本文關鍵詞：腦淋巴瘤基于IVIM DW-MRI及DSC-MRI灌注成像的比較研究

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【摘要】：[研究目的]本課題研究目的是(一)分析原發(fā)性腦淋巴瘤、高級別星形細胞瘤、腦膜瘤IVIM與DSC影像學特征及其診斷及鑒別診斷的價值； (二)探討腦淋巴瘤IVIM-MRI灌注參數(shù)與DSC灌注參數(shù)相關性研究。[方法]1研究對象收集本院在2014年11月到2015年11月期間懷疑腦腫瘤患者65例,所有患者均進行了常規(guī)磁共振增強、雙指數(shù)模型擬合的IVIM MRI及腦動態(tài)磁敏感對比增強掃描。磁共振掃描檢查后所有患者均進行立體定向活檢或者手術活檢證實病理共入組51例患者。其中高級別星形細胞瘤20例(14例膠母細胞瘤,6例間變形星形細胞瘤)、腦膜瘤20例及原發(fā)性腦淋巴瘤11例。2檢查方法及圖像處理所有符合實驗納入標準的受試者均在我院進行磁共振掃描,采用Philips Archieve 1.5T(Philips Healthcare, Best, Netherland)磁共振掃描儀并8通道標準頭線圈,進行頭顱MRI平掃(包括矢狀位、冠狀位和軸位)、IVIM-MRI、動態(tài)磁敏感對比增強及灌注后增強掃描(包括矢狀位、冠狀位和軸位),2.1常規(guī)MRI成像序列包括：橫軸位T,WI、橫軸位T2WI、橫軸位T2 FLAIR、矢狀位T2WI。參數(shù)如下描述：橫軸位T,WI:TR=542ms, TE=15ms, TI=860ms,矩陣=256mm×204mm;橫軸位T2WI：快速自旋回波(FSE), TR= 4571ms, TE= 110 ms,矩陣=368mm×286mm;橫軸位T2 FLAIR:TR= 6000ms, TE= 120 ms, TI=2000 ms,矩陣=352mm×184mm。所有橫軸位,FOV=256mm×256mm掃描層厚5.Omm,層間距1.Omm。矢狀位T2WI：TR= 5160ms, TE= 96ms,矩陣=256mm×256mm,掃描層厚5.Omm,層間距1.Omm。2.2 IVIM成像掃描在注射對比劑前行多b值彌散掃描,采用單次激發(fā)自旋回波平面回波(Spin Echo Planner imaging SS-EPI)序列,并行采集空間敏感編碼技術(ASSET)。 IVIM-DWI在x,y,z軸三個方向施加13個b值(0,10,20,30,50,80,100,150,200,300,400,600,800s/mm2)。余IVIM-DWI參數(shù)如下：重復時間(TR)/回波時間(TE),3000/56 ms：視野(FOV)256mm×256mm;層厚/層間距：5mm/1mm;矩陣：256mm×256mm.2.3動態(tài)磁敏感對比增強灌注成像掃描：采用SE-EPI序列,掃描參數(shù)為：TR/TE=2000/30ms, FOV=240mm×240mm,矩陣=64mm×24mm,層面內(nèi)分辨率=3.75mm X3.75mm,層厚4mm,間隔lmm,層數(shù)30。共采集186個時相,采集時間為1分45秒,共獲得1800幅圖像。開始掃描出現(xiàn)圖像后,利用高壓注射器肘靜脈團注Gd-DTPA (gadopentetate dimeglumine, Magnevist;Bayer Healthcare, Berlin, Germany),注射速率：5ml/s,劑量：0.2ml/kg,注射完后以同樣速率注射20ml生理鹽水。2.4完成DSC成像后,進行T1WI軸位、冠狀位及矢狀位增強掃描。3數(shù)據(jù)處理3.1 IVIM數(shù)據(jù)分析利用飛利浦后處理工作站(Extended workspace Philips Healthcare)中第三方軟件Pride DWI Tool (version 1.5, Philip Healthcare)進行數(shù)據(jù)后處理。彌散數(shù)據(jù)擬合單指數(shù)模型和雙指數(shù)IVIM模型進行后處理。通過線性擬合方程獲得真性彌散系數(shù)D。而f值及D*值側(cè)通過非線性最小二乘算法擬合數(shù)據(jù)。PRIDE軟件可自行計算數(shù)據(jù)的擬合度R2,本組測量數(shù)據(jù)擬合度均大于0.8,數(shù)據(jù)均可納入研究。