 22 (23), 2171-2179 (2001).</li>
<li>Seo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+T2%2A+relaxation+time+of+breast+cancer%3A+correlation+with+clinical%2C+imaging+and+pathological+features%5BTitle%5D)+AND+%22Korean+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Estimation of T2* relaxation time of breast cancer: correlation with clinical, imaging and pathological features.</a> Korean Journal of Radiology. 18 (1), 238-248 (2017).</li>
<li>Serkova, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle-based+magnetic+resonance+imaging+on+tumor-associated+macrophages+and+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle-based magnetic resonance imaging on tumor-associated macrophages and inflammation.</a> Frontiers in Immunology. 8, 590(2017).</li>
<li>Chen, X., Qiu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pilot+study+of+short+T2%2A+measurements+with+ultrashort+echo+time+imaging+at+0.35+T%5BTitle%5D)+AND+%22BioMedical+Engineering+OnLine%22%5BJournal%5D)">A pilot study of short T2* measurements with ultrashort echo time imaging at 0.35 T.</a> BioMedical Engineering OnLine. 17 (1), 70(2018).</li>
<li>Yi, J., Lee, Y. H., Song, H. -T., Suh, J. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+T2%2A+between+regular+echo+time+and+ultrashort+echo+time+with+3D+cones+at+3+tesla+for+knee+meniscus%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine%22%5BJournal%5D)">Comparison of T2* between regular echo time and ultrashort echo time with 3D cones at 3 tesla for knee meniscus.</a> Medicine. 97 (48), e13443(2018).</li>
<li>Weishaupt, D., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWeishaupt%2C+D+%22How+Does+MRI+Work%3F%3A+An+Introduction+to+the+Physics+and+Function+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22">How Does MRI Work?: An Introduction to the Physics and Function of Magnetic Resonance Imaging</a>. , Springer. Berlin, Heidelberg. (2006).</li>
<li>Wood, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+quantifying+iron+overload%5BTitle%5D)+AND+%22Hematology.+American+Society+of+Hematology%22%5BJournal%5D)">Guidelines for quantifying iron overload.</a> Hematology. American Society of Hematology. 2014 (1), 210-215 (2014).</li>
<li>Branisso, P. P. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+methods+for+iron+overload+evaluation+in+dysmetabolic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Hepatology%22%5BJournal%5D)">Non-invasive methods for iron overload evaluation in dysmetabolic patients.</a> Annals of Hepatology. 27 (4), 100707(2022).</li>
<li>Schaefer, B., Meindl, E., Wagner, S., Tilg, H., Zoller, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravenous+iron+supplementation+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Aspects+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Intravenous iron supplementation therapy.</a> Molecular Aspects of Medicine. 75, 100862(2020).</li>
<li>Haacke, E. M., Mittal, S., Wu, Z., Neelavalli, J., Cheng, Y. -C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Susceptibility-weighted+imaging%3A+technical+aspects+and+clinical+applications%2C+part+1%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR%3A+American+Journal+of+Neuroradiology%22%5BJournal%5D)">Susceptibility-weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 1.</a> AJNR: American Journal of Neuroradiology. 30 (1), 19-30 (2009).</li>
<li>T2 Mapping Slicer Extension. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://github.com/gattia/Slicer-T2mapping">https://github.com/gattia/Slicer-T2mapping</a> (2021).</li>
<li>3D Slicer image computing platform. 3D Slicer. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://slicer.org/">https://slicer.org/</a> (2023).</li>
