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全身磁共振弥散加权成像的动物模型及临床初步研究

李烁  
【摘要】: 目的:探讨磁共振弥散加权成像(DWI)评价动物模型的正常、炎性增生及肿瘤转移性淋巴结病变的可行性及其在鉴别诊断中的作用。材料与方法:20只健康新西兰白兔随机分为两组,分别经左侧足垫注射完全弗氏佐剂建立淋巴结炎性增生模型和经右侧股四头肌注射VX2癌细胞悬液(4×10~7/ml)建立肿瘤转移淋巴结模型,以炎症组的对侧下肢不作任何处理作为正常对照。于造模后14天分别行MR常规序列及STIR-EPI-DWI检查,以表观弥散系数(ADC)为指标进行统计分析,同时分别测量T2WI、DWI图像及病理检查各组淋巴结的大小,摘取各组的腘窝及髂内淋巴结,行HE染色及病理分析。结果:STIR-EPI-DWI在动物模型上可清晰显示正常、炎症及转移组的腘窝及髂内淋巴结,所测得的各组淋巴结大小与T2WI及病理检查所测得大小无明显差异(正常组F=0.88,P=0.43;炎症组F=0.38,P=0.69;转移组F=0.64,P=0.53)。炎症组和转移组淋巴结的大小无明显差异,二者均大于正常淋巴结。三组间常规MR序列信号无明显差异,均为T1WI等信号及T2WI高信号,在DWI上呈高信号,正常组、炎症组及转移组淋巴结的ADC值分别为(1.35±0.15)×10~(-3)mm~2/s,(1.14±0.02)×10~(-3)mm~2/s和(0.78±0.07)×10~(-3)mm~2/s,三组间ADC值均有统计学差异(F=112.12,P<0.01)。结论:STIR-EPI-DWI序列用于兔模型可获得高质量的DWI图像;DWI在鉴别兔炎性增生及肿瘤转移性淋巴结方面能够提供常规MR序列形态学以外的功能信息。 目的:探讨磁共振弥散加权成像(DWI)监测兔VX2肿瘤放疗疗效的可行性。材料与方法:16只新西兰白兔经右侧股四头肌注射VX2癌细胞悬液(4×10~7/ml)0.5ml建立兔VX2肿瘤模型。2周后随机分为治疗组(n=10)和对照组(n=6)。治疗组接受单次剂量10Gy的放射治疗,并于放疗前1天及放疗后1、2、3、7天行MR常规序列及STIR-EPI-DWI检查,对照组不作任何治疗并于相同时间点进行MR检查。以表观弥散系数(ADC)为指标进行统计学分析,同时测量计算肿瘤的体积并评价T1WI、T2WI图像上的信号特征。结果:基线时治疗组及对照组肿瘤大小没有明显差异,其后对照组肿瘤持续增大,而治疗组肿瘤虽然略有增大但不如对照组明显。治疗后第2天两组肿瘤体积出现明显差异(p<0.01)。治疗组肿瘤于放疗后第2天在T1WI及T2WI上逐渐可以看到坏死(n=8)及出血(n=2);而对照组直到第7天才能看到明显坏死。ADC值从放疗后第1天起即有明显改变,治疗组放疗后第1、2、3和7天的ADC值分别为(1.23±0.08)×10~(-3)mm~2/s;(1.45±0.07)×10~(-3)mm~2/s;(1.63±0.06)×10~(-3)mm~2/s;(2.02±0.18)×10~(-3)mm~2/s,对照组相应时间点的ADC值分别为(1.03±0.04)×10~(-3)mm~2/s;(1.05±0.02)×10~(-3)mm~2/s;(1.05±0.05)×10~(-3)mm~2/s;(0.95±0.07)×10~(-3)mm~2/s。除基线外,两组间各时间点的ADC值均有显著差异。病理检查表明治疗组的肿瘤组织放疗后第1天其内存活的肿瘤细胞即开始减少,而放疗后第7天几乎没有存活的肿瘤细胞并被大量炎性细胞浸润。结论:DWI是一种有效的监测放疗疗效的新技术,ADC值可以较常规MRI更早的提供放疗后结构改变的信息。 目的:在自由呼吸状态下,采用短TI翻转恢复平面回波弥散序列(STIR-EPI-DWI)及大体线圈进行全身磁共振弥散加权成像(WB-DWI),所得图像进行最大密度投影(MIP)图像重建,探讨其在肿瘤成像中的可行性。材料及方法:1)STIR-EPI-DWI与SE-EPI-DWI序列成像比较:5例行腹部MR检查的患者,比较应用STIR-EPI-DWI序列和SE-EPI-DWI序列图像的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR),以及对正常组织背景信号的抑制程度。2)预扫描技术改进:30例志愿者行WB-DWI检查,记录每位受检者各段的中心频率(CF),比较由机器自动计算的中心频率及由手动设置统一中心频率扫描所得图像质量,计算最佳的优化CF组合,匀场时仅保留了发射增益及梯度匀场,其余参数均采用经验值。