磁共振扩散加权成像联合CT灌注成像预测非小细胞肺癌放化疗疗效的临床研究

发布时间：2017-09-29 05:03

  本文关键词：磁共振扩散加权成像联合CT灌注成像预测非小细胞肺癌放化疗疗效的临床研究

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【摘要】：第一部分自由呼吸、呼吸门控和屏气三种方法所测肺癌表观扩散系数的一致性研究目的:探讨自由呼吸、呼吸门控和屏气三种成像方法所得肺癌表观扩散系数(ADC)在观察者内和观察者间一致性。方法:利用Siemens 3.0T MR仪对22例肺癌患者行自由呼吸、呼吸门控和屏气三种方法的DWI,两位观察者独立测量病灶的ADC值二次。采用单因素方差分析(ANOVA法)比较各种成像方法所得肺癌ADC值差异,并评估三种方法的观察者内和观察者间一致性。数据分析采用组间相关系数(ICC)、个体间变异系数(WCV)以及Bland-Altman图。结果:观察者1测量屏气、呼吸门控和自由呼吸三种成像方法ADC值为(1.289±0.320)×10-3mm2/s、(1.292±0.270)×10-3mm2/s和(1.365±0.299)×10-3mm2/s,观察者2依次为(1.280±0.256)×10-3mm2/s、(1.300±0.271)×10-3mm2/s和(1.357±0.292)×10-3mm2/s。不同成像方法所得ADC值无统计学差异(观察者1:F值=0.909,P=0.406;观察者2:F值=0.945,P=0.391)。三种成像方法观察者内和观察者间均具有很好的一致性(ICC:0.913~0.998,WCV:3.4%~5.7%)。结论:自由呼吸、呼吸门控和屏气三种方法所测肺癌ADC值在观察者间和观察者内具有很好的一致性。第二部分肺癌CT和MRI长径测量的一致性研究目的:研究周围型肺癌及中央型肺癌进行MRI常规序列(T1WI、T2WI、DWI)和CT的形态学测量之间的一致性,为两者交替使用评估肺癌疗效提供参考标准。方法:53例肺癌患者,使用西门子公司16层MSCT和64层MSCT扫描仪、3.0T Verio MR仪扫描,得到各横断面图像,按照RECIST1.1标准对各图像进行测量,包括CT平扫肺窗、CT增强纵隔窗(动脉期)、MRI轴位T1-VIBE、T2-BLADE和DWIb0、DWIb300、DWIb800肺癌的最大长径。所得长径采用组内相关系数进行一致性分析,使用Bland-Altman图评估测值点分布情况,配对样本t检验或非参数秩和检验比较CT、MRI所得肺癌长径的差异性,P0.05认为有统计学意义。结果:33例周围型肺癌和20例中央型肺癌,无论是平扫肺窗还是增强纵隔窗,CT所得肺癌的长径与MRI常规序列(T1-VIBE、T2-BLADE、DWIb0、DWIb300、DWIb800)所得长径的一致性均较好(ICC0.75)。对于周围型肺癌,CT平扫肺窗或增强纵隔窗所得肿瘤长径与MRI各序列(T1-VIBE、T2-BLADE、DWIb0、DWIb300、DWIb800)所得长径均没有统计学差异。而对于中央型肺癌,CT增强纵隔窗所得肿瘤长径与MRI各序列(T1-VIBE、T2-BLADE、DWIb0、DWIb300、DWIb800)所得长径均有差异,而T1-VIBE、T2-BLADE序列所得肿瘤长径与DWI(b=0、300 s/mm2、800 s/mm2)序列所得肿瘤长径无统计学差异。结论:对于周围型肺癌,CT与MRI常规序列(T1WI、T2WI、DWI)在形态学测量上有较好的一致性,可以互相取代;而中央型肺癌CT增强与MRI常规序列(T1WI、T2WI、DWI)存在差异,在交替使用评估肺癌疗效时需引起重视;DWI肺癌长径测量与T1WI、T2WI一致性较好,提示DWI不仅能提供功能学信息还能提供较为可靠的形态学信息。第三部分非小细胞型肺癌CT灌注参数与表观扩散系数相关性的研究目的:探讨非小细胞型肺癌CT灌注参数与ADC值的相关性,为CTP与DWI在疗效评估方面是否可以作为技术的补充提供依据。方法:自2012年2月~2014年8月间在本院行CTP与DWI检查的肺恶性肿瘤患者共纳入23例(23个病灶)。CTP扫描采用64排CT扫描仪,对比剂注入6秒后开始扫描,扫描时间45s。重建层厚4×7.2mm,矩阵512×512,z轴覆盖范围2.88cm。采用高压注射器经肘静脉团注优维显(370mg I/ml)50ml,注射速率一般为5.0~6.0ml/s。通过工作站(MMWP,Siemens)自动生成MIP及一系列灌注伪彩图,包括血流量(BF)图、血容量(BV)图、Patlak血容量(PBV)图、起始时间(TTS)图、达峰时间(TTP)图、表面通透性(PMB)图、平均通过时间(MTT)图等。找到肿瘤所在层面,画取病灶固定面积法ROI和最大面积勾勒法ROI。DWI采用Siemens 3.0T Verio MR仪,采用横轴位单次激发自旋平面回波扩散加权成像,b值选择分为三个b值(b=0、300s/mm2、800s/mm2),层厚5 mm,层间距6 mm。