<li>Messroghli, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open-source+software+tool+for+the+generation+of+relaxation+time+maps+in+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">An open-source software tool for the generation of relaxation time maps in magnetic resonance imaging.</a> BMC Medical Imaging. 10, 16(2010).</li>
<li>GNU Octave. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://octave.org/">https://octave.org/</a> (2023).</li>
<li>Chavhan, G. B., Babyn, P., Thomas, B., Shroff, M., Haacke, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles%2C+techniques%2C+and+applications+of+T2%2A-based+MR+imaging+and+its+special+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Principles, techniques, and applications of T2*-based MR imaging and its special applications.</a> Radiographics. 29 (5), 1433-1449 (2009).</li>
<li>Aghighi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+tumor+associated+macrophages%3A+clinical+translation%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of tumor associated macrophages: clinical translation.</a> Clinical Cancer Research. 24 (17), 4110-4118 (2018).</li>
<li>Trujillo-Alonso, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FDA-approved+ferumoxytol+displays+anti-leukaemia+efficacy+against+cells+with+low+ferroportin+levels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">FDA-approved ferumoxytol displays anti-leukaemia efficacy against cells with low ferroportin levels.</a> Nature Nanotechnology. 14 (6), 616-622 (2019).</li>
<li>Ishiyama, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor-liver+contrast+and+subjective+tumor+conspicuity+of+respiratory-triggered+T2-weighted+fast+spin-echo+sequence+compared+with+T2%2A-weighted+gradient+recalled-echo+sequence+for+ferucarbotran-enhanced+magnetic+resonance+imaging+of+hepatic+malignant+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Tumor-liver contrast and subjective tumor conspicuity of respiratory-triggered T2-weighted fast spin-echo sequence compared with T2*-weighted gradient recalled-echo sequence for ferucarbotran-enhanced magnetic resonance imaging of hepatic malignant tumors.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 27 (6), 1322-1326 (2008).</li>
<li>Hirokawa, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatic+lesions%3A+improved+image+quality+and+detection+with+the+periodically+rotated+overlapping+parallel+lines+with+enhanced+reconstruction+technique-evaluation+of+SPIO-enhanced+T2-weighted+MR+images%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Hepatic lesions: improved image quality and detection with the periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction technique-evaluation of SPIO-enhanced T2-weighted MR images.</a> Radiology. 251 (2), 388-397 (2009).</li>
<li>Tonan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+small+%28%E2%89%A42cm%29+dysplastic+nodules+and+well-differentiated+hepatocellular+carcinomas+with+ferucarbotran-enhanced+MRI+in+a+1.0-T+MRI+unit%3A+Utility+of+T2%2A-weighted+gradient+echo+sequences+with+an+intermediate-echo+time%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Evaluation of small (≤2cm) dysplastic nodules and well-differentiated hepatocellular carcinomas with ferucarbotran-enhanced MRI in a 1.0-T MRI unit: Utility of T2*-weighted gradient echo sequences with an intermediate-echo time.</a> European Journal of Radiology. 64 (1), 133-139 (2007).</li>
<li>Rief, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+focal+liver+lesions+in+unenhanced+and+ferucarbotran-enhanced+magnetic+resonance+imaging%3A+a+comparison+of+T2-weighted+breath-hold+and+respiratory-triggered+sequences%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Detection of focal liver lesions in unenhanced and ferucarbotran-enhanced magnetic resonance imaging: a comparison of T2-weighted breath-hold and respiratory-triggered sequences.</a> Magnetic Resonance Imaging. 27 (9), 1223-1229 (2009).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

