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《华中科技大学》 2011年 博士论文
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功能磁共振成像对幕上胶质瘤术前分级临床应用价值初探及优化指标选择

邹启桂  
【摘要】:第一部分3.0T高分辨率磁敏感加权成像评估幕上脑胶质瘤磁敏感效应:与磁共振灌注成像(PWI)对比研究 目的:探讨3.0T高分辨率SWI磁敏感效应程度和PWI-rCBV对幕上脑胶质瘤分级的准确性及二者的相关性。 材料与方法:经病理证实的44例幕上脑胶质瘤患者(29例低级别,15例高级别)行常规MR平扫和增强检查、非对比增强磁敏感加权成像(Susceptibility weighted imaging,SWI)和首过动态磁敏感对比增强磁共振灌注成像(Dynamic susceptibility contrast perfusion weighted imaging,DSC-PWI)。在肿瘤实质灌注最明显的区域及对侧正常脑组织区域测量局部组织的的脑血容量(CBV);根据幕上脑胶质瘤的磁敏感效应程度将其分为不同的级别。评估胶质瘤的磁敏感效应程度与肿瘤分级的相关性及准确性;评估rCBV与脑胶质瘤分级的关系;根据ROC曲线选取合适临界值,评估rCBV对脑胶质瘤分级的准确性;评估脑胶质瘤磁敏感效应程度与rCBV的相关性。所有数据采用SPSS13.0软件包处理,统计前对样本数据进行正态分布及方差齐性检验。两样本均数比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Pearson积差相关分析和Spearman等级相关分析,配对资料采用精确概率法检验(Fishers exact test), P0.05认为差异具有统计学意义。 结果:1.低、高级别脑胶质瘤肿瘤实质的磁敏感效应程度存在明显统计学差异(P0.01);高级别胶质瘤肿瘤实质rCBV为(4.15+1.21),明显高于低级别胶质瘤(2.62+1.59)(P0.01);低、高级别少突胶质细胞瘤肿瘤实质的磁敏感效应程度存在统计学差异(0.05)而rCBV在二者之间无明显统计学差异(0.05)。 2.低、高级别星形细胞瘤肿瘤实质的磁敏感效应程度、rCBV均存在明显统计学差异(P0.01);二者与组织病理学的相关性分别为:r=0.723, P0.01; r=0.645, P0.01. 3.星形细胞瘤肿瘤实质磁敏感效应程度与rCBV的相关性为:r=0.594,P0.01。 4.根据磁敏感效应进行星形细胞瘤分级,其灵敏度为90.9%,特异度为90.5%,PPV为83.3%,NPV为95%,错分类百分比为9.4%,(假阳性率+假阴性率)为18.6%;ROC曲线分析,其曲线下面积为0.916,P0.01。当rCBV取2.38时,其分级灵敏度为100%,特异度为71.4%,PPV为64.7%,NPV为100%,错分类百分比为18.8%,(假阳性率+假阴性率)为28.6%;ROC曲线分析,其曲线下面积为0.892,P0.01。 5.分别用SWI方法和PWI方法进行星形细胞瘤分级的结果与常规MR方法分级结果比较,两种方法均存在明显统计学差异(P0.01);用SWI方法的分级结果与PWI分级结果比较,两种方法间亦存在明显统计学差异(P0.01)。 结论:星形细胞瘤肿瘤实质的磁敏感效应程度与rCBV有明显的相关性;运用SWI方法和PWI-rCBV方法均可以提高星形细胞瘤分级的准确性,而磁敏感效应程度分级诊断效能更高。对少突胶质细胞瘤,SWI或许可以用于其分级。 第二部分3.0T高场多种常用磁共振功能成像方法对胶质瘤分级的临床应用价值初探 第一节首过动态磁敏感对比增强磁共振灌注成像对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值初探 目的:探讨3.0T动态磁敏感对比增强磁共振灌注成像(DSC-PWI)对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值。 材料与方法:经病理证实的41例幕上脑胶质瘤(低级别28例,高级别13例)行常规MR平扫+增强检查,DSC-PWI检查。分别测量肿瘤实质及对侧正常脑实质的CBV,CBF,计算出肿瘤实质的rCBV (rCBV=肿瘤实质CBV/对侧正常脑组织CBV)、rCBF (rCBF=肿瘤实质CBF/对侧正常脑组织CBF);根据肿瘤实质灌注曲线计算信号强度恢复百分比。根据ROC曲线选取rCBV、rCBF、信号强度恢复百分比最合适分级临界值,分别评估肿瘤实质rCBV、rCBF、信号强度恢复百分比与胶质瘤病理分级的相关性和对胶质瘤分级的准确性。