双能CT物质分离技术及MR弛豫定量对肝铁过载的量化评估

发布时间：2017-12-25 05:23

本文关键词：双能CT物质分离技术及MR弛豫定量对肝铁过载的量化评估　出处：《上海交通大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的探讨双能CT物质分离技术对铁过载动物模型肝铁定量的可行性,并同MR弛豫定量技术相比较,评价两种技术对肝铁定量和分级诊断的效能。方法51只兔子通过静脉注射不同剂量的右旋糖酐铁建立铁过载模型。采用双源CT双能(80/140 k Vp)扫描模式进行肝脏扫描。基于三物质分离算法原理,采用铁物质特异性斜率重建虚拟铁浓度图(virtual iron concentration,VIC)。测量虚拟铁浓度图上肝脏的CT值即VIC值。并计算在80 k Vp和140 k Vp图像上肝脏CT值的差值(ΔH)。MR弛豫定量参数R2和R2*分别采用自旋回波序列和梯度回波序列获取。肝脏R2及R2*值通过后处理工作站计算。所有动物模型完成双能CT和MR扫描后处死,获取肝脏标本进行普鲁士蓝染色分析。并将肝组织标本经烘干后通过电感耦合等离子体光谱仪法(inductively-coupled plasma spectrometer,ICP)测定肝铁浓度(liver iron content,LIC)。分析CT定量参数(VIC和ΔH)以及MR定量参数(R2和R2*)同LIC的相关性。结合临床肝铁浓度分级阈值,采用受试者操作特性曲线(receiver operating characteristic,ROC)分析和比较双能CT及MR在肝铁定量和分级诊断中的效能。结果成功建立了铁过载动物模型,经ICP测定的肝铁浓度范围为0.2~39.6 mg Fe/g干重。VIC和ΔH值都同LIC呈高度线性相关,其相关系数分别为0.977和0.975。针对肝铁沉积分级阈值(1.8,3.2,7.0,15.0mg Fe/g),VIC对应的最佳截断值分别为19.6,25.3,36.9,61.5 HU,ΔH对应的最佳截断值分别为13.1,16.2,23.0,39.3 HU。ROC分析结果表明,VIC和ΔH在肝铁定量分级中的诊断效能无统计学差异(P0.05)。R2和R2*同肝铁浓度高度相关,其相关系数分别为0.965和0.975。针对不同程度的肝铁阈值,R2对应的最佳截断值分别为43.48,53.98,79.35,111.13 Hz,R2*对应的最佳截断值分别为115.21,161.53,661.94,1164.33 Hz。VIC及R2*对不同程度铁沉积分级的ROC曲线面积均大于0.95,ROC比较分析结果显示,当肝铁阈值设定为3.2 mg Fe/g以上时,双能CT及MR对肝铁浓度分级诊断无统计学差异。结论肝铁过载动物模型实验研究结果表明:双能CT物质分离技术以及MR弛豫定量技术均能够对不同程度的肝铁沉积进行定量和分级。双能CT的诊断效能和MR相似,两者均能对有临床意义的肝铁沉积(LIC3.2 mg Fe/g)作出准确地评估。目的评估双能CT物质分离技术及MR弛豫定量技术对肝铁过载患者的肝铁定量和分级诊断的效能。方法经血生化检查诊断为铁过载(血清铁蛋白浓度500μg/L)的56例受试者,进行双能CT(80/140 k Vp)和肝脏MR扫描。其中34例患者还接受了Ferri Scan扫描测定肝铁浓度。双能CT扫描数据通过三物质分离算法的铁物质特异性斜率重建虚拟铁浓度图(virtual iron concentration,VIC)。并计算80 k Vp和140 k Vp肝脏CT值差值(ΔH)。MR弛豫定量参数R2*及R2分别采用梯度回波序列及Ferri Scan扫描获取。分析VIC、ΔH与R2、R2*的相关性。以Ferri Scan获取的肝铁浓度(liver iron content,LIC)为参考标准,采用ROC分析方法,获得肝铁沉积分级的截断值及其对应的敏感度和特异度。采用配对ROC方法,比较双能CT于MR对肝铁定量和分级的诊断效能。结果VIC和ΔH同R2*值呈高度线性相关,相关系数分别为0.885及0.859(P0.0001)。VIC和ΔH同Ferri Scan-LIC亦呈高度线性相关,相关系数分别为0.871和0.868(P0.0001)。针对临床肝铁浓度分级阈值(1.8,3.2,7.0,15.0 mg Fe/g)标准,VIC对应的截断值为2.50,5.13,8.93,17.97 HU;ΔH对应的截断值为3.15,3.40,5.38和12.50 HU;肝脏R2*值对应的最佳截断值为55.11,86.25,144.52,和375.13 Hz。ROC分析显示随着肝铁浓度分级阈值的增加,VIC和ΔH的ROC曲线下面积值亦呈增加趋势,而R2*曲线下面积改变不明显。ΔH同VIC的配对ROC比较表明,在肝铁各级阈值下两者ROC曲线下面积无统计学差异。VIC同R2*的配对ROC比较分析结果显示,当肝铁分级阈值设定为1.8 mg Fe/g时,VIC曲线下面积低于R2*(0.837 vs.0.995,P0.05);当肝铁分级阈值设定在3.2 mg Fe/g以上时,所有曲线下面积值均大于0.950,VIC和R2*曲线下面积的差值无统计学意义(P0.05)。结论VIC、ΔH以及R2*值同Ferri Scan扫描得到的肝铁浓度呈高度线性正相关。双能CT物质分离技术能够对肝铁沉积进行精确的定量和分级。对具有临床意义的肝铁过载,双能CT的分级诊断效能与MR相当。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445.2;R55;R816.3

【相似文献】