利用ImageJ軟件自動生成D圖,f圖,D*圖,在空間分辨率較高的D圖上選定感興趣區(qū)(ROI),感興趣區(qū)置于增強T,加權圖像明顯強化的部分,盡量靠近腫瘤中心,以避免囊性、 壞死和出血性區(qū)域。根據(jù)單指數(shù)模型公式,利用兩b值0及800s/mm2獲得ADC圖,并在同一個病灶層面測量ADC值。3.2 DSC-MRI數(shù)據(jù)分析利用Philips磁共振工作站(Extended workspace Philips Healthcare),采用神經(jīng)灌注后處理方式生成CBV圖、CBF圖及MTT圖。對比T,WI增強圖像,選擇CBV彩圖上色彩最高病灶,ROI避開壞死、囊變及血管等異常灌注區(qū)域,得到CBV、CBF及MTT數(shù)值。同時在對應健康腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)畫同樣大小的ROI區(qū),記錄rCBV=TBV/CBV值。3.3以上所有測量數(shù)據(jù)均有由兩名初級神經(jīng)影像醫(yī)生進行測量,其中一位重復測量兩次。4統(tǒng)計學分析應用Medcalc軟件進行組內(nèi)相關系數(shù)ICC測定,對所測得三組數(shù)據(jù)進行一致性檢驗。ICC0.8認為一致性佳;ICC=0.6-0.8認為一致性良好;ICC0.6認為一致性較差。余所有統(tǒng)計學檢驗均使用SPSS20.0軟件(Chicago, IL, USA)進行數(shù)據(jù)分析。所有計量資料采用均數(shù)±標準差表示。以下檢驗以α=0.05為顯著性水準,判斷各組內(nèi)及組間是否具有統(tǒng)計學意義。4.1三組腦腫瘤患者的一般臨床資料年齡差異采用one-way ANOVA檢驗；性別差異利用卡方檢驗；4.2對IVIM彌散加權成像參數(shù)ADC值、D值、f值、D*值及DSC灌注加權成像參數(shù)rCBV等計量資料行正態(tài)分布檢驗及方差齊性檢驗。符合正態(tài)分布及方差齊性的數(shù)據(jù)進行參數(shù)檢驗,不符合條件數(shù)據(jù)進行非參檢驗。4.3采用one-way ANOVA方式或非參數(shù)多個樣本比較的秩和檢驗(Kruskal-Wallis,即H值檢驗)對三組腫瘤(原發(fā)性腦淋巴瘤、高級別星形細胞瘤及腦膜瘤)的IVIM模型彌散參數(shù)ADC值、D值、f值及D*值及DSC-MRI參數(shù)rCBV進行差異性分析。存在差異時再分別采用兩個樣本比較的L-S-D檢驗或秩和檢驗(Mann-Whitney Test)4.3對三組腦腫瘤DW-MRI雙指數(shù)模型參數(shù)D值及單指數(shù)模型ADC值的相關性等進行Pearson相關性分析,以r≥0.7表示高度相關； r=0.4-0.7表示呈相關性一般；r0.4相關性較差。4.4對三組腦腫瘤IVIM DW-MRI灌注參數(shù)f值與DSC灌注成像的rCBV的相關性等進行Pearson相關性分析,以r≥0.7表示高度相關：r=0.4-0.7表示呈相關性一般；r0.4相關性較差。[結果]排除3例無病理患者,余62例患者中,2例患者為腫瘤復發(fā)患者,6例為低級別星型細胞瘤患者(病理診斷為DNT),3例為海綿狀血管瘤患者。余51例患者未進行治療,經(jīng)活檢或手術病理證實的高級別星型細胞瘤(n=20),腦膜瘤(n=20)或PCNSL (n=11)1、常規(guī)MRI檢查11例原發(fā)性中樞型腦淋巴瘤中7例為單發(fā)病灶,4例為多發(fā)病灶,共有病灶19個。病灶均位于幕上腦實質(zhì)內(nèi),位于雙側(cè)基底節(jié)區(qū)病灶7個,額葉2個,顳葉5個,頂葉3個,胼胝體區(qū)2個。位于中線區(qū)域腫瘤有11個(11/19)。病灶邊界清,常規(guī)T,WI序列上表現(xiàn)為等信號15個,4個為低信號；T2WI序列信號較混雜,高信號2個,稍高信號11個,等信號2個,稍低信號3個。16個病灶可見瘤周水腫,其中呈指樣水腫12個,環(huán)狀水腫4個。15個病灶實質(zhì)均勻,2個病灶內(nèi)見出血,2個病例內(nèi)見囊變。增強掃描后病灶均呈明顯強化,強化邊緣不規(guī)則8例(抱拳征：1例；尖角征：2例；臍凹征：5例),強化邊緣規(guī)則3例。在增強T1WI序列上測量腫瘤最大病灶直徑,腫瘤最大直徑平均約(23±4.21)mm。