磁共振T1ρ成像及灌注加权成像对脑胶质瘤分级诊断的应用研究

发布时间：2017-10-13 11:30

  本文关键词：磁共振T1ρ成像及灌注加权成像对脑胶质瘤分级诊断的应用研究

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【摘要】：第一部分磁共振T1p成像对脑胶质瘤分级诊断的初步研究目的以脑胶质瘤患者为研究对象,探讨T1p (T1 relaxation time in the rotating frame)成像在术前胶质瘤分级诊断的应用价值。方法搜集我院临床诊断怀疑脑肿瘤的患者,在研究前获得所有患者或其监护人的知情同意书。纳入标准如下：①所有患者在手术前未采取任何治疗措施；②术前均行常规MRI平扫,T1p成像,常规增强扫描；③能配合完成MRI检查并保证扫描图像质量；④MRI扫描后在限定的1-2周内给予手术切除及病理确诊;⑤所有病例术后病理确诊为各级别脑胶质细胞瘤。共38例患者纳入研究,其中低级别胶质瘤22例(均为WHO Ⅱ级),高级别胶质瘤16例(WHOⅢ级7例、WHOⅣ级9例)。所有患者均采用Philips Achieva 3.0T超导磁共振扫描仪进行检查,使用8通道相控阵头线圈。按顺序分别进行常规MRI平扫(包括T1WI、T2WI、T2-FLAIR序列)、T1p序列、常规增强扫描。对T1p图像进行后处理,并在肿瘤的实质区、瘤周区及对侧白质区三个区域各放置3个同样大小的感兴趣区(region of interest, ROI),各取3个ROI的平均值并标准化,得出实质区及瘤周区rTlp值。利用统计学分析对不同病理级别胶质瘤之间的实质区及瘤周区rTlp值进行差异性比较,分析两个量化指标与WHO病理等级的相关性,最后采用受试者操作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线对两个量化指标的诊断效能进行评价,并确定诊断阈值,敏感度及特异度。结果1.高级别胶质瘤组肿瘤实质区rTlp值(1.604±0.22)明显低于低级别胶质瘤组(2.133±0.385)(P0.001)；高级别胶质瘤组肿瘤瘤周区rTlp值(2.022±0.402)明显高于低级别胶质瘤组(1.602±0.42)(P0.01)。2. WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各胶质瘤组之间的实质区rTlp值总体均数不全相等,差具有统计学意义。WHO Ⅱ级胶质瘤组实质区rTlp值(2.133±0.385)分别高于WHOⅢ、Ⅳ级胶质瘤组(1.701±0.176,1.528±0.23)(P均0.001)；WHOⅢ级胶质瘤组实质区rTlp值稍高于WHO5Ⅳ级胶质瘤组(P0.05)。WHO Ⅱ、ⅢⅣ级各胶质瘤组之间的瘤周区rTlρ值总体均数不全相等,差异有统计学意义。WHO Ⅱ级胶质瘤组瘤周区rTlp值(1.602±0.42)低于WHOⅢ级胶质瘤组(1.965±0.498)(P0.05);WHO Ⅱ级胶质瘤组瘤周区rTlp值明显低于WHOⅣ级胶质瘤组(2.066±0.333)(P0.05)：WHOⅡ级胶质瘤组实质区rTlp值稍低于WHOⅣ级胶质瘤组(P0.05)。3.所有胶质瘤实质区rTlp值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.719,有较强的负相关性(P0.001)；所有胶质瘤瘤周区rTlp值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.492,有中等程度的正相关性(P0.05)。4.实质区rTlp值对胶质瘤病理分级诊断的ROC曲线下面积(area under curve, AUC)为0.908±0.046,具有较高的诊断效能；瘤周区rTlp值对胶质瘤病理分级诊断的AUC为0.778±0.076,具有一定的诊断效能。实质区rTlp值的AUC比瘤周区rTlp值高0.13。以Youden指数最大值作为临界点,实质区rTlp值的阈值为1.96,敏感度为100%,特异度为72.73%；瘤周rTlp值的阈值为1.76,敏感度为81.25%,特异度为68.18%。结论T1ρ成像在评估胶质瘤病理分级中具有较高的应用价值,能够准确及敏感地反映胶质瘤的组织病理等级及浸润性程度,可以作为一种判别高、低级别胶质瘤甚至是WHO病理级别的精准的磁共振量化标准,为术前治疗方案的制定,预后的判断提供准确高效的参考。