脑肿瘤的分子生物学行为与功能磁共振成像的相关性研究

发布时间：2019-07-14 09:47

【摘要】：第一部分三维动脉自旋标记灌注成像和动态磁敏感对比灌注成像对脑肿瘤灌注测量的比较研究 目的：通过对比分析三维动脉自旋标记(three-dimensional arterial spin labeling,3D-ASL)灌注成像和传统动态磁敏感对比灌注成像(dynamic susceptibility contrast perfusion imaging, D S C-MRI)来比较其对脑肿瘤灌注评估的差异。材料与方法：回顾性分析28例组织病理学证实的脑肿瘤患者(其中男性13例,女性15例,平均年龄：49.3岁)的3D-ASL和DSC-MRI资料。所有患者在GEDISCOVERY MR750扫描仪上行常规MRI、3D-ASL和DSC-MRI扫描。在基于感兴趣区(region of interst, ROI)的基础上获得最大相对脑肿瘤灌注。应用标准化的脑肿瘤灌注值(ASL nTBF, DSC nTBF, DSC nTBV)(标准化的脑肿瘤灌注值等于肿瘤局部脑血流量或局部脑血容量除以相应的肿瘤镜像区域(mirror region,M)、对侧正常白质(contralateral normal White Matter,WM)和对侧正常灰质(contralateral normal White Matter,GM)的测量值)来进行定量分析。应用配对t检验比较ASL nTBF测量和DSC nTBF测量及DSC nTBV测量。线性回归和Pearson相关用于评估定量结果的关系。 结果：①当以M和GM为标准化对象时,ASL nTBF and DSC nTBF间没有显著统计学差异,P值分别为0.106和0.093。当以WM为标准化对象时,P值为0,ASL nTBF and DSC nTBF间有显著统计学差异。 ②当以M和WM为标准化对象时,ASL nTBF和DSC nTBV间有显著性差异,P值分别为0.006和0,然而,当以GM为标准化对象时,P值为0.616,两者间没有统计学差异。 ③当以M,GM和WM为标准化对象时,ASL nTBF和DSC nTBF有非常显著的相关性,R值分别为0.807,0.737和0.729。 ④当以M为标准化对象时,ASL nTBF和DSC nTBV间有非常显著的相关性(R值为0.780)；当以GM和WM为标准化对象时,两者间有中度相关性(R值分别为0.621和0.616)。 结论:在脑肿瘤的灌注评估中,3D-ASL有成为DSC-MRI无创性替代的潜能,特别是肾功能衰竭的患者和需要随访的患者,因为不需要注射对比剂。 第二部分扩散加权成像拉伸指数模型对胶质瘤的分级作用及其定量参数与Ki67的相关性 目的：评估扩散加权成像拉伸指数模型在胶质瘤分级中的应用及其定量参数与Ki-67标记指数(labeling index,LI)的相关性,从而确定无创性评估胶质瘤增殖潜能的方法。 材料与方法：72例组织病理学证实的原发性脑胶质瘤患者(其中男性43例,女性29例,平均年龄41.1岁,年龄范围6-64岁),WHOⅡ级34例,WHOⅢ级15例,WHOIV级23例。所有患者均在手术或放化疗前行常规MRI扫描、标准DWI(b=0、1000s/mm2)和多b值DWI成像,获取ADC图和拉伸指数模型(b=0、1000、2000、3000s/mm2)的DDC图和α图。测量指标：不同级别胶质瘤实体部分及其镜像区的ADC值和DDC值(1mm2/s),整个瘤体及对侧其镜像区的α值。病理学检测指标为用于检测细胞周期增殖阶段的增殖期核标记物Ki-67,可用于反映细胞的增殖状态,评估肿瘤的级别、复发的可能和恶性程度。统计学分析方法有单因素方差分析(One-wayANOVA)、t检验、Pearson's相关分析和受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线。 结果：①DDC、α和ADC在肿瘤区及其镜像区之间均有显著统计学差异,分别为((1.239±0.647)×10-3,(0.810±0.191)×10-3,p0.05),(0.689±0.060,0.729±0.057, p0.05),((1.135±0.436)×10-3,(0.809±0.137)×10-3, p0.05) ②DDC在胶质瘤WHO Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级三组中任何两组间均有显著统计学差异(p0.05),相应的DDC值分别为(1.693±0.630)×10-3,(1.081±0.324)×10-3,(0.670±0.123)×10-3。 ⑧α在胶质瘤WHOⅡ级分别与WHOⅢ级、Ⅳ级间有显著统计学差异,相应的α值分别为(0.713±0.060,0.665±0.044, p0.05),(0.713±0.060,0.669±0.056, p0.05),而在胶质瘤WHOⅢ级与Ⅳ级间无显著统计学差异；在胶质瘤低级别(WHO Ⅰ和Ⅱ级)与高级别(WHOⅢ级和Ⅳ级)间有显著统计学差异(0.713±0.060,0.667+0.051,p0.05)。 ④ADC在WHOⅡ级分别与WHOⅢ级、Ⅳ级间有显著统计学差异,相应的ADC值分别为((1.433±0.433)×10-3,(1.000±0.242)×10-3, p0.05),((1.433±0.433)×10-3,(0.784±0.126)×10-3,p0.05),而在胶质瘤WHOⅢ级与Ⅳ级间无显著统计学差异；在胶质瘤低级别与高级别间有显著统计学差异((1.433±0.433)×10-3,(0.869±0.207)×10-3,p0.05)。 ⑤肿瘤实体部分的DDC值与ADC值呈显著的正相关关系(R=0.872；P0.05)。 ⑥DDC值在区分胶质瘤WHⅡ级与Ⅲ级、WHOⅢ级与Ⅳ级间的ROC曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.836和0.968；WHⅡ级与Ⅲ级间,以DDC值等于1.065×10-3mm2/s为最佳诊断临界点,此时分级诊断的灵敏度为94.1%,特异度为73.7%;WHOⅢ级与Ⅳ级间,以DDC值等于0.811×10-3mm2/s为最佳诊断临界点,此时分级诊断的灵敏度为93.3%,特异度为87.0%。 ⑦DDC、α和ADC在鉴别高低级别胶质瘤间的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.918、0.743、0.918:DDC、α和ADC值分别为1.065×10-3mm2/s、0.698和1.022×10-3mm2/s为最佳诊断临界点时,相应的鉴别诊断的灵敏度为94.1%、64.7%和85.3%,特异度为89.5%、81.6%和94.7%； ⑧Ki-67LI与胶质瘤级别之间呈显著的正相关关系(R=0.517,P0.05)； ⑨DDC与Ki-67LI之间呈显著的负相关关系(R-0.305,P0.05)； ⑩α与Ki-67LI之间呈负相关关系,但无统计学意义(R＝-0.154,P0.05)。 结论：扩散加权成像拉伸指数模型在术前较传统的单指数模型能更准确地评估胶质瘤分级,而且其定量参数DDC与反映肿瘤增殖的Ki-67LI呈明显的负相关关系,它将是无创性胶质瘤增殖活性评估以及胶质瘤分级和疗效评估的新的影像学标志物。 第三部分磁共振扩散峰度成像在胶质瘤分级中的初步应用及其定量参数与Ki67的相关性 目的：评估磁共振扩散峰度成像在胶质瘤分级中的初步应用及其与Ki67的相关性。 材料与方法：回顾性分析行手术或立体定向活检并经组织病理学证实的脑胶质瘤52例,年龄范围7-62岁,平均年龄41岁,其中男性32例,女性20例。应用Mann-Whitney检验比较30例低级别胶质瘤和22例高级别胶质瘤实体部分传统的扩散参数(FA, MD, Da, Dr)和峰度参数(MK, Ka, Kr)的差异。当P0.05时认为差异有显著统计学意义。同时,以对侧正常白质(NAWM)、内囊后肢(PLIC)和正常灰质(NAGM)为参照对肿瘤实体部分的FA, MD, Da, Dr和MK, Ka, Kr进行标准后,然后比较标准化后的参数在高低级别胶质瘤中的差异。病理学检测指标为反映细胞增殖活性的Ki67指数(Ki67LI),分析其与FA,MD,Da,Dr,MK,Ka和Kr的相关性。 结果：①未标准化前,MD,Da和Dr在高级别胶质瘤显著低于低级别胶质瘤(P值分别为0.028,0.015和0.043), MK,Ka和Kr在高级别胶质瘤显著高于低级别胶质瘤(P值分别为0.001,0.002和0.002)。FA在高级别胶质瘤间无显著性差异。 ②当以NAWM为参照进行标准化时,MK,Ka和Kr在高低级别胶质瘤有显著性差异(P值分别为0.001,0.001和0.003)；当以PLIC为参照进行标准化时,Da, MK,Ka和Kr在高低级别胶质瘤有显著性差异((P值分别为0.032,0.002,0.004和0.002)；当以NAGM为参照时,所有值除开FA,在高低级别胶质瘤间均有显著性差异(MD:P=0.028,Da:P=0.017,Dr:P=0.047, MK:P=0.003, Ka:P=0.001,Kr:P=0.030)。 ③高级别和低级别胶质瘤鉴别诊断的最高灵敏度和特异度见于未进行标准化的MK(分别为86.4%和66.7%)、以NAWM为参照进行标准化的Ka(分别为63.6%和83.3%)、以PLIC为参照进行标准化的MK(分别为81.8%和66.7%)和以NAGM为参照进行标准化的Ka(分别为68.2%和80.0%) ④高级别胶质瘤与低级别胶质瘤鉴别诊断的最佳诊断临界点见于未进行标准化的MK(0.482),以NAWM为参照进行标准化的Ka(0.921),以PLIC为参照进行标准化的MK(0.432)和以NAGM为参照进行标准化的Ka(0.829)。 ⑤FA,MD,Da和Dr与Ki67LI呈负相关关系,差异无统计学意义(P0.05);MK,Ka和Kr与Ki67LI呈正相关关系,差异有统计学意义(分别为R=0.648,P=0.001；R=0.606,P=0.002;R=0.641,P=0.001)。 结论：峰度参数在高级别胶质瘤和低级别胶质瘤有显著的差异,而且有较高的敏感度和特异度,因此与传统的扩散成像参数相比,峰度参数可以更好地将高级别胶质瘤与低级别胶质瘤鉴别开来。峰度参数与Ki67LI呈明显正相关关系,可以作为胶质瘤分级的新的无创性影像学标记物。
文内图片：
图片说明： 3.33所有类型肿瘤以M，GM和WM为内参照进行标准化的ASL nTBF和DSCnTBV测量的散点图见图7。散点图表明ASLnTBF和DSCnTBF呈正相关关系，，参照区域相应的Pearson's相关系数r分别为0.780，0.621和0.616，且两者间的相关性在0.01水平有显著统计学差异。‘““ '“‘ 。。eo 1=0,621 oo"? r4.6I?■ r 从"? ,, pd>.000 。丨 ixO.OOO“ “ ?? ?? “ ^ 7： T, 7i 7, Z TT ? Tt 3； ；7； Z ？T?

本文编号：2514332