DCE-MRI定量分析在软组织肿瘤的应用价值初步研究

发布时间：2017-08-16 16:12

  本文关键词：DCE-MRI定量分析在软组织肿瘤的应用价值初步研究

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【摘要】：目的:探讨动态增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)定量分析在软组织肿瘤中应用的可行性及其应用价值。材料与方法:一、病例资料:收集2015年6月至2016年2月我院行DCE-MRI检查的软组织肿瘤患者14例,男7例,女7例,平均年龄53.2岁。所有病例均经手术病理证实,病理结果分别为脂肪肉瘤2例、恶性神经鞘瘤2例、上皮样肉瘤1例,脂肪瘤3例、神经鞘瘤1例、淋巴管瘤4例、腱鞘巨细胞瘤1例。二、MRI扫描技术:所有病例均用Siemens 3.0 T MR仪行常规MR增强扫描及动态增强MR扫描。其中先行常规MR平扫,然后用快速三维容积内插屏气检查(three-dimensional volumetric interpolated breathhold examination,3D-VIBE)序列行多小翻转角T1WI扫描,翻转角分别取5°、8°、10°、15°、20°,各翻转角序列各扫描一期,共5期,再用3D-VIBE序列行动态增强MR扫描,其中在对比剂注入前先扫描5期,第6期用高压注射器团注造影剂(Gd-DTPA 0.1mmol/kg,2ml/s;20ml生理盐水冲管,2ml/s),造影剂注入的同时继续行动态增强扫描,每期8s,总共扫描40期,最后行常规MR T1WI增强扫描。三、DCE-MRI后处理:多翻转角数据及动态增强数据均传输到血流动力学软件Omni Kinetics(GE healthcare)进行图像后处理。导入DCE-MRI全部图像数据后,先在软组织肿瘤肿瘤供血血管或邻近大血管内勾画感兴趣区(region of interest,ROI),获得个体动脉输入函数(individual arterial input function,Ind-AIF),并在Ind-AIF下测量与Extended Tofts(ET)及Extended Tofts Linear(ETL)两种血流动力学模型拟合计算的定量参数值,包括容积转移常数(volume transfer constant,K~(trans))、血管外细胞外间隙容积分数(volume of extravascular extracellular space per unit volume of tissue,Ve)及血管外细胞外间隙与血浆间速率常数(flux rate constant between extravascular extracellular space and plasma,Kep),并采集相应参数伪彩图;再测量人群人均动脉输入函数(population average arterial input function,Avg-AIF)下软组织肿瘤DCE-MRI数据与ET及ETL模型拟合计算的定量参数K~(trans)、Ve及Kep,并采集相应参数伪彩图;最后以肿瘤邻近肌肉为参照物得到的函数测量软组织肿瘤DCE-MRI数据与Reference Region(RR)模型拟合计算的定量参数K~(trans)值,并采集相应参数伪彩图。四、观察指标:(一)软组织肿瘤的定量参数:1、容积转移常数(K~(trans));2、血管外细胞外间隙容积分数(Ve);3、血管外细胞外间隙与血浆间速率常数(Kep)。(二)用于鉴别软组织肿瘤良恶性的定量参数阈值:1、K~(trans)阈值;2、Ve阈值。(三)软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep伪彩图特点。五、统计学方法:全部数据应用SPSS 17.0统计学软件分析,α=0.05。(一)软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep在ET模型和ETL模型下Avg-AIF与Ind-AIF间的比较采用配对设计资料符号秩和检验;(二)软组织肿瘤K~(trans)在Avg-AIF和Ind-AIF下ET、ETL及RR三种模型间的比较采用随机化区组设计资料的Friedmen秩和检验;(三)软组织肿瘤在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值及Ve值在良性组与恶性组间的比较采用两独立样本t检验,其余定量参数间比较采用两独立样本的Wilcoxon秩和检验;(四)鉴别软组织肿瘤良、恶性有意义的K~(trans)阈值、Ve阈值及相应敏感度、特异度采用采用受试者工作特征曲线(receiver operator characteristic curve,ROC)进行统计学分析。结果:一、软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep在ETL模型和ET模型下Avg-AIF与Ind-AIF间的比较在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)、Ve及Kep值与以Ind-AIF为动脉输入函数测得K~(trans)、Ve及Kep值间差异无显著性(P=0.791;P=0.791;P=0.424)。在ET模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值与以Ind-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值间差异无显著性(P=0.180)。