發(fā)布時(shí)間：2017-08-10 06:27

  本文關(guān)鍵詞：多種數(shù)學(xué)模型擴(kuò)散加權(quán)成像在乳腺良惡性病變鑒別診斷中的應(yīng)用

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【摘要】：背景和目的：目前,乳腺癌是中國女性發(fā)病率最高的癌癥,是繼肺癌、胃癌、肝癌、食管癌、結(jié)直腸癌之后,第六大中國女性癌癥死亡原因。生殖和激素因素,絕經(jīng)前后婦女肥胖和低水平體育活動(dòng),被認(rèn)為是影響乳腺癌發(fā)病的危險(xiǎn)因素,且發(fā)病年齡不斷年輕化。因此早期診斷并鑒別診斷良惡性乳腺腫瘤對于制定適宜的治療方案,恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)方法及預(yù)后評估都非常重要。乳腺超聲檢查是早期檢出乳腺癌的重要方法之一。乳腺鉬靶有輻射,且對致密型乳腺有診斷缺陷。MRI具有良好的軟組織分辨力,無輻射,其對乳腺疾病的診斷價(jià)值已得到充分肯定。尤其對傳統(tǒng)超聲及X線檢查難以辨別的不典型病變,其可以從病變的形態(tài)學(xué)、信號強(qiáng)度表現(xiàn)、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)血流動(dòng)力學(xué)及功能磁共振應(yīng)用方面進(jìn)行分析,在發(fā)現(xiàn)微小病灶方面有顯著優(yōu)勢。但是常規(guī)MRI檢查對乳腺病變的診斷與鑒別存在一定的局限性。DWI可以通過檢測組織內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來反映病變組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),為病變的鑒別診斷提供有價(jià)值的信息。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像利用活體生物組織中水分子的隨機(jī)位移運(yùn)動(dòng)(即布朗運(yùn)動(dòng))進(jìn)行無創(chuàng)性成像。因DWI對細(xì)胞密度、腫瘤細(xì)胞的相對含量、水含量和灌注均有較高的敏感度,已被越來越多地應(yīng)用于乳腺病變的評估。以往常采用單b值DWI的單指數(shù)模型(mono-eXponential model)和所獲得的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)值對乳腺腫瘤進(jìn)行分析,但由于單指數(shù)模型的ADC值整合了活體生物組織中真實(shí)擴(kuò)散和假性灌注兩方面的信息,使其反映的組織擴(kuò)散特征受到了毛細(xì)血管內(nèi)微循環(huán)影響。近年來提出的多b值DWI雙指數(shù)衰減模型,即體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像(intra-voxel incoherent motion, IVIM),將生物組織真實(shí)的水分子擴(kuò)散和毛細(xì)血管內(nèi)的微循環(huán)灌注分離開來,同時(shí)反應(yīng)出生物組織的細(xì)胞構(gòu)成以及灌注方面信息,使測量數(shù)據(jù)更接近生物組織實(shí)際擴(kuò)散值。多b值DWI另一個(gè)數(shù)學(xué)模型為拉伸指數(shù)模型,其通過描述體素內(nèi)水分子的分布擴(kuò)散指數(shù)(distributed diffusion coefficient, DDC)和擴(kuò)散異質(zhì)性指數(shù)(heterogeneity index of intravoxel diffusion, a),反映出更多的組織生物學(xué)特征方面的信息。本課題擬通過對乳腺良惡性腫瘤的磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像的多種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析研究,探討DWI的單指數(shù)模型、雙指數(shù)模型以及拉伸指數(shù)模型在乳腺良惡性腫瘤的診斷和鑒別診斷中的作用。材料和方法：收集2013.10-2016.1經(jīng)影像檢查及手術(shù)病理證實(shí)的87例(共92個(gè)病灶)。患者年齡20-70歲。所有病人采用GE Discovery MR7503.0T (？)MR進(jìn)行檢查,依次進(jìn)行常規(guī)MRI平掃、動(dòng)態(tài)增強(qiáng),單b值DWI和多b值DWI掃描。單b值DWI采用單次激發(fā)的自旋平面回波(spin echo-echo planner imaging, SE-EPI)序列行橫軸位掃描,b值取0,800 s/mm2。掃描同時(shí)獲得相應(yīng)的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)圖。多b值DWI選取由0-3000s/mm2的12個(gè)不同b值進(jìn)行軸位掃描(0、10、20、30、50、100、200、400、800、1200、2000、3000s/mm2),通過后處理軟件分別對數(shù)據(jù)進(jìn)行雙指數(shù)模型和拉伸指數(shù)模型的計(jì)算。雙指數(shù)模型獲得參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散系數(shù)ADCst,慢速表觀擴(kuò)散系數(shù)／ADCsloW,快速表觀擴(kuò)散系數(shù)ADCfast,快速擴(kuò)散成分所占比例ffast。拉伸指數(shù)模型生成分布擴(kuò)散指數(shù)(distributed diffusion coefficient, DDC)和擴(kuò)散異質(zhì)性指數(shù)(heterogeneity index of intravoxel diffusion, a)兩個(gè)參數(shù)。通過在良惡性乳腺腫瘤的實(shí)質(zhì)區(qū)域選取感興趣區(qū)(ROI)比較DWI各指數(shù)模型中各個(gè)參數(shù)在良惡性鑒別中的價(jià)值。以患者自身正常乳腺作為對照,來定量分析水分子的擴(kuò)散變化。所有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 19.0軟件,首先用非參數(shù)單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)法對ADC、ADCst、ADCslow、ADCfast、ffas、DDC、α值進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn),ADC、ADCst、ADCslow、ADCfast、ffas、DDC、α值均符合正態(tài)分布。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,良惡性組ADC、ADCst、ADCslow、ADCfast、 ffast、DDC、α比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),P0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。良、惡性組的ADC、ADCst、ADCslow、DDC之間的差異分別采用配對t檢驗(yàn),P0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制ADC、ADCst、ADCslow、ADCfast、ffas、DDC、α值的ROC曲線,比較各參數(shù)曲線下面積(AUC)。