本文關(guān)鍵詞：基于IVIM模型的磁共振擴散加權(quán)成像評價肝功能的初步研究

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【摘要】：研究目的：運用體素內(nèi)不相干運動(Intravoxel incoherent motion, IVIM)雙指數(shù)模型的擴散加權(quán)成像(Diffusion weighted imaging, DWI),采用全肝測量技術(shù)對肝功能進行評估。探討全肝D、D*、f及ADC值的可重復(fù)性,便于評估其臨床應(yīng)用的可行性。材料與方法：選擇正常對照組30例,其中男16例,女14例,年齡22-51歲,平均年齡45.2歲。肝硬化組70例,其中男49例,女21例,年齡20-75歲,平均年齡46.4歲。肝功能采用Child-Pugh評分,病肝組根據(jù)Child-Pugh分級的分組情況為：A級組29例,B級組19例,C級組22例。使用Philips Achieva 3.0T (Philips Healthcare, Best, Netherland)磁共振掃描儀及相同的序列和參數(shù)對所有研究對象分別進行兩次肝臟磁共振IVIM擴散加權(quán)成像掃描。常規(guī)MRI序列包括軸位mDixon、軸位T2WI壓脂。IVIM DWI掃描使用呼吸門控單次激發(fā)平面回波序列(respiratory triggered single-shot echo planar imaging, SS-EPI),并行采集空間敏感編碼技術(shù)(ASSET),橫斷位掃描,TR 1642ms,TE 62ms, FOV 375mm×302mm,矩陣256,激勵次數(shù)2(NEX),層厚5mm,層數(shù)32,EPI因素53,并行采集加速因素2,b值設(shè)置為0,10,30,60,100,150,200,400,600,1000s/mm2。兩次IVIM-DWI掃描間隔15min。本研究采用IVIM雙指數(shù)模型公式為：Sb/So=(1-f)exp(-bD)+fexp[-b(D*+D)]ADC值的計算公式為ADC=[ln(S0/S1)]/(b1-b0)。利用南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院信息研究所基于Matlab開發(fā)的軟件,由兩位放射學(xué)醫(yī)師分別對所有患者及志愿者進行測量。方法如下：(1)先根據(jù)肝臟輪廓勾畫出肝臟區(qū)域,以門靜脈右支水平為中間層面,在連續(xù)7個層面上勾畫肝臟輪廓,構(gòu)成一個3D的區(qū)域,舍棄靠近肝臟隔面及臟面的部分層面,去除肺部及腸道內(nèi)氣體以及呼吸運動產(chǎn)生的偽影；(2)在b=0時DWI圖象上血管與其他區(qū)域有明顯差異,用閾值處理的方法將血管去掉。避免血管對全肝IVIM參數(shù)產(chǎn)生影響。(3)去除血管后,對整個區(qū)域進行參數(shù)擬合,擬合過程中計算擬合的確定系數(shù)(Rsquare,其值在0-1之間),用于表征擬合的效果。當(dāng)Rspuare的值≥0.9時,認(rèn)為擬合的效果較好,將Rsquare0.9的點剔除。同時,把D0.003或者D*大于0.3或者f0.5的點剔除掉,避免參數(shù)擬合過程中擬合效果不好的點以及各參數(shù)值異常的點對全肝IVIM擬合參數(shù)的影響,計算全肝的單純擴散系數(shù)(pure diffusion coefficient, D)、假性擴散系數(shù)(pseudo-diffusion coefficient, D*)及灌注分?jǐn)?shù)(perfusion fraction, f)。采用SPSS (version 13.0)和MedCalc軟件進行統(tǒng)計分析。D、D*、f值用均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示,其正態(tài)性檢驗用Kolmogorow-Smirnov方法進行檢驗,levene檢驗用于方差齊性檢驗。兩位放射學(xué)醫(yī)師測量的一致性評價采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient, ICCs), ICC0.75認(rèn)為一致性好。D、D*、f測量值的重復(fù)性采用Bland-Altman方法來評價。肝硬化組與正常對照組間采用student t檢驗。D、D*、f及ADC值與肝功能分級行單因素方差分析(One Way ANOVA)和組間多重比較(Post Hoc Multiple Comparisons),組間多重比較采用LSD法(Least-significant Difference,最小顯著差值法),上述各測量值與肝功能分級的相關(guān)性做Spearman相關(guān),看相關(guān)系數(shù)的大小與方向。ROC曲線(receiver operating characteristic curve)用來評估各參數(shù)對肝功能分級的預(yù)測能力,約登指數(shù)(靈敏度+特異度-1)最大時所對應(yīng)的值為最佳診斷界值并得到ROC曲線下面積(AUC)。本研究中,均數(shù)置信區(qū)間設(shè)為95%,P0.05具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果3.1 IVIM-DWI表現(xiàn)3.1.1全肝IVIM雙指數(shù)模型擬合曲線在低b值時(b100s/mm2)信號衰減快,曲線的斜率大,高b值時信號的衰減變的緩慢,曲線的斜率相對較小,曲線能較好的擬合所有b值數(shù)據(jù),得到曲棍球樣的形態(tài)。3.1.2正常肝臟全肝IVIM-DWI參數(shù)值正常肝臟全肝D值分布集中,大致符合正態(tài)分布,正常肝臟組平均全肝D值為(1.02±0.11) ×10-3mm2/sec。正常肝臟全肝D*值分布離散,大致符合正偏態(tài)分布,正常肝臟組平均全肝D*值為(88.2±13.6)×100-3mm2/sec。正常肝臟全肝f值分布離散,大致符合正偏態(tài)分布,正常肝臟組平均全肝f值為(29.7±5.0)%.正常肝臟全肝ADC值分布集中,大致符合正態(tài)分布,正常肝臟組平均全肝ADC值為(1.35±011)×10-3mm2/sec。3.1.3肝硬化組全肝IVIM-DWI參數(shù)值肝硬化組平均全肝D值為(1.00±0.16)×103mm2/sec。肝硬化組平均全肝D*值為(76.57±13.88)×10-3mm2/sec。肝硬化組平均全肝f值(27.85±5.92)%。肝硬化組平均全肝ADC值為(1.30±0.16)×10-3mm2/sec。3.2不同測量者之間參數(shù)的一致性70例患者與30例正常志愿者進行D、D*、f及ADC值的測量,所有圖象均由兩位放射學(xué)專家分別進行測量。