20例高級別星形細胞瘤中例單發(fā)病灶18例,多發(fā)病灶2例,共有病灶23個。本組研究中,5例患者最大病灶跨腦葉生長,分別累及額顳葉、頂枕葉、海馬區(qū)-胼胝體壓及胼胝體壓部-頂枕葉。余15例患者病灶位于額葉7例,顳葉3例,頂葉2例,基底節(jié)區(qū)1例,島葉1例,側(cè)腦室1例；高級別星形細胞瘤腫瘤邊界欠情,在T1WI信號以低信號為主,其中1例病灶混雜出血信號；T2WI以高信號為主,4例病例為稍高信號,余均為高信號。12例病灶可見瘤周水腫,指樣水腫10例,環(huán)狀水腫2例。所有病灶實質(zhì)欠均勻, 增強掃描后病灶呈不均勻強化,花環(huán)樣強化16例,環(huán)形強化3例,結節(jié)樣強化1例。在增強T,WI序列上測量,20例高級別星形細胞瘤最大直徑平均約(31±5.81)m。20例腦膜瘤中單發(fā)19例,多發(fā)1例。病灶位于額葉4例,顳葉3例,枕葉3例,頂葉4例,大腦鐮3例,蝶骨3例；腦膜瘤邊界清楚,T,WI序列上表現(xiàn)為等／低信號,其中2例病灶內(nèi)見出血；腦膜瘤T2WI信號較復雜,低信號6例,等信號6例,稍高信號3例及高信號5例。10例病灶可見瘤周水腫,7例為指樣水腫,3例為環(huán)狀水腫。在增強T,WI序列上測量,腦瘤最大直徑平均約(35±2.11)m。增強掃描腫瘤18例均勻明顯強化,2例為不均勻強化,內(nèi)見囊變無強化區(qū)。2、參數(shù)的可重復性兩位測量者所測得三組數(shù)據(jù)中,ADC值、D值、f值及rCBV值均獲得較好的組間一致性,ADC值的ICC為0.882(95%CI：0.792-0.933),D值的ICC值為0.861(95 %CI：0.667-0.893),f值的ICC為0.862(95%CI：0.791-0.963),rCBV值為0.892(95%CI：0.857-0.946)。D*值獲得良好一致性0.657(95%CI：0.498-0.848)3、IVIM DW-MRI定量參數(shù)及ADC值經(jīng)過one-way ANOVA方差分析檢驗,三組腫瘤的IVIM DW-MRI定量參數(shù)D值、f值及ADC值均具有顯著性統(tǒng)計學差異(p0.05)。原發(fā)性腦淋巴瘤ADC值為(1.16±0.10)×10qmm2/s,高級別星型細胞瘤ADC值為(1.23±0.56)×10-3mm2／s,腦膜瘤ADC值為(1.72±0.25)×10-3mm2/s,原發(fā)性腦淋巴瘤D值為(0.76±0.25)×10-3mm2/s,高級別星型細胞瘤D值為(0.91±0.15)×10-3mm2/s及腦膜瘤D值為(1.38±0.25)×10-3mmz/s。原發(fā)性腦淋巴瘤f值為(7.13±0.54)%,高級別星型細胞瘤f值為(14.63±1.03)%及腦膜瘤f值為(8.75±1.21)%。原發(fā)性腦淋巴瘤D*值為(87.80±20.35)×10-3mm2/s,高級別星型細胞瘤D*值為(121.51±13.60)×10-3mm2/s及腦膜瘤D*值為(90.83±11.83)×10-3mm2/s。原發(fā)性腦淋巴瘤ADC值、D值、f值及D*值均明顯低于高級別星型細胞瘤及腦膜瘤。三種腫瘤中ADC值、D值、f值均存在統(tǒng)計學差異(表3-3)。進一步進行兩兩分析發(fā)現(xiàn)：ADC值：腦膜瘤組與原發(fā)性腦淋巴瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00),腦膜瘤組與高級別星型細胞瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00)。原發(fā)性腦淋巴瘤組與高級別星形細胞瘤組無統(tǒng)計學差異(p=0.355)。D值：腦膜瘤組與原發(fā)性腦淋巴瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00),腦膜瘤組與高級別星形細胞瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00)。原發(fā)性腦淋巴瘤組與高級別星形細胞瘤組無統(tǒng)計學差異(p=0.055)。