在后处理工作站(Syngo VE40A,Siemens)生成b=0、300s/mm2时的ADC图,b=0、800s/mm2时的ADC图以及b=300s/mm2、800s/mm2时的ADC图,ROI选择同上。对两种ROI所得的灌注参数、ADC值采用配对样本t检验或配对样本的非参数秩和检验,利用Pearson相关性分析同一ROI下CT灌注指标与不同b值所得的ADC值间的相关性,r≥0.7表示高度相关,0.4≤r0.7表示相关性一般,r0.4表示相关性较差。P0.05认为有统计学意义。结果:在本研究纳入的所有灌注参数指标中,只有BF、BV与MTT会因ROI的不同而产生差异,而BV(P)、TTS、TTP以及PMB(P)与ROI的形态无关。无论是何种b值所得的ADC值,两种ROI所得的ADC值均有统计学差异,此外,同一ROI下,不同b值所得的ADC值也有差异。所有灌注参数中只有ROIf下,PMB(P)与ADC(b=0、800s/mm2)及ADC(b=300s/mm2、800s/mm2)相关性一般,呈正的直线关系(r=0.433,P=0.039;r=0.537,P=0.008),其余灌注参数与ADC值均无相关性。结论:肺癌所得CTP参数与ADC值的相关性较差,两者不能互相替代。在肺癌的相关应用中,CTP与DWI应作为技术互补,充分发挥各自的价值。第四部分磁共振扩散加权成像联合CT灌注成像对非小细胞型肺癌放化疗疗效的预测价值目的:以2年无进展生存率(PFS)和总体生存率(OS)为标准,评估CTP和DWI各参数在NSCLC放化疗疗效预测的临床价值。方法:自2012年2月~2014年8月间在本院行CTP与DWI检查的经病理确诊的非小细胞型肺癌(NSCLC)患者共23例(23个病灶)。治疗前进行CTP和DWI扫描。CTP扫描采用64排CT扫描仪,对比剂注入后6秒开始扫描,扫描时间45s。重建层厚4×7.2mm,矩阵512×512,z轴覆盖范围2.88cm。采用高压注射器经肘静脉团注优维显(370mg I/ml)50ml,注射速率一般为5.0~6.0ml/s。通过工作站(MMWP,Siemens)自动生成MIP及一系列灌注伪彩图,包括血流量(BF)图、血容量(BV)图、Patlak血容量(PBV)图、起始时间(TTS)图、达峰时间(TTP)图、表面通透性(PMB)图、平均通过时间(MTT)图等。找到肿瘤所在层面,画取病灶固定面积法ROI和最大面积勾勒法ROI。DWI采用Siemens 3.0T Verio MR仪,采用横轴位单次激发自旋平面回波扩散加权成像,b值选择分为三个b值(b=0、300s/mm2、800s/mm2),层厚5 mm,层间距6 mm。在后处理工作站(Syngo VE40A,Siemens)生成b=0、300s/mm2时的ADC图,b=0、800s/mm2时的ADC图以及b=300s/mm2、800s/mm2时的ADC图,ROI选择同上。标准方案进行同步放化疗,疗效评估按照RECIST 1.1标准,计算总生存时间(OS)和无进展生存时间(PFS)。使用Kaplan Meier分析并绘制PFS和OS生存曲线,使用log-rank检验比较不同因素生存曲线的差异,并确定最佳阈值。使用单变量Cox回归分析2年PFS和OS生存率的各种预测因子,再使用多变量Cox回归模型找出独立预测因子。检验水准为0.05。结果:临床分期:IIB4例(17.4%),IIIA期6例(26.1%),IIIB期9例(39.1%),IV期4例(17.4%)。2年PFS和OS生存率分别为30.4%(7/23)、39.1%(9/23)。临床分期与PFS和OS生存率无显著相关(P值分别为0.223和0.112)。多变量回归分析显示对PFS和OS有独立预测价值的CTP参数为:BFm(P=0.002,HR=3.98),PMB(P)m(P=0.001,HR=4.12)。多变量回归分析显示对PFS有独立预测价值的ADC值为:ADC2m(P=0.001,HR=4.53),对OS有独立预测价值的ADC值为:ADC2m(P=0.005,HR=3.99),ADC3m(P=0.027,HR=2.44)。建立预测评分模型:凡符合BFm≥46.10 ml/100ml/min、PMB(P)m≥30.95 ml/100ml/min或ADC2m≤1.52×10-3mm2/s记为0分,否则记为1分,每个病例最高为3分,最低为0分。总共分为3组:0/1分组、2分组、3分组的中位PFS分别为26、17、11月,中位OS分别为29、21、12月,2年PFS生存率分别为71.4%、18.2%、0.0%,2年OS生存率分别为85.7%、27.8%、0.0%。不同分组存在统计学差异(P0.001)。结论:临床分期对预测NSCLC放化疗疗效价值有限。CTP参数BF、PMB(P)和ADC值(b=0,800 s/mm2)对PFS和OS有独立预测价值,以之为基础的评分预测模型有更高的疗效预测价值。
【关键词】：肺癌 扩散加权成像 CT灌注成像 放化疗 疗效评估
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R734.2;R730.44;R445.2
【目录】：