第二部分磁共振T1ρ成像与灌注加权成像对脑胶质瘤分级诊断的对比研究目的探讨及对比T1ρ成像及灌注加权成像(perfusion weighted imaging, PWI)在术前胶质瘤分级诊断的应用价值。方法搜集我院临床诊断怀疑脑肿瘤的患者,在研究前获得所有患者或其监护人的知情同意书。纳入标准如下：①所有患者在手术前未采取任何治疗措施；②术前均行常规MRI平扫,T1ρ成像,DSC-PWI成像,常规增强扫描；③能配合完成MRI检查并保证扫描图像质量；④MRI扫描后在限定的1～2周内给予手术切除及病理确诊；⑤所有病例术后病理确诊为各级别脑胶质细胞瘤。共30例患者纳入研究,其中低级别胶质瘤17例(均为WHO Ⅱ级),高级别胶质瘤13例(WHOⅢ级6例、WHOⅣ级7例)。所有患者均采用Philips Achieva 3.0T超导磁共振扫描仪进行检查,使用8通道相控阵头线圈。按顺序分别进行常规MRI平扫(包括T1WI、T2WI、T2-FLAIR序列)、T1ρ序列、DSC-PWI序列、常规增强扫描。对T1ρ图像及PWI图像进行后处理,T1ρ图像ROI的选取及值的测量同第一部分。在CBV图像中实质区、瘤周区及对侧白质区三个区域各放置3个同样大小的感兴趣区(region of interest, ROI),尽量与T1ρ图像上的ROI位置保持一致,各取3个ROI的平均值并标准化。CBF图像ROI的选取及值的测量与CBV图像对应,得出实质区及瘤周区rCBV值及rCBF值。利用统计学分析对不同病理级别胶质瘤之间的实质区及瘤周区各量化指标进行差异性比较,分析各量化指标与WHO病理等级的相关性,并分析实质区或瘤周区各量化指标之间的相关性,最后采用ROC曲线对各量化指标的诊断效能进行比较,并确定诊断阈值,敏感度及特异度。结果1.高级别胶质瘤组实质区rTlp值(1.627±0.222)明显低于低级别胶质瘤组(2.172±0.374)(P0.001)；高级别组实质区rCBV值(4.503±1.728)明显高于低级别组(2.562±1.240)(P0.01)；高级别组实质区rCBF值(3.736+0.922)明显高于低级别组(2.804+1.153)(P0.05)。高级别组瘤周区rTlp值(2.071±0.397)明显高于低级别组(1.587±0.445)(P0.01)；高级别组瘤周区rCBV值(0.982±0.526)略高于低级别组(0.790±0.372)(P0.05)；高级别组瘤周区rCBF值(0.763±0.397)略低于低级别组(0.824±0.413)(P0.05)。2. WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各胶质瘤组之间的实质区rTlp值、rCBV及rCBF总体均数不全相等,差异具有统计学意义。WHO Ⅱ级组实质区rTlp值(2.172±0.374)分别高于WHOⅢ、Ⅳ级组(1.692-±0.191,1.571±0.245)(P0.05)；WHOⅢ级组实质区rTlp值稍高于WHOⅣ级组(P0.05)。WHO Ⅱ级组实质区rCBV值(2.562±1.240)低于WHOⅢ级组(3.569-±1.308)(P0.05)；WHOⅣ级组实质区rCBV值(5.303±1.711)分别高于WHOⅢ、Ⅳ级组(P0.05)。WHO Ⅱ级组实质区rCBF值(2.804±1.153)略低于WHOⅢ级组(3.150±0.485)(P0.05)；WHOⅢ级组实质区rCBF值低于WHOⅣ级组(4.238±0.931)(P0.05); WHO Ⅱ级组实质区rCBF值低于WHOIV级组(P0.05)。WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各胶质瘤组之间的瘤周区rTlp值总体均数不全相等,差异具有统计学意义；WHO Ⅱ级组瘤周区rTlp值(1.587+0.445)分别低于WHOⅢ、Ⅳ级组(2.073±0.448,2.070±0.384)(P0.05)；WHOⅢ级组瘤周区rTlp值稍高于WHOⅣ级组(P0.05)。WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各胶质瘤组之间的瘤周区rCBV值总体均数相等,差异无统计学意义；WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤组瘤周区rCBV值(0.790±0.372、1.053±0.560、0.921±0.532)之间均无统计学差异(P0.05);WHO Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤组瘤周区rCBF值(0.824±0.413、0.829±0.481、0.706±0.339)之间均无统计学差异(P0.05)。