扩散加权成像体素内不相干运动模型在乳腺病变中的应用价值研究

发布时间：2017-10-24 11:21

  本文关键词：扩散加权成像体素内不相干运动模型在乳腺病变中的应用价值研究

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【摘要】：第一部分扩散加权成像体素内不相干运动模型对于乳腺良恶性病变诊断价值的研究[目的]探讨扩散加权成像体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)模型参数对于乳腺常见良恶性病变的鉴别诊断价值,并与传统的单指数模型参数及多期动态增强时间-信号强度曲线诊断价值进行比较。[方法]收集102例(35例良性,共36个病灶；67例恶性,共68个病灶)乳腺病变并在我院行乳腺MRI检查的患者,所有患者均行乳腺单b值、多b值扩散加权成像(DWI)及多期动态增强(DCE-MRI)扫描,其中多b值DWI序列采用0-1000s/mm2共12个b值。利用GEAW4.6工作站对于图像进行后处理,生成单指数模型计算所得参数ADC值以及IVIM模型所得参数D、D*、f值,同时生成DCE-MRI的时间-信号强度曲线(TIC)。良恶性乳腺肿瘤之间各参数值利用Mann—Whitney U非参数检验进行比较,并将IVIM模型参数中有诊断价值的参数利用二元Logistic回归获得联合诊断参数,并利用受试者特性曲线(receiver operating characteristic, ROC)评价各参数的诊断效能,从而得到各项参数的最佳诊断阈值及其相应的诊断敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值。[结果]恶性病灶的ADC、D值的中位值分别为0.99×10-3mm2/s、0.85×10-3mm2/s,明显低于良性病灶(1.38×10-3mm2/s、1.24×10-3mm2/s),差异有统计学意义(P均0.001)；恶性病灶f值的中位值明显高于良性病灶(24.60% vs.16.90%),差异有统计学意义(P0.001)；良恶性病灶之间D*值存在较大的重叠,差异无统计学意义(P=0.064)。良性病灶Ⅰ型TIC曲线出现的比例最高,恶性病灶Ⅲ型TIC曲线出现的比例最高。各参数行ROC曲线分析得到D值的曲线下面积(AUC)最大为0.910,当取最佳诊断阈值0.966×10-3mm2/s,相应的诊断敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为80.9%、88.9%、93.2%、71.1%,而联合IVIM模型参数D和f值后,所得AUC可提高到0.965,相应的诊断敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别提高为86.8%、94.4%、96.7%、79.1%。以TIC的Ⅱ+Ⅲ型曲线作为诊断恶性的标准时,所得诊断敏感性较高,可达95.6%,而以TIC的Ⅲ型曲线作为诊断恶性的标准时,所得诊断特异性较高,可达86.1%。[结论]扩散加权成像IVIM模型参数可以用于乳腺良恶性病变的诊断,其中D、f值具有较高的诊断价值,联合D和f值能够得到比传统的单指数模型参数ADC值、多期动态增强TIC更好的诊断效能。第二部分扩散加权成像体素内不相干运动模型与乳腺癌预后危险因素及分子亚型间相关性研究[目的]评价磁共振扩散加权成像体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)模型参数与乳腺癌预后危险因素、分子亚型间相关性,探索其在乳腺癌预后预测及分子亚型无创评估中的价值。[方法]收集2014年3月至2015年5月间经病理证实的110例乳腺浸润性导管癌患者,所有患者在手术或核心针穿刺活检前均行乳腺磁共振多b值扩散加权成像扫描。利用GEAW4.6工作站对图像进行后处理,生成IVIM模型相应参数D、D*、f值,并分析各项参数与预后危险因素(包括病灶大小,脉管瘤栓情况,淋巴结转移情况,病理分级,ER, PR, HER2, Ki67指数表达情况)间的相关性；根据免疫组化结果确定病灶的分子亚型,分析各参数与分子亚型间的相关性。[结果]入组的110位患者的平均年龄为(47.4+9.3)岁,绝经前患者60例,绝经后患者50例；最终共有114个病灶纳入分析(4个病例有双侧乳腺病灶),其中左侧乳腺病灶56个,右侧乳腺病灶58个。低侵袭性组(包括病理分级为导管原位癌和1级者)、PR阴性组及HER2阳性组(包括HER2为3+,或者2+合并FISH基因检测为基因扩增者)D值的中位值分别为1.11×10-3mm2/s、0.87×10-3 mm2/s及0.90×10-3mm2/s,明显高于高侵袭性组(包括病理分级为2和3级者)、PR阳性组及HER2阴性组(包括HER2为-、1+或2+合并FISH基因检测为基因不扩增者)(D值的中位值分别为0.78×10-3 mm2/s、0.80×10-3 mm2/s及0.79×10-3mm2/s),差异均有统计学意义(P0.001;P=0.042;P=0.001); HER2阳性组D*值的中位值明显高于阴性组(21.8×10-3mm2/s vs.10.5×10-3 mm2/s; P=0.033);低侵袭性组f值的中位值(20.3%)明显低于高侵袭性组(27.3%),差异有统计学意义(P0.001); HER2过表达型乳腺癌D值的中位值(1.1 1×10-3mm2/s)明显高于Luminal型和三阴性型(D值的中位值分别为0.80×10-3 mm2/s、0.82×10-3 mm2/s),差异均有统计学意义(P=0.026；P=0.048)。[结论]IVIM模型参数D值与乳腺癌病理分级、PR表达情况呈负相关,与HER2表达呈正相关；D*值与HER2表达呈正相关；f值与病理分级呈正相关,IVIM模型参数与其余各预后危险因素之间无明显相关性。D值具有将HER2过表达型与Luminal型和三阴性型两种分子亚型鉴别开来的潜在价值。第三部分扩散加权成像体素内不相干运动模型在局部晚期乳腺癌新辅助化疗疗前预测及早期疗效评价中的价值[目的]探索扩散加权成像体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)模型参数在局部晚期乳腺癌患者新辅助化疗疗前预测以及治疗早期疗效评价中的价值。[材料与方法]57名局部晚期乳腺癌患者完成新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy, NAC)前均行包含多b值扩散加权成像在内的乳腺MRI扫描,多b值DWI序列采用0-1000 s/mm2共12个b值,这些患者中有49例在NAC2周期后再次完成了同样的MRI检查。根据治疗后手术病理结果,将患者分为病理学完全缓解(pathologic complete response, pCR)和非病理学完全缓解(non-pathologic complete response, non-pCR)两组。利用t检验或非参数检验的统计学方法,对于pCR组与非pCR组间各项参数值(包括D、D*、f、肿瘤最大径(maximum diameter, MD)、肿瘤短径(short diameter, SD)) NAC疗前、2周期后以及其变化值(△参数)进行比较。利用ROC曲线分析不同参数预测NAC疗效的诊断效能。[结果]在NAC疗前,pCR组的f值明显高于非pCR组,差异有统计学意义(35.50%vs.23.40%,P0.001)。在NAC2周期治疗结束时,pCR组的D值明显高于非pCR组(1.38±0.25×10-3mm2/s vs.0.98±0.19×10-3mm2/s),f值明显低于非pCR组(15.19%±4.73% vs.21.62%±4.43%),差异均有统计学意义(P均0.001),而pCR组的D*、 MD和SD仅略低于非pCR组,差异均无统计学意义(P=0.204；P=0.053；P=0.080)。NAC2周期治疗后,pCR组的ΔD值(-0.47×10-3mm2/s)要明显大于非pCR组(-0.07×10-3mm2/s),差异有统计学意义(P0.001),同样,pCR组的Δf值(17.45%)也明显高于非pCR组(3.10%),差异有统计学意义(P0.001),而pCR组与非pCR组间AD*值无明显统计学差异(P=0.451)。对于所有参数行ROC曲线分析得出,AD值在预测NAC疗效上的诊断价值最佳,曲线下面积为0.928(95%可信区间为0.817-0.982)。当其取最佳诊断阈值-0.261×10-3mm2/s时,其诊断的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别高达90.0%、89.7%、85.7%和92.9%。[结论]IVIM模型参数,尤其是D和f值,在局部晚期乳腺癌患者NAC的疗前预测、疗后早期疗效评价方面存在潜在价值。在众多参数中,ΔD值疗效预测价值最佳。
【关键词】：乳腺肿瘤 磁共振成像 扩散加权成像 体素内不相干运动 磁共振动态对比增强 乳腺癌 扩散加权成像 体素内不相干运动 预后危险因素 分子亚型 乳腺癌 磁共振成像 体素内不相干运动 新辅助化疗 疗效评价
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R737.9
【目录】：