f值：高級別星型細胞瘤瘤組與原發(fā)性腦淋巴瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00),腦膜瘤組與高級別星形細胞瘤組存在統(tǒng)計學差異(p=0.00),腦膜瘤組與原發(fā)性腦淋巴瘤組無統(tǒng)計學差異(p=0.273)腦淋巴瘤rCBV值為1.18±0.08,高級別星形細胞瘤rCBV值為4.46±0.28,腦膜瘤rCBV值為5.59±0.59。腦淋巴瘤灌注最低,腦膜瘤灌注最高,兩者之間存在明顯統(tǒng)計學差異(p=0.00)。原發(fā)性腦淋巴瘤與高級別星型細胞瘤之間存在統(tǒng)計學差異(p=0.03)。腦膜瘤與高級別星形細胞瘤之間不存在統(tǒng)計學差異(p=0.109)。5、三組腫瘤雙指數(shù)模型定量參數(shù)D值與單指數(shù)模型定量參數(shù)ADC值之間的關系所測得ADC值均值為(1.41±0.32)×10-3mm2/s,D值為(1.06±0.33)×10-3mm2/s,D值低于ADC值。原發(fā)性腦淋巴瘤組中,ADC值與D值有高度相關性(17=0.007,r=0.753)；高級別星形細胞瘤組中,ADC值與D值有中度相關性(p=0.01,r=0.699)；腦膜瘤組中ADC值與D值有高度相關性(p=0.00,r=0.96)。6、三組腫瘤IVIM DW-MRI定量灌注參數(shù)f值與DSC-MRI灌注參數(shù)rCBV之間的關系采用Pearson相關分析,原發(fā)性腦淋巴瘤組IVIM DW-MRI獲得的定量灌注參數(shù)f值與DSC-MRI灌注參數(shù)rCBV呈高度相關性,呈正相關關系(r=0.95,p=0.00)；高級別星形細胞瘤組IVIM DW-MRI獲得的定量灌注參數(shù)f值與DSC-MRI灌注參數(shù)rCBV呈中度相關性,呈正的直線關系(r=0.68,p=0.01)。腦膜瘤組中兩參數(shù)之間均不具有相關性或相關性差(r=-0.38,p=0.10)。[結論]一、IVIM-MRI彌散參數(shù)D值與ADC值在原發(fā)性腦淋巴瘤最低,高級別星形細胞瘤次之,腦膜瘤最高。原發(fā)性腦淋巴組與腦膜瘤組、高級別星型細胞瘤組和腦膜瘤組間都有統(tǒng)計學差異,原發(fā)性腦淋巴瘤組及高級別星型細胞瘤組中沒有統(tǒng)計學差異。二、IVIM-MRI灌注參數(shù)f值在原發(fā)性腦淋巴瘤最低,腦膜瘤次之,高級別星形細胞瘤最高。 腦膜瘤組及高級別星型細胞瘤組、原發(fā)性腦淋巴瘤組及高級別星型細胞瘤組間都有統(tǒng)計學差異,原發(fā)性腦淋巴組與腦膜瘤組沒有統(tǒng)計學差異。三、DSC-MRI灌注參數(shù)rCBV在原發(fā)性腦淋巴瘤最低,高級別星形細胞瘤次之,腦膜瘤最高。原發(fā)性腦淋巴組與腦膜瘤組、原發(fā)性腦淋巴瘤組及高級別星型細胞瘤組間都有統(tǒng)計學差異,高級別星型細胞瘤組和腦膜瘤組沒有統(tǒng)計學差異。四、原發(fā)性腦淋巴瘤及高級別星形細胞瘤IVIM灌注參數(shù)f與DSC-MRI灌注參數(shù)rCBV有正相關關系,其中高級別星形細胞瘤f值及rCBV值比原發(fā)性腦淋巴瘤高。
【關鍵詞】：原發(fā)性中樞系統(tǒng)淋巴瘤 高級別星型細胞瘤 腦膜瘤 功能磁共振成像
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R739.4;R445.2
【目錄】：

• 摘要3-11
• ABSTRACT11-21
• 縮略詞中英文對照表21-22
• 第一章 研究背景22-28
• 第二章 試驗部分28-33
• 一 研究對象28
• 二 研究方法28-33
• 第三章 結果33-46
• 第四章 討論46-57
• 一、本課題的設計思路46-47
• 二、本組研究參數(shù)的可重復性47-48
• 三、原發(fā)性腦淋巴瘤及其他富血供腫瘤的常規(guī)MRI特點48-49
• 四、IVIM彌散參數(shù)在原發(fā)性腦淋巴瘤中的診斷及鑒別診斷49-51
• 五、單指數(shù)模型ADC值與雙指數(shù)模型D值51-52
• 六、IVIM灌注參數(shù)在原發(fā)性腦淋巴瘤中的診斷及鑒別診斷52-54
• 七、IVIM灌注參數(shù)與DSC-MRI灌注參數(shù)相關性研究54-56
• 八、本研究不足之處56-57
• 第五章 結論57-58
• 參考文獻58-63
• 攻讀碩士學位期間成果63-64
• 致謝64-66

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本文編號：633537