本方案允许我们基于多回波梯度回波序列、外部软件及T2*图生成插件来测量肿瘤的T2*弛豫时间。该方案中的关键步骤包括：在扫描方案中加入具有极短回波时间（TE）的多回波梯度回波序列，以及使用外部软件对多回波梯度回波图像进行单指数拟合。必须根据图像的采集时间对输入的多回波梯度回波图像进行正确排序。此操作可通过在外部软件的“首选项：数据库”下拉菜单中按采集时间对影像数据序列进行排序来实现。
我们使用的软件采用单指数拟合方法，对多回波梯度回波信号进行拟合，且不包含常数偏移，用于T2*拟合。对于铁过载水平极高的组织（T2* &#60; 2–3 ms），该方法可能不充分，因为在低T2*值的情况下，MR信号会达到一个等于整流后瑞利噪声（Rician noise）的&#34;平台&#34;。然而，在静脉注射氧化铁纳米颗粒后通常不会出现这种情况。但是，如果在肿瘤组织中观察到明显的纳米颗粒积聚，则使用纯指数模型可能导致重要的诊断误差，可通过单指数偏移法5或R2单指数截断法5加以纠正，以获...

利用磁共振成像（MRI）对全身各种组织中的肿瘤T2*弛豫时间进行无创定量分析已被广泛应用1。本文的目的是提供一种独立于Osirix等扫描仪专用软件的肿瘤T2*弛豫时间测量方案2。该方法可实现对来自不同中心、不同厂商及不同扫描仪的影像数据进行统一分析。事实上，成千上万的用户均可采用相同的方法，从而提高肿瘤T2*测量的标准化水平。神经放射学专家、心脏成像专家和腹部成像专家等已将T2*测量用于多种不同目的。用于测量组织T2*弛豫时间的MRI脉冲序列已被应用于颅内出血3、肝脏铁含量1,4和心脏铁含量5,6等的评估，并经过优化。其他研究者则利用T2*测量来定量估算恶性肿瘤中铁氧化物纳米颗粒的积聚情况7,8。然而，许多先前的方法依赖于机构内部软件或特定扫描仪的软件，限制了其仅能在特定机构或特定扫描仪获取的数据上使用。本文介绍一种通用方法，可根据任何能够生成多回波梯度回波图像的临床前或临床MRI扫描仪所获得的数据，生成肿瘤T2*图谱和肿瘤T2*弛豫时间。所需的梯度回波序列应具有极短的首个回波时间以及紧密的回波间隔9,10。将多回波梯度回波图像输入外部软件后，即可计算出肿瘤T2*图谱并测量肿瘤T2*弛豫时间。外部软件中的T2 Fit Map插件将T2*衰减曲线拟合为单指数模型：S(t) = Soe-t/T2* 11，其中S(t)表示在给定时间t时的信号或过程值；S0表示t = 0时信号或过程的初始值；t表示时间；T2*，又称表观横向弛豫时间，用于表征信号或过程的衰减速率；e为自然对数的底（约等于2.71828）。该方程描述了一个指数衰减过程，信号或过程随时间按衰减速率T2*呈指数下降。T2*值越大，衰减速率越慢，反之亦然。同一软件也可用于输入多回波自旋回波图像，并通过将T2衰减曲线拟合为S(t) = Soe-t/T2来生成肿瘤T2值。曲线拟合使用外部软件完成，且未引入常数偏移项。两条衰减曲线均表现为单指数行为，其中T2*的持续时间较T2更短。
对于血色素沉着症和血色病患者，通过组织活检定量肝脏铁含量是金标准，而非侵入性的磁共振成像（MR imaging）则用于建立基线值，并实现对铁含量随时间变化的无创监测12,13。尽管用于肝脏铁定量的T2*图生成技术已较为成熟4，但目前尚无标准化的方案用于测量肿瘤的T2*弛豫时间。虽然扫描仪软件也可生成T2*图，但其应用受限于特定型号的扫描仪和厂商。在肿瘤学领域，同一患者的系列影像研究常常在不同的扫描仪上进行，而多中心MRI数据也通常来自不同厂商和型号的设备。此外，共临床影像研究（co-clinical imaging research）正日益普及，需要对患者与模拟其肿瘤的小鼠模型的MRI数据进行比较。本方案旨在提供一种不依赖于扫描仪软件的肿瘤T2*弛豫时间测量方法，从而实现对来自不同中心和不同扫描仪的影像数据进行统一分析。事实上，成千上万的用户均可采用相同的方法，从而提高肿瘤T2*测量的标准化程度和可重复性。本方案采用可从互联网下载的外部软件，将多回波梯度回波图像输入该软件，并按单指数衰减公式进行拟合，以生成T2*图，随后通过操作者定义的兴趣区域（ROIs）在图上测量肿瘤的T2*弛豫时间5。氧化铁纳米颗粒可按不同剂量输注14。在本研究中，患者接受了Ferumoxytol注射液（30 mg/mL），总体积17 mL，含510 mg元素铁，剂量为每公斤体重5 mg元素铁。随后使用设定的序列参数采集多回波梯度回波序列图像15。

<table><tbody><tr><td>OsiriX</td><td>Pixmeo SARL</td><td></td><td>https://www.osirix-viewer.com/</td></tr><tr><td>3T GE MR 750</td><td>GE Healthcare，芝加哥，伊利诺伊州</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FERAHEME（ferumoxytol 注射液）</td><td>AMAG Pharmaceuticals, Inc. 1100 Winter Street Waltham, MA 02451</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

注射氧化铁纳米颗粒后肿瘤t2*弛豫时间的测量

Measurement of Tumor T2* Relaxation Times after Iron Oxide Nanoparticle Administration