• 中英文缩略词7-9
• 中文摘要9-13
• 第一部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型对于乳腺良恶性病变诊断价值的研究9-11
• 第二部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型与乳腺癌预后危险因素及分子亚型间相关性研究11-12
• 第三部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型在局部晚期乳腺癌新辅助化疗疗前预测及早期疗效评价中的价值12-13
• 英文摘要13-19
• Part Ⅰ The diagnostic value of intravoxel incoherent motion model of diffusion weighted imaging in differentiating benign from malignant breast lesions13-15
• Part Ⅱ Diffusion weighted imaging intravoxel incoherent motion model:does it correlate with prognostic factors and subtypes of breast cancers15-17
• Part Ⅲ Role of the intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging in the pre-treatment prediction and early response monitoring to neoadjuvant chemotherapy in locally advanced breast cancer17-19
• 引言19-20
• 第一部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型对于乳腺良恶性病变诊断价值的研究20-39
• 前言20-22
• 材料与方法22-27
• 结果27-32
• 讨论32-35
• 结论35-36
• 参考文献36-39
• 第二部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型与乳腺癌预后危险因素及分子亚型间相关性研究39-59
• 前言39-41
• 材料与方法41-46
• 结果46-52
• 讨论52-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 第三部分 扩散加权成像体素内不相干运动模型在乳腺癌新辅助化疗疗前预测及早期疗效评价中的价值59-84
• 前言59-61
• 材料和方法61-67
• 结果67-76
• 讨论76-79
• 结论79-80
• 参考文献80-84
• 创新性84-85
• 基金资助85-86
• 在学期间发表论文86-87
• 文献综述87-97
• 参考文献93-97
• 个人简历97-98
• 致谢98-99

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