所有数据采用SPSS13.0软件包处理,统计前对样本数据进行正态分布及方差齐性检验。两样本均数比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Spearman等级相关分析,配对资料采用精确概率法检验(Fisher's exact test),P0.05认为差异具有统计学意义。 结果:1.高级别胶质瘤肿瘤实质的rCBV (4.29±1.23)明显高于低级别胶质瘤(2.71±1.58)(P0.01);高级别胶质瘤肿瘤实质信号强度恢复百分比(0.56±0.17)明显低于低级别胶质瘤(0.78±0.12)(P0.01)。低、高级别少突胶质细胞瘤肿瘤实质的rCBV、rCBF、信号强度恢复百分比均无明显统计学差异(P0.05)。低、高级别星形细胞瘤肿瘤实质的rCBV (2.22±0.92和4.01±1.13)、信号强度恢复百分比(0.80±0.05和0.54±0.19)均存在明显统计学差异,rCBF在两者之间无统计学差异。 2.星形细胞瘤肿瘤实质rCBV和信号强度恢复百分比与组织病理学的相关性分别为:r=0.633, P0.01;r=0.686, P0.01。ROC曲线下面积分别为:0.894,P0.01;0.928,P0.01。 3.星形细胞瘤肿瘤实质rCBV临界值取2.35、信号强度恢复百分比取0.689时,其分级结果与常规方法均存在明显差异(P0.05)。信号强度恢复百分比分级结果明显优于常规MRI方法。 结论:星形细胞瘤肿瘤实质rCBV、信号强度恢复百分比可以用于肿瘤分级,可以提高常规MRI分级的准确性,信号强度恢复百分比这一指标对肿瘤分级效能更高。 第二节1H MRS对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值初探 目的:探讨3.0T氢质子磁共振波谱成像(1HMRS)对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值。 材料与方法:经病理证实的43例幕上脑胶质瘤(低级别30例,高级别13例)行常规MR平扫+增强检查和1H MRS检查。分别测量肿瘤实质及对侧正常脑实质的NAA/Cr,、Cho/Cr、Cho/NAA。根据ROC曲线选取NAA/Cr,、Cho/Cr、Cho/NAA最合适分级临界值,分别评估肿瘤实质NAA/Cr,、Cho/Cr、Cho/NAA与胶质瘤病理分级的相关性和对胶质瘤分级的准确性。所有数据采用SPSS13.0软件包处理,统计前对样本数据进行正态分布及方差齐性检验。两样本均数比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Spearman等级相关分析,配对资料采用精确概率法检验(Fishers exact test), P0.05认为差异具有统计学意义。 结果:1.高级别胶质瘤肿瘤实质的NAA/Cr (0.52±0.27)、Cho/NAA (5.47±3.35)与低级别胶质瘤肿瘤实质NAA/Cr (1.05±0.59)、Cho/NAA (2.63±1.61)存在明显统计学差异(P0.05)。NAA/Cr,、Cho/Cr、Cho/NAA在低、高级别少突胶质细胞瘤肿瘤实质间均不存在统计学差异(P0.05)。低、高级别星形细胞瘤肿瘤实质的NAA/Cr (1.14±0.63、0.58±0.28)、Cho/NAA(2.02±1.06、4.95±3.31)均存在明显统计学差异(P0.01) 2. NAA/Cr,、Cho/NAA与星形细胞瘤组织病理学的相关性分别为:r=0.563,P0.01;r=0.635,P0.01。其分级ROC曲线下面积分别为:0.85,P0.01;0.895,P0.01。 3.当星形细胞瘤肿瘤实质NAA/Cr取值0.51,Cho/NAA取值2.76时,其分级结果与常规方法分级结果比较,均无明显差异;但Cho/NAA分级的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值明显高于常规方法和NAA/Cr方法,错分类百分比及(假阳性率+假阴性率)明显低于常规方法和NAA/Cr方法。Cho/NAA和NAA/Cr两种方法分级结果比较存在明显统计学差异。 结论:NAA/Cr,、Cho/NAA均可用于幕上星形细胞瘤分级,其NAA/Cr分级准确性同常规方法相当,Cho/NAA可以进一步提高分级准确性。 第三节ADC值对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值初探 目的:探讨3.0T磁共振弥散加权成像的ADC值对幕上脑胶质瘤分级的临床应用价值。 