• 中文摘要4-9
• Abstract9-17
• 引言17-21
• 研究概况17-18
• 本研究目的、意义18-19
• 参考文献19-21
• 第一部分 自由呼吸、呼吸门控和屏气三种方法所测肺癌表观扩散系数的一致性研究21-33
• 材料与方法21-23
• 结果23-24
• 讨论24-27
• 参考文献27-30
• 附图及说明30-33
• 第二部分 肺癌CT和MRI长径测量的一致性研究33-48
• 材料与方法33-35
• 结果35-36
• 讨论36-40
• 参考文献40-43
• 附图及说明43-48
• 第三部分 非小细胞型肺癌CT灌注参数与表观扩散系数相关性的研究48-64
• 材料与方法48-51
• 结果51-53
• 讨论53-57
• 参考文献57-60
• 附图及说明60-64
• 第四部分 磁共振扩散加权成像联合CT灌注成像对非小细胞型肺癌放化疗疗效的预测价值64-85
• 材料和方法65-68
• 结果68-73
• 讨论73-76
• 参考文献76-81
• 附图及说明81-85
• 研究结论85-86
• 研究创新点86-87
• 综述87-98
• 参考文献93-98
• 攻读博士学位期间发表论文、编写专著等情况98-102
• 英文缩略词表102-104
• 致谢104-105

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