《Medicina Clínica》：Advanced neuroimaging in rare diseases: The paradigm of quantification in the era of personalized medicine
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摘要罕见病常累及中枢神经系统，带来巨大的诊断和监测挑战。磁共振成像 (MRI) 和神经放射学的最新进展扩展了罕见病评估的工具，涵盖了图像采集、后处理技术和功能磁共振序列的改进。先进的后处理方法允许放射科医生从常规形态学图像中推导额外的定量信息，包括对灰质等脑结构的分割和体积分
摘要
罕见病常累及中枢神经系统，带来巨大的诊断和监测挑战。磁共振成像 (MRI) 和神经放射学的最新进展扩展了罕见病评估的工具，涵盖了图像采集、后处理技术和功能磁共振序列的改进。先进的后处理方法允许放射科医生从常规形态学图像中推导额外的定量信息，包括对灰质等脑结构的分割和体积分析。功能磁共振成像技术，如扩散加权成像、灌注加权成像或磁共振波谱，进一步提供了反映潜在病理生理过程的客观指标，包括水扩散和组织灌注。在个性化医疗的框架下，整合这些先进的神经成像方法可提高诊断精度，并支持治疗监测、随访和疾病监控。本综述重点介绍了先进神经成像工具在罕见病相关的一系列临床场景中的应用，包括颅骨和结构异常、白质疾病、肿瘤评估和血管疾病。
引言
罕见病定义为影响总人口中一小部分人的疾病，由于其异质性和复杂性而带来独特挑战。1 大多数罕见病的诊断依赖于多学科方法。众所周知，几乎所有医学亚专科都可能涉及其评估，且罕见病可影响几乎任何器官或系统。在此背景下，中枢神经系统 (CNS) 受累并不罕见。此外，某些罕见病的诊断标准除临床发现或实验室数据外，还需要识别特定的解剖或病理特征，而这些特征只能通过医学影像进行评估。2 常规放射技术如 X 射线、超声 (US)、计算机断层扫描 (CT) 和形态学磁共振成像 (MRI) 被广泛用作罕见病评估中的支持性诊断工具。每种成像方式的选择取决于感兴趣的解剖区域、疑似病理和特定的临床场景或鉴别诊断。3, 4 这些技术在近几十年都经历了重大的技术进步。其中，磁共振成像可能展现了评估罕见病的最大通用性和临床实用性，提供了若干优势，这些优势在很大程度上超过了其相对较少的局限性。5
目前，磁共振成像和神经放射学的进展主要基于三大支柱：硬件改进、先进的图像后处理和功能成像。6 无电离辐射对罕见病患者尤为相关，其中大多数为儿科患者，他们往往需要在其一生中反复进行影像学检查。此外，磁共振成像的稳健性和可重复性，连同其高解剖分辨率和优越的组织对比度，是相对于其他成像方式的关键优势。7 如今，与植入式医疗设备相关的禁忌症已明显减少，因为许多现代扫描仪和设备都兼容磁共振成像。此外，采集时间的缩短，这在很大程度上得益于基于人工智能 (AI) 的重建算法，以及患者友好的技术发展，如更宽的孔径和机内视听系统，改善了患者舒适度并减少了幽闭恐惧症。8
除了常规的磁共振成像检查定性解释外，最新的发展允许从标准形态学序列中提取额外信息。先进的后处理工具，包括解剖结构的自动或半自动分割，能够推导与疾病模式或临床相关异常分布相关的定量数据。9 对诸如白质、灰质或脑室系统等结构的分割提供了客观指标，便于对疾病负担进行更精确和个性化的评估。10 这些定量测量对于纵向随访尤为宝贵，与纯粹的视觉评估相比，能够更准确地监测疾病进展或治疗反应。11
磁共振成像创新的另一个主要领域是功能成像序列的发展，这些序列不仅提供解剖信息，还提供病理生理信息。诸如扩散加权成像 (DWI)、扩散张量成像 (DTI)、动态对比增强磁共振成像 (DCE-MRI)、动脉自旋标记 (ASL) 和磁共振波谱 (MRS) 等技术已成为现代放射协议不可或缺的组成部分。12, 13, 14 这些技术的一个关键优势是它们能够产生可测量的定量生物标志物，从而实现从定性到定量评估的转变。这种方法在罕见病中尤为相关，因为细微的分子或组织水平变化可能先于或发生在无明显形态改变的情况下。15