T2*弛豫测量法是利用磁共振成像（MRI）检测超顺磁性氧化铁纳米颗粒对肿瘤组织影响的成熟方法之一。氧化铁纳米颗粒可缩短肿瘤的T1、T2和T2*弛豫时间。尽管T1效应随纳米颗粒的尺寸和组成而变化，T2和T2*效应通常占主导地位，而在临床环境中，T2*测量的时间效率最高。本文介绍了我们测量肿瘤T2*弛豫时间的方法，该方法采用多回波梯度回波序列、外部软件以及标准化协议，使用与扫描仪无关的软件生成T2*图。这有助于比较来自不同临床扫描仪、不同厂商以及共临床研究（即在小鼠模型和患者中获得的肿瘤T2*数据）的影像数据。软件安装完成后，需通过插件管理器安装T2 Fit Map插件。本方案提供了从将多回波梯度回波序列导入软件，到生成彩色编码的T2*图并测量肿瘤T2*弛豫时间的详细操作步骤。该方案适用于身体任何部位的实体瘤，并已基于临床前成像数据和患者临床数据得到验证。该方法可促进多中心临床试验中的肿瘤T2*测量，并提高共临床及多中心数据分析中肿瘤T2*测量的标准化和可重复性。

<img alt="显示周长、面积计算、统计数据和测量细节的形态分析示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64773/64773fig10.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图10"> 
图10：在转移性骨肉瘤病灶上叠加感兴趣区域（ROI）的T2*图，显示T2*值的平均值和标准差。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64773/64773fig10large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="T2弛豫时间分析图；数据拟合；回归线；MRI研究；横向弛豫。" class="xfi...

我们介绍了一种使用外部软件定量测定肿瘤T2*弛豫时间的标准化方案。通过采集多回波梯度回波图像，并将其输入软件，以生成肿瘤T2*图并测量肿瘤T2*弛豫时间。

注射氧化铁纳米颗粒后肿瘤T2*弛豫时间的测量

T2*弛豫测量是用于评估超顺磁性氧化铁纳米颗粒对肿瘤组织影响的成熟方法之一，结合磁...

本方案能够在不同扫描仪、制造商和机构之间实现标准化的肿瘤T2*测量。该方案无需编程语言，即可提升质量控制水平并具备广泛的临床应用能力。该技术的主要优势在于能够促进在不同磁共振成像（MRI）扫描仪上进行可靠且一致的肿瘤T2*测量。此外，该方法具有良好的可及性和用户友好性，降低了应用门槛。新手操作者可能在序列设置和感兴趣区域（ROI）选择方面存在困难。建议遵循操作步骤，确保正确的T序列排列，并通过练习ROI绘制，以实现准确的T2*图生成与拟合。首先启动 OsiriX 软件以安装 T2 Fit Map 插件。单击菜单栏上的 Plugins 按钮，然后从下拉菜单中选择 Plugins Manager。插件管理器加载完成后，从可用插件列表中选择 T2 Fit Map。单击下载并安装。然后关闭插件管理器。软件重启后，将多回波梯度去相位序列图像以 DICOM 文件格式加载到软件中。更改鼠标按钮功能以绘制感兴趣区域（ROI）。然后从下拉菜单中选择椭圆、闭合多边形或所需的形状，并在具有不同回波时间的图像上绘制ROI。选择需要生成T2*图的不同回波时间图像中的ROI。从下拉菜单中，点击插件按钮，选择图像滤波器，然后选择 T2 拟合图。点击 T2 拟合图后，将弹出一个对话框。然后点击生成图。要在数据之外的图像序列上定义掩膜感兴趣区域（ROI），请打开目标序列并选择一个切片。从 ROI 下拉菜单中选择“区域生长”，然后选择“3D 区域生长”单选按钮。在算法下拉菜单中选择“阈值”，将下限和上限阈值分别设置为对侧肌肉信号的 0 和 X%。根据需要命名感兴趣区域（ROI）。然后单击图像以放置 ROI 生长的种子点，再单击“计算”（Compute）。在 ROI 菜单中，选择“保存本序列的所有 ROI”（Save All ROIs of this Series）。接下来，在4D查看器中打开数据集。确保感兴趣区域（ROI）位于第一个3D体积中后，从ROI菜单中选择导入ROI，然后通过选择“将像素值设置为”来应用掩膜以映射数据。接着选择“应用于同名ROI”。勾选“传播至4D序列”选项框，设置ROI内部的像素，并将这些像素的新值设为零。本研究展示了转移性骨肉瘤患者T2*弛豫时间的定量分析。通过该患者不同回波时间下选定感兴趣区域（ROI）的最小、平均和最大T2*值，生成了拟合曲线。颜色编码的T2*图与增强T1加权梯度回波图像融合，以提供解剖定位。必须根据多回波梯度去相位图像的采集时间对其进行排序。这可以通过在外部软件的首选项数据库下拉菜单中按采集时间对成像数据序列进行排序来实现。我们的方案显著提高了重复性和可再现性，在多种癌症研究中提供了稳定的T2*弛豫时间。

measurement-tumor-t2-relaxation-times-after-iron-oxide-nanoparticle

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

氧化铁纳米颗粒给药后肿瘤T2*弛豫时间的测量

用于评估纳米颗粒在细胞内生物分布的生物成像方法，适用于纳米制剂化合物的治疗和诊断监测。通过组织学共定位分析，本文所述方法具有高灵敏度和特异性。这些方法为从啮齿类动物到人类的应用提供了转化路径。...