3.胶质瘤实质区rT1ρ值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.737,有较强的负相关性(P0.001)；胶质瘤实质区rCBV值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.623,有较强的正相关性(P0.001)；胶质瘤实质区rCBF值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.451,有中度程度的正相关性(P0.05)；胶质瘤瘤周区rT1ρ值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r为0.509,有中度程度的正相关性(P0.05)；所有胶质瘤瘤周区rCBV值及rCBF值与其WHO病理等级之间的Spearman相关系数r分别为0.134级0.148,无明显相关(P0.05)。4.以WHO病理等级为控制变量,胶质瘤实质区rT1ρ值与rCBV值及rCBF值之间的pearson相关系数分别为0.117及0.068,无明显相关(P0.05)；胶质瘤实质区rCBV值与rCBF值之间的pearson相关系数r为0.517,有中等程度的正相关性(P0.05)。胶质瘤瘤周区rT1ρ值与rCBV值之间的pearson相关系数r为0.375,有较弱的负相关性(P0.05)；胶质瘤瘤周区rT1ρ值与rCBF值之间的pearson相关系数r为0.465,有中等程度的负相关性(P0.05)；胶质瘤瘤周区rCBV值与rCBF值之间的pearson相关系数r为0.787,有较强的正相关性(P0.05)。5.实质区rT1ρ值对胶质瘤分级诊断的AUC为0.928±0.045,具有较高的诊断效能。实质区rCBV值对胶质瘤分级诊断的AUC为0.835±0.075,具有一定的诊断效能。实质区rCBF值对胶质瘤分级诊断的AUC为0.719±0.096,具有一定的诊断效能。瘤周区rT1ρ值对胶质瘤病分级诊断的AUC为0.803±0.08,具有一定的诊断效能。瘤周区rCBV值对胶质瘤分级诊断的AUC为0.602±0.11,具有较低的诊断效能。瘤周区rCBF值对胶质瘤分级诊断的AUC为0.570±0.111,具有较低的诊断效能。以Youden指数最大值作为临界点,实质区rT1ρ值的阈值为1.96,敏感度为100%,特异度为76.47%；实质区rCBV值的阈值为2.55,敏感度为84.62%,特异度为76.47%；实质区rCBF值的阈值为2.72,敏感度为92.31%,特异度为58.82%;瘤周区rTlp值的阈值为1.7,敏感度为84.62%,特异度为70.59%;瘤周区rCBV值的阈值为1.36,敏感度为30.77%,特异度为100%；瘤周区rCBF值的阈值为0.85,敏感度为76.92%,特异度为47.06%。结论Tlp成像相比DSC-PWI成像在评估胶质瘤病理分级中具有更高的应用价值,两者均能够从不同成像角度反映胶质瘤的组织病理等级。在临床工作中,两种成像可以互为补充并联合应用,为术前胶质瘤病理分级提供有效精准的参考,指导临床制定下一步治疗方案及判断肿瘤预后。
【关键词】：T1ρ成像 灌注加权成像 脑胶质瘤 病理分级 实质区 瘤周区
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R739.41
【目录】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-18
• 前言18-20
• 第一部分 磁共振T1ρ成像对脑胶质瘤分级诊断的初步研究20-40
• 材料与方法21-27
• 结果27-34
• 讨论34-39
• 结论39-40
• 第二部分 磁共振T1ρ成像与灌注加权成像对脑胶质瘤分级诊断的对比研究40-60
• 材料与方法41-46
• 结果46-55
• 讨论55-59
• 结论59-60
• 参考文献60-67
• 英文缩略词表67-69
• 攻读学位期间成果69-70
• 致谢70-71

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1 郑泽宇;磁共振T1ρ成像及灌注加权成像对脑胶质瘤分级诊断的应用研究[D];南方医科大学;2016年

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本文编号：1024624