幕上胶质瘤的多体素磁共振波谱绝对定量研究

发布时间：2020-03-24 04:10

【摘要】：第一部分术前融合MRSI结构-代谢图引导立体定向穿刺活检的方法目的：融合MRS代谢影像与MRI导航影像,实现基于体素的三维空间位点精确标记引导立体定向穿刺活检。方法：在Apple Mac OS X图像后处理工作平台中利用Matlab软件及Statistical Parametric Mapping (SPM)工具包编写图像融合软件Biopsy_NAV,通过图像融合软件Biopsy_NAV提取波谱原始数据及常规导航序列中关于拟活检体素的空间位置信息,并将两者融合,以与磁共振波谱体素体积大小一致的高亮模块进行标记,导入Stealth Station TRIA i7神经导航系统进行识别。结果：图像融合软件Biopsy_NAV使波谱和导航序列中关于拟穿刺靶点的空间位置信息在同一个坐标系统中生成,二者的定位信息一致,空间位置不存在误差,实现了精准融合,并能够被神经导航系统识别。结论：含有高亮模块标记的MRSI结构-代谢导航图像实现了前瞻性精确指导立体定向穿刺活检。第二部分幕上胶质瘤2D-1H-MRS绝对浓度与病理对照研究对胶质瘤代谢边界价值的初步探讨目的：分析胶质瘤MRS代谢物绝对浓度与组织病理指标的相关性,进一步对病理结局做多因素回归分析,探讨其在预测胶质瘤代谢边界中的临床价值。方法：术前依据融合后的MRSI结构-代谢导航图像行胶质瘤瘤内、瘤周组织活检。将获得60例活检靶点的波谱原始数据输入LCModel软件中,获取胆碱复合物(tCho)、N-乙酰天门冬酰胺复合物(tNAA).肌酸复合物(tCr)代谢物绝对浓度。所有穿刺标本进行HE和p53、MIB-1、CD34、IDH-1、GFAP免疫组织化学染色,进行细胞密度、微血管密度、MIB-1标记指数计数。Pearson相关性分析MRS多个参数与病理指标的相关性。建立Logistic回归函数,计算出相关代谢物绝对浓度判别是非肿瘤组织的概率。结果：Pearson相关性分析显示60例标本tCho与三个病理指标(细胞密度、微血管密度、MIB-1标记指数)具有较高正性相关(P0.05)；tNAA与三个病理指标(细胞密度、微血管密度、MIB-1标记指数)具有较高负性相关(P0.05)。Logstic回归分析所有样本发现tCho、tNAA两指标取值与病理结局有关,tCho每增加一个单位,病理结局是肿瘤的概率将增加19.666倍,是危险因素；tNAA每增加一个单位,病理结局是肿瘤的概率将降低0.53倍,是保护因素。tCr取值对回归方程没有贡献(P=0.656)。进一步分析WHO Ⅱ级星形细胞瘤、胶质增生及正常脑组织标本发现tNAA增加一个单位,病理结局是肿瘤的概率将降低到原来的0.523倍,说明是保护因素。tCho、tCr对回归方程没有贡献(P=0.666,P=0.649)。结论：tCho、tNAA绝对浓度与病理参数相关程度较好,tNAA绝对浓度对于低级别胶质瘤具有较好预测价值,可用于辅助常规影像学判断肿瘤浸润范围。第三部分 2D-1H-MRS绝对浓度对幕上胶质瘤分级价值的探讨及优化指标的选择目的：比较不同级别胶质瘤瘤体、瘤周及对侧脑白质的2D-1H-MRS代谢物绝对浓度,探讨其对幕上胶质瘤分级的价值及优化指标的选择。方法：42例经病理证实为胶质瘤患者,其中低级别胶质瘤12例,全部为WHO Ⅱ级(9例星形细胞瘤,2例少枝星形细胞瘤,1例少枝胶质细胞瘤)；高级别胶质瘤30例,其中WHOⅢ级13例(9例间变性星形细胞瘤,4间变性少枝胶质细胞瘤),WHOⅣ级17例,均为胶质母细胞瘤。LCModel软件软件分析获取瘤体、瘤周及对照侧的代谢物tCho、tNAA、tCr绝对浓度。对同级别星形细胞瘤瘤体、瘤周及对侧脑白质,不同级别星形细胞瘤瘤体与瘤周,同级别少枝组与星形组瘤体的tCho、tNAA、tCr绝对浓度分别比较。采用ROC曲线分析瘤体和瘤周tCho、 tNAA、tCr绝对浓度对于高低级别星形细胞瘤分级的灵敏度及特异度。结果：胶质母细胞瘤、WHOⅢ级星形细胞瘤、WHOⅡ级星形细胞瘤瘤体的tNAA绝对浓度、瘤周的tCho绝对浓度存在统计学差异(P0.05)；瘤周tNAA绝对浓度设定为6.63mmol/L,其诊断特异度为96.7%。胶质母细胞瘤、WHOⅢ级星形细胞瘤、WHOⅡ星形细胞瘤瘤体、瘤周至对侧脑白质tNAA绝对浓度逐步升高(P0.05)；胶质母细胞瘤、WHOⅢ级星形细胞瘤瘤体、瘤周至对侧脑白质tCho绝对浓度逐步下降(P0.05)；WHOⅡ级瘤体、瘤周及对侧脑白质的tCho绝对浓度没有统计学差异(P0.05)。WHOⅢ级胶质瘤少枝组tCr和tNAA绝对浓度明显较星形组低(P0.01)。结论：瘤体tNAA绝对浓度、瘤周tCho绝对浓度有助于胶质母细胞瘤、WHOⅢ级星形细胞瘤、WHOⅡ级星形细胞的鉴别；瘤周tNAA绝对浓度对于高低级别星形细胞瘤瘤分级的特异度较高。tNAA绝对浓度有助于低级别胶质瘤浸润程度的判断。tCr、tNAA浓度有助于WHOⅢ级少枝胶质细胞瘤及星形细胞瘤的鉴别。
【图文】：

数据元素,数据集,基本结构,元素

数据集和数据元素基本结构[24]

过程图,数据,过程,文件

图2-1 A.代表MRS数据在MR扫描仪中产生过程的图解。B.代表MRS数据使用LCmodel进行后处理过程的图解[15]。将代表瘤体、瘤周、及对侧脑白质的编号（ID)输入LC Model软件，获得的ps”文件及“*. CSV”用于观察数据初步结果，使用Acrobat Distiller软件生成“*. pdf“文件用来导出谱线，Microsoft Excel软件生成各种代谢物具体值列表xls”文件。最后分别记录pdf”文件里相应ID的谱线，xls"文件里对应的tCho、tNAA、tCr绝对浓度值。由于定量波谱计算比较严格，LC Model软件通过对波谱原始数据的上述校正后，，对于一部分噪声过大、基线水平不稳的数据，制定以下排除标准：(1)波谱信噪比（SNR)小于5;(2) FWHM 大于 0. 075ppm;(3) tNAA值标准差大于50%;(4)除tNAA以外的代谢物浓度标准差大于20%。
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R739.4;R445.2

【参考文献】