用于诊断与治疗监测的纳米材料注册生物成像

本方案描述了生物功能化普鲁士蓝纳米颗粒的合成及其作为多模态分子成像探针的应用。该纳米颗粒具有核-壳结构，其中位于纳米颗粒核心内的钆或锰离子可产生磁共振成像（MRI）对比效应。生物功能化外壳则包含用于荧光成像的荧光团以及用于分子靶向的靶向配体。...

用于多模态分子成像应用的生物功能化普鲁士蓝纳米颗粒

脂质体在肿瘤内部的异质性蓄积与异常的肿瘤微环境相关。本文介绍了通过灌注成像和基于影像引导的机器人系统测量肿瘤微循环及升高的间质液压力（IFP）的方法。这些测量结果与利用容积微计算机断层扫描（micro-CT）成像确定的脂质体在肿瘤内部的蓄积情况进行比较。...

实体瘤中灌注、间质液压力和脂质体积累的空间测量

对...的了解不足 体内 纳米药物的性能阻碍了其临床转化。用于评估的程序 体内...

全面评估的综合流程 在体 内 癌症纳米药物的性能评估

本文描述了一种利用定量磁共振成像（qMRI）参数在大鼠脑卒中模型中估算脑卒中发病时间的实验方案。该方法采用扩散磁共振成像来界定急性期脑卒中病灶，并结合定量T1和T2（qT1和qT2）弛豫时间对脑卒中发生时间进行推断。...

一种用于估计永久性脑缺血中风发作时间的磁共振成像方案

我们描述了一种用于临床前体内追踪癌症转移的实验方案。该方法基于一种放射性核素-荧光双模报告系统，结合了可通过无创[18F]四氟硼酸盐-PET检测的钠碘同向转运体以及用于简化体外验证的荧光蛋白。该方法不仅适用于肿瘤生物学研究，还可广泛应用于其他领域的临床前体内细胞示踪。...

放射性核素-荧光报告基因成像技术用于追踪啮齿类动物肿瘤模型中的肿瘤进展

为了改进血清学诊断检测方法 结核分枝杆菌...

用于肺外结核检测的超顺磁性氧化铁纳米探针的合成、表征与应用

在此，我们介绍一种获取 68镓掺杂的氧化铁纳米颗粒 通过 快速微波驱动合成。该方法可制备 PET/(T1)MRI 纳米颗粒，标记效率高于 90%，放射化学纯度达 99%，合成时间仅需 20...

68Ga 掺杂铁氧化物纳米颗粒的合成用于双模正电子发射断层扫描/(T1)磁共振成像

本文描述了在动物模型中将携带RNA寡核苷酸的磁性氧化铁纳米颗粒递送至转移性乳腺癌的体内给药方案，为癌性核酸的治疗性沉默提供了一种具有临床可行性的方法。...

监测纳米药物在小鼠乳腺癌转移灶中的蓄积

本文描述了一种新型放射性标记探针（即68Ga标记的纳米抗体NM-02）的放射性合成、制剂制备、质量控制，及其在异种移植模型中小动物PET/CT成像中的应用。...

68Ga标记纳米分子的放射性合成、质量控制及小动物正电子发射断层成像

采用脉冲电子顺磁共振技术对小鼠肿瘤的定量三维氧分布图进行了无创成像。利用超声B型成像和能量多普勒成像获取解剖结构和血管结构信息。将两种模态的图像叠加，实现多参数肿瘤分析。...

肿瘤缺氧评估：通过电子顺磁共振进行体内三维氧成像

了解使用OsiriX软件和T2 Fit Map插件测量肿瘤T2*弛豫时间的标准化方案。该方法无需编程知识，可在不同MRI设备上实现可靠且一致的肿瘤T2*测量，提高临床影像质量保障水平。

注射氧化铁纳米颗粒后肿瘤T2*弛豫时间的测量

探索更多视频