根據(jù)最大Youden指數(shù)得到最佳診斷閾值及相應(yīng)敏感度、特異度。對ADC、ADCst、ADCslo、α和DDC之間的關(guān)系采用Pearson進(jìn)行相關(guān)性分析,P值0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。利用受試者工作特性(receiver operator characteristic, ROC)曲線評價(jià)單指數(shù)模型、雙指數(shù)模型和拉伸指數(shù)模型各參數(shù)值的診斷效能和最佳診斷閾值。結(jié)果：1.乳腺病變的ADC值從大到小依次為囊腫,正常腺體,良性腫瘤,惡性腫瘤,乳腺炎。2.囊腫的單指數(shù)模型ADC值和雙指數(shù)模型ADCst、ADCslow、ffast值均大于正常腺體組織,ADC、ADCst、ffast值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,ADCslow值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。囊腫的雙指數(shù)模型ADCfast值低于正常乳腺組織,且無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。囊腫的拉伸指數(shù)模型DDC、α值均大于正常乳腺組織,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3.乳腺炎的單指數(shù)模型ADC值和雙指數(shù)模型ADCst、ADCslow、ffast值均小于正常腺體組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳腺炎的雙指數(shù)模型ADCfast值高于正常乳腺組織,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。乳腺炎的拉伸指數(shù)模型DDC、α值均小于正常乳腺組織,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。4.良性病灶的單指數(shù)模型ADC值低于正常腺體組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。良性病灶的雙指數(shù)模型ADCst、ADCslow均小于正常腺體組織,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。良性病灶的ffast值明顯小于正常腺體組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。良性病灶的ADCfast值高于正常乳腺組織,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。良性病灶的拉伸指數(shù)模型DDC、α值均小于正常乳腺組織,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。5.乳腺惡性病灶的單指數(shù)模型ADC值和雙指數(shù)模型ADCst、ADCslow、ffast值均小于正常腺體組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳腺惡性病灶的雙指數(shù)模型ADCfast值高于正常乳腺組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳腺惡性病灶的拉伸指數(shù)模型DDC、α值均小于正常乳腺組織,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。6.乳腺良性病灶的單指數(shù)模型ADC值和雙指數(shù)模型ADCst、ADCslow、ffast值均高于乳腺惡性病灶,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳腺良性病灶的雙指數(shù)模型ADCfast值低于乳腺惡性病灶,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳腺良性病灶的拉伸指數(shù)模型DDC、α值均大于乳腺惡性病灶,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。7.在良惡性乳腺腫瘤中,單指數(shù)模型ADC值顯著大于雙指數(shù)模型ADCslow值(P0.001)。拉伸指數(shù)模型DDC值大于雙指數(shù)模型ADCst,ADCslow值(P0.001)。8.ADC和DDC之間的Pearson相關(guān)系數(shù)在良、惡性乳腺腫瘤分別為：r=0.762(P0.001)和r=0.785 (P0.001)。ADCst和DDC之間分別為：r=0.829(P0.001)和r=0.938(P0.001),呈明顯相關(guān)。ADCslow和DDC之間分別為r=0.528(P=0.001)和r=0.764(P0.001)。α和DDC無明顯相關(guān)性(P0.05)。9.在良惡性乳腺腫瘤的鑒別中,單指數(shù)模型的ADC,雙指數(shù)模型參數(shù)ADCslow,拉伸指數(shù)模型參數(shù)DDC的ROC曲線下面積較大分別為0.923、0.920、0.903。根據(jù)Youden(？)旨數(shù),得出ADCslow鑒別乳腺良惡性病變的靈敏度最高為93.9％,ADCst的特異度最高為95.0%。結(jié)論：1.DWI單指數(shù)模型、雙指數(shù)模型以及拉伸指數(shù)模型可對乳腺良惡性腫瘤的鑒別提供重要的定量依據(jù)。2.單指數(shù)模型ADC和雙指數(shù)模型ADCslow具有較高的診斷價(jià)值,拉伸指數(shù)模型DDC具有潛在的重要價(jià)值。3.在乳腺腫瘤的良惡性鑒別中,雙指數(shù)模型、拉伸指數(shù)模型DWI更細(xì)化于傳統(tǒng)單指數(shù)模型DWI。
【關(guān)鍵詞】：擴(kuò)散加權(quán)成像 表觀擴(kuò)散系數(shù) 雙指數(shù)模型 拉伸指數(shù)模型 乳腺腫瘤
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R445.2;R737.9
【目錄】：

• 致謝4-5
• 中文摘要5-10
• 英文摘要10-18
• 1 前言18-21
• 2 材料與方法21-25
• 2.1 研究對象21
• 2.2 設(shè)備和儀器21-22
• 2.3 掃描技術(shù)及參數(shù)22-23
• 2.4 DWI圖像后處理23
• 2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析23-25
• 3 結(jié)果25-32
• 4 討論32-38
• 4.1 單指數(shù)模型32-33
• 4.2 雙指數(shù)模型33-34
• 4.3 拉伸指數(shù)模型34-36
• 4.4 ROC曲線36-38
• 5 結(jié)論38-39
• 6 附圖39-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 綜述50-79
• 參考文獻(xiàn)70-79
• 作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果79

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本文編號：649270