二、软组织肿瘤K~(trans)在Avg-AIF和Ind-AIF下ET、ETL及RR三种模型间的的比较以Avg-AIF为动脉输入函数时,在ET、ETL及RR三种模型下测得的K~(trans)值间差异无显著性(P=0.145);以Ind-AIF为动脉输入函数时,在ET、ETL及RR三种模型下测得的K~(trans)值间差异有显著性(P=0.002)。三、软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep在良性组与恶性组间的比较在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值及Ve值、ET模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值在良性软组织肿瘤与恶性软组织肿瘤间差别有显著性(P=0.006;P=0.020;P=0.009),其鉴别良性软组织肿瘤与恶性软组织肿瘤的ROC曲线下面积分别为0.956、0.889及0.933时,鉴别诊断阈值分别为0.009、0.036及0.016,以此阈值对良、恶性软组织肿瘤进行鉴别诊断的敏感度分别为100%、100%及100%,特异度分别为78%、44%及78%。在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的Kep值、在ETL模型下以Ind-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值、Ve值及Kep值、在ET模型下以Ind-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值及RR模型下测得的K~(trans)值在良性软组织肿瘤与恶性软组织肿瘤间差别均无显著性(P0.05)。四、软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep伪彩图特点5例恶性软组织肿瘤DCE-MRI常规影像上主要呈明显不均匀强化,其K~(trans)、Ve及Kep伪彩图主要呈红色、蓝色及黄色混杂色彩影像,其中DCE-MRI图像上明显强化区对应伪彩图区域呈红色,不强化区呈蓝色,低强化区呈不同程度黄色改变;9例良性软组织肿瘤DCE-MRI常规影像上主要呈轻度强化或不强化,其K~(trans)、Ve及Kep伪彩图主要呈蓝色及黄色影像,其中DCE-MRI轻度强化区呈黄色,不强化区呈蓝色改变。结论:首次将DCE-MRI定量分析技术用于软组织肿瘤的研究,初步得到以下结论:一、Avg-AIF与Ind-AIF均可作为软组织肿瘤DCE-MRI定量分析的动脉输入函数;二、DCE-MRI定量分析用于软组织肿瘤良、恶性鉴别时,选用ETL模型的诊断效能最高;三、在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)、Ve及在ET模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)有助于软组织肿瘤良、恶性的鉴别,即当软组织肿瘤在ETL模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值大于0.009 min-1、Ve值大于0.036 min-1,或在ET模型下以Avg-AIF为动脉输入函数测得的K~(trans)值大于0.016min-1时,考虑是恶性软组织肿瘤。四、K~(trans)、Ve及Kep的伪彩图通过色彩可直观显示软组织肿瘤不同区域的血供情况,其中红色代表血供丰富区域,蓝色代表血供差或无血供区域,黄色代表血供介于红色与蓝色之间的区域。
【关键词】：磁共振成像 动态增强 定量分析 软组织肿瘤
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R738.6
【目录】：

• 中文摘要7-11
• 英文摘要11-15
• （一）前言15-17
• （二）材料与方法17-21
• 1.病例资料17
• 2.MRI扫描技术17-18
• 3.DCE-MRI图像后处理18-20
• 4.观察指标20
• 5.统计学方法20-21
• （三）结果21-26
• 1.软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep在ET模型和ETL模型下Avg-AIF与Ind-AIF间的比较21-22
• 2.软组织肿瘤K~(trans)在Avg-AIF和Ind-AIF下ET、ETL及RR三种模型间的比较22-23
• 3.软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep在良性组与恶性组间的比较23-25
• 4.软组织肿瘤K~(trans)、Ve及Kep伪彩图特点25-26
• （四）讨论26-31
• 1.关于DCE-MRI定量分析AIF的选择问题27-28
• 2.关于DCE-MRI定量分析血流动力学模型的选择问题28-29
• 3.DCE-MRI定量分析在软组织肿瘤中的应用价值29-31
• （五）结论31-32
• （六）参考文献32-34
• 综述 动态增强MRI定量分析技术在骨肌疾病中的研究进展34-44
• 参考文献40-44
• 攻读学位期间发表论文情况44-45
• 致谢45-46

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