鉴于累及中枢神经系统的罕见病具有非凡的异质性和数量，逐病种的综述超出了本文的范围。相反，本综述旨在提供先进磁共振成像技术的实用概述，并使用所选罕见疾病中的代表性示例说明其潜在临床应用。此外，每种罕见病详细成像方案的讨论超出了本文手稿的范围。因此，本综述侧重于磁共振成像后处理和功能成像技术的进展，强调其在不同临床场景下对累及中枢神经系统的罕见病诊断和监控的作用。本叙述性综述通过非系统性文献检索进行，重点关注先进神经成像技术在累及中枢神经系统的罕见病中的作用。在 PubMed/MEDLINE、Scopus 和 Google Scholar 中搜索了 2015 年 1 月至 2025 年 6 月发表的文章。搜索策略结合了与罕见病和先进神经成像技术相关的术语，包括：“罕见病”、“孤儿病”、“神经放射学”、“磁共振成像”、“先进神经成像”、“扩散张量成像”、“扩散加权成像”、“磁共振波谱”、“灌注磁共振成像”、“动脉自旋标记”、“定量磁敏感成像”、“4D 流动磁共振成像”、“脑容积测量”和“人工智能”。还筛选了相关文章的参考文献以识别额外的出版物。优先考虑同行评议期刊发表的原始研究文章、系统综述、共识声明和实践指南。文章的选择基于其与先进磁共振成像采集、后处理技术、定量成像生物标志物及其在罕见神经系统疾病中的应用的相关性。鉴于本综述的叙述性质，未进行正式的系统综述方法、质量评估或基于 PRISMA 的研究选择过程。本手稿中包含的所有患者图像均按照机构和伦理要求获取。在需要时获得了适当的知情同意和出版授权，并删除了所有识别信息以保护患者匿名性。
章节片段
脑和颅骨结构疾病
罕见病可能与从皮质发育到颅骨或骨骼异常的脑结构异常有关。16 属于皮质发育异常分类的所有疾病谱均可使用形态学磁共振序列进行评估。17 细胞增殖或凋亡异常，通常与大头畸形或小头畸形有关，伴有或不伴无脑回畸形或多微脑回畸形、皮质发育不良，以及
代谢性和髓鞘相关疾病
髓鞘崩解、脱髓鞘和髓鞘形成不良的罕见病，如克拉伯病、异染性脑白质营养不良、X 连锁肾上腺脑白质营养不良或法布雷病，构成一组主要累及中枢神经系统白质的异质性遗传疾病，需要专门的磁共振成像方案进行准确评估。29 由于其罕见性、临床异质性和重叠的表型表现，磁共振成像不仅在诊断中
肿瘤评估
关于中枢神经系统和罕见病的另一个主题是放射科医生检测或排除肿瘤病变的作用。38 诸如脑膜瘤、神经鞘瘤、血管母细胞瘤、视神经胶质瘤或室管膜下巨细胞星形细胞瘤等良性和恶性肿瘤是神经纤维瘤病、冯·希佩尔 - 林道综合征或结节性硬化症等疾病诊断标准的一部分。39, 40 在这些情况下，除了这些肿瘤病变的形态学评估之外（包括常规
血管疾病
血管受累代表许多中枢神经系统罕见病的主要诊断和预后成分，涵盖先天性和获得性疾病。血管畸形可能出现在广泛的罕见病谱中，包括克拉佩尔 - 特劳纳综合征、马凡综合征、斯托克 - 韦伯综合征、遗传性出血性毛细血管扩张症、纤维肌性发育不良、烟雾病、血管性埃勒斯 - 当洛斯综合征和卢伊斯 - 迪茨综合征。49 这些疾病是
其他考虑因素和现实意义
由于许多先进磁共振成像采集和后处理技术固有的技术和解释复杂性，其临床应用应仔细针对明确定义的特征进行评估，并应用于最可能影响诊断、预后或治疗决策的选定患者。这些方法不仅需要专用的硬件和先进的软件解决方案，还需要专门性的，
结论
先进的磁共振成像采集、后处理和功能成像技术正越来越多地重新定义神经成像在罕见病中枢神经系统受累评估中的作用。除了常规的形态学评估外，定量和功能磁共振成像方法能够对通常对疾病病理生理至关重要的结构、微结构、代谢和血管改变进行更详细的表征。这些技术提供了客观、可重复的
作者贡献
Manuela Moreno-Higueras：概念化，方法学，撰写 - 初稿，可视化，监督。Georgette Fatoul-Del Pino：方法学，撰写 - 初稿，可视化，监督。Raquel Pi?ar-Morales：方法学，撰写 - 审阅和编辑。Teodoro Martín-Noguerol：撰写 - 审阅和编辑。
伦理考虑
本研究遵循《赫尔辛基宣言》（2013 年修订版）进行。
知情同意
已获取所有患者或其法定监护人关于发布临床信息及伴随图像的书面知情同意。手稿中不包含可识别的个人数据。
Manuela Moreno-Higueras|Georgette Fatoul-Del Pino|Raquel Pi?ar-Morales|Teodoro Martín-Noguerol