材料与方法:经病理证实的35例幕上脑胶质瘤(低级别23例,高级别12例)行常规MR平扫+增强检查和DWI检查。在ADC图上分别测量肿瘤实质及对侧正常脑实质的ADC值。根据ROC曲线选取ADC值最合适分级临界值,分别评估肿瘤实质ADC值与胶质瘤病理分级的相关性和对胶质瘤分级的准确性。所有数据采用SPSS13.0软件包处理,统计前对样本数据进行正态分布及方差齐性检验。两样本均数比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Spearman等级相关分析,配对资料采用精确概率法检验(Fisher s exact test), P0.05认为差异具有统计学意义。 结果:1.低、高级别胶质瘤肿瘤实质的ADC值明显高于对侧正常脑实质;高级别胶质瘤肿瘤实质ADC值((1134.05+135.59)×10-6mm2/s)明显低于低级别胶质瘤肿瘤实质((1472.93±326.52)×10-6mm2/s) (P0.01)。低、高级别少突胶质细胞瘤肿瘤实质ADC值无统计学差异(P0.05)。低、高级别星形细胞瘤肿瘤实质ADC值((1580.56±308.77)×10-6mm2/s)和(1130.73±10.20)×10-6mm2/s) )存在明显统计学差异(P0.01) 2.星形细胞瘤肿瘤实质ADC值与组织病理学分级的相关性为:r=0.695,P0.01。其分级ROC曲线下面积为0.922,P0.01。 3.当星形细胞瘤肿瘤实质ADC取值(1241.05)×10-6mm2/s时,其分级结果与常规方法分级结果比较,存在明显统计学差异;其分级的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值明显高于常规方法,而错分类百分比及(假阳性率+假阴性率)明显低于常规方法。 结论:ADC值可用于幕上星形细胞瘤分级,其分级准确性高于常规MR方法。 第三部分3.0T MRI幕上脑胶质瘤分级优化指标的选择 目的:探讨3.0T磁共振灌注成像(PWI)、磁敏感加权成像(SWI)、氢质子波谱成像(1H MRS)、弥散加权成像对幕上脑胶质瘤分级的最优化指标的选择。 材料与方法:经病理证实的32例幕上脑胶质瘤(低级别21例,高级别11例)行常规MR平扫+增强检查、PWI、SWI、MRS和DWI检查。根据幕上脑胶质瘤的磁敏感效应程度(SED)将其分为不同的级别。分别测量肿瘤实质及对侧正常脑实质的Cho/NAA、ADC值,根据肿瘤实质灌注曲线计算出信号强度恢复百分比。根据ROC曲线选取Cho/NAA、ADC值及信号强度恢复百分比最合适分级临界值,分别评估肿瘤实质SED、Cho/NAA、ADC值及信号强度恢复百分比与胶质瘤病理分级的相关性和对胶质瘤分级的准确性。所有数据采用SPSS13.0软件包处理,统计前对样本数据进行正态分布及方差齐性检验。两样本均数比较采用独立样本t检验,相关性分析采用Pearson积差相关分析和Spearman等级相关分析,配对资料采用精确概率法检验(Fishers exact test), P0.05认为差异具有统计学意义。 结果:1.低、高级别胶质瘤肿瘤实质的Cho/NAA、ADC值、信号强度恢复百分比及SED均存在明显统计学差异(P0.05)。 2.低、高级别少突胶质细胞瘤肿瘤实质SED存在明显差异(P0.05),余三个指标均无明显统计学差异。 3.低、高级别星形细胞瘤肿瘤实质上述四个指标均存在明显统计学差异(P0.01)。星形细胞瘤肿瘤实质Cho/NAA、ADC值、信号强度恢复百分比及SED与组织病理学分级的相关性为:r=0.695, P0.01; r=0.757, P0.01; r=0.757, P0.01;r=0.815, P0.01。 4.应用星形细胞瘤肿瘤实质Cho/NAA、ADC值、信号强度恢复百分比、磁敏感效应程度进行胶质瘤分级,其中ADC值、信号强度恢复百分比及SED三个指标其分级的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值均高于常规方法、错分类百分比及(假阳性率+假阴性率)均低于常规方法。SED和信号恢复百分比两个指标的分级结果亦存在明显统计学差异(P0.01)。 结论:星形细胞瘤肿瘤实质SED、Cho/NAA、ADC值及信号强度恢复百分比均可以提高胶质瘤分级的准确性;SED和信号强度恢复百分比对星形细胞瘤分级具有最高的诊断效能,而SED具有最高的临床应用价值。


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