兩位測量者間D值的ICC為0.997(95%CI：0.996-0.998)。兩位測量者間D*值的ICC為0.986(95%CI：0.979-0.990)。兩位測量者間f值的ICC為0.985(95%CI：0.978-0.989)。兩位測量者間ADC值的ICC為0.995(95%CI：0.993-0.997)。兩位測量者間D、D*、f及ADC值的一致性較好,其中最好的是D值,其次是ADC、D*、f。3.3兩次掃描參數(shù)的可重復(fù)性全肝的D、D*、f及ADC測量值的可重復(fù)性分別為0.05%,2.9%,7.8%,0.05%,兩次掃描各參數(shù)值測量的可重復(fù)性好,其中D及ADC測量值的可重復(fù)性最好,其次為D*值、f值。3.4肝硬化組與正常對照組間D、D*、f及ADC值的比較本組肝硬化患者70例,正常對照組30例。肝硬化組D*值、f及ADC值相比正常對照組降低,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.001,P=0.016,P=0.042)。肝硬化組與正常對照組間D值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.634)3.5不同肝功能分級組之間各測量值的比較70例患者按照Child-Pugh分級分為3組：A級29例,B級19例,C級22例。肝功能不同分級間One Way ANOVA分析示D*值(P=0.001)及f值(P0.001)隨著Child-Pugh分級級別的增高而逐漸降低,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。D值隨著Child-Pugh級別的增高有降低趨勢,但在不同肝功能級別間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.136)。ADC值在Child-Pugh分級A級組及B級組間差異不大,C級組較B級組降低,ADC值在不同肝功能級別間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.022)。不同肝功能分級組之間D、D*、f及ADC值多重比較結(jié)果顯示D值在不同肝功能級別間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。D*值在Child-Pugh肝功能A級與B級(P=0.011)、A級與C級間(P=0.001)的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,但在B級與C級間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.298)。f值在A級與B級(P0.001)、A級與C級(P0.001)、B級與C級(P=0.041)間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。ADC值在A級與C級(P=0.008)、B級與C級(P=0.039)間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義,但在A級和B級間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.713)。D、D*、f及ADC值與肝功能分級的Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示D*、f及ADC與Child-Pugh肝功能分級均呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為(r=-0.423,P0.001；r=-0.620,P0.001；r=-0.296,P=0.013),從相關(guān)系數(shù)看,f值與肝功能分級相關(guān)性最好,相關(guān)系數(shù)為-0.620。D值與肝功能分級間無相關(guān)關(guān)系(r=-0.183,P=0.129)。ROC曲線分析得到了肝功能A級與B、C級、B級與C級間D*、f值的分界值、ROC曲線下面積以及相應(yīng)的敏感性及特異性。肝功能A級與B級間D*值的分界值為79.50,f值的分界值為31.83。肝功能A級與C級間D*值的分界值為65.31,f值的分界值為28.60。肝功能B級與C級間f值的分界值為25.23。研究結(jié)論：1.IVIM-DWI測得全肝D、D*、f及ADC值在不同測量者間的一致性及兩次掃描間的可重復(fù)性均好；2.肝硬化組ADC值的降低僅僅反映了微血管灌注的下降,而非組織的分子彌散受限；3.D*值、f值與Child-Pugh分級間呈顯著負(fù)相關(guān),其中f值與肝功能的相關(guān)性更好,能更有效的評估肝功能,而D*有潛力成為預(yù)測早期肝功能損傷的量化指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：體素內(nèi)不相干運動 擴散加權(quán)成像 Child-Pugh肝功能分級 全肝測量
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R575;R445.2
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 第一章 前言16-23
• 第二章 材料與方法23-28
• 2.1 一般資料23-24
• 2.2 研究方法24-27
• 2.3 統(tǒng)計學(xué)處理27-28
• 第三章 結(jié)果28-38
• 3.1 ⅣⅠM-DWI表現(xiàn)28
• 3.2 不同測量者之間參數(shù)的一致性28-29
• 3.3 兩次掃描參數(shù)的可重復(fù)性29
• 3.4 肝硬化組與正常對照組間D、D~*、F及ADC值的比較29-32
• 3.5 不同肝功能分級組之間各測量值的比較32-38
• 第四章 討論38-47
• 4.1 ⅣⅠM-DWI原理38-39
• 4.2 關(guān)于成像技術(shù)、成像B值的討論39
• 4.3 全肝ⅣⅠM-DWI各測量參數(shù)的變化及可重復(fù)性39-40
• 4.4 全肝ⅣⅠM-DWI對肝硬化的評估40-42
• 4.5 全肝ⅣⅠM-DWI對肝功能的評估42-45
• 4.6 本研究所存在的不足45-47
• 第五章 結(jié)論47-48
• 參考文獻48-57
• 附錄57-59
• 在讀碩士期間主要成果59-60
• 致謝60-62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陸力堅;黃仲奎;龍莉玲;;磁共振擴散加權(quán)成像與肝功能MELD評分的相關(guān)性研究[J];臨床放射學(xué)雜志;2010年03期

，

本文編號：730012