3)可行性分析:对30例不同类型恶性肿瘤患者以最终的扫描方案行WB-DWI以评价可行性,以优化后的CF作为全身扫描的CF,扫描分为5段覆盖从颅顶到股骨上段的范围,总时间约30分钟。每一段含有39层,层厚7mm,层间距-1mm,b值取0及800 s/mm~2,同时采集相同层面的常规FSE T2WI作为参照。结果:采用STIR-EPI-DWI序列时图像的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)均优于SE-EPI-DWI序列,分别为(30.10±11.82,12.10±6.87;56.22±17.69,43.30±19.83)。由手动设置统一CF扫描所得图像明显优于机器自动计算的CF扫描所得图像,相邻部分无明显错位,腹段和头段的平均CF与五段的总平均CF最为接近,标准差为13.2Hz。自由呼吸状态下,WB-DWI在所有患者及志愿者均成功进行,所得图像清晰,全身信号一致,无明显图像扭曲及错位,正常组织的背景信号被充分抑制。重建的3D-MIP可充分显示患者病变部位。结论:通过预扫描技术改进,稳定且分辨率高的WB-DWI图像可成功获得,WB-DWI在发现恶性肿瘤的原发灶及远处转移有重要的临床应用价值,对恶性肿瘤的诊断及疗效监测的潜力还有待进一步评价。 目的:研究正常成人各器官的弥散特点,建立不同器官的正常表观弥散系数(ADC)值标准,并探讨其与性别、年龄、侧别的关系。材料与方法:健康志愿者50例,分为5个年龄组:≤30岁组,31—40岁组,41—50岁组,51—60岁组,>61岁组,每组10例,男女各5例,采用短TI翻转恢复平面回波序列(STIR-EPI)行全身弥散加权成像(WB-DWI)检查,b值分别为0和800s/mm~2。分别测量脑灰质和白质,尾状核头,豆状核,丘脑,桥脑,双侧颌下腺,双侧腮腺,左心室壁、胃体大弯侧胃壁、肝脏(左、右叶)、脾脏、胰头、双侧肾脏、升结肠、直肠、T8胸椎、T8-9椎间盘、L2腰椎、L2-3椎间盘、前列腺中央叶及外周带、双侧乳腺、子宫体及子宫腔的ADC值,并对不同年龄及性别组ADC值的差异进行统计学分析。结果:各器官的平均ADC值分别为:脑灰质:1.09±0.07mm~2/s;脑白质:0.86±0.09mm~2/s;尾状核头:0.75±0.06mm~2/s;豆状核:0.79±0.08mm~2/s;丘脑:0.80±0.07mm~2/s;桥脑:0.64±0.05mm~2/s;颌下腺:1.33±0.14mm~2/s;腮腺:1.17±0.11mm~2/s;左心室壁:2.18±0.28mm~2/s;胃体大弯侧胃壁:1.85±0.28mm~2/s;肝脏:1.22±0.05mm~2/s;脾脏:0.83±0.08mm~2/s;胰头:1.72±0.05mm~2/s;肾脏:1.98±0.12mm~2/s;升结肠:1.18±0.07mm~2/s;直肠:1.28±0.18mm~2/s;前列腺中央叶:1.44±0.18mm~2/s;前列腺外周带:1.64±0.15mm~2/s:乳腺:1.56±0.22mm~2/s;子宫体:1.64±0.13mm~2/s;子宫腔:1.26±0.14mm~2/s;T8胸椎:0.30±0.08mm~2/s;T8-9椎间盘:1.27±0.13mm~2/s;L2腰椎:0.34±0.08mm~2/s;L2-3椎间盘:1.40±0.15mm~2/s。>61岁组脑白质的ADC值高于≤30岁组(p=0.02);>61岁组前列腺中央叶的ADC值与其它组间均存在统计学差异(p=0.00-0.02),且≤30岁组中央叶的ADC值明显低于51-60岁组(p=0.02);>61岁组前列腺外周带的ADC值高于≤30岁组、31-40岁组及41-50岁组(p=0.04,0.01,0.02);>61岁组子宫腔的ADC值与≤30岁组、31—40岁组存在显著差异(p=0.00,0.02),≤30岁组、31—40岁组腰椎间盘的ADC值与51—60岁组、>61岁组间存在显著差异(p=0.01,0.00,0.00,0.00)。脑白质、前列腺中央叶、前列腺外周带、子宫腔及腰椎间盘的ADC值均与年龄存在相关性,相关系数分别为r=0.413,0.699,0.757,0.632,—0.626。双侧颌下腺、腮腺、肾脏、乳腺及肝左右叶的侧别间ADC值没有显著差异(p=0.436-0.916),男女各器官的ADC值没有显著差异(p=0.251-0.966)。结论:本研究通过测量建立了正常成人各器官的ADC值标准,发现除部分器官的ADC值与年龄有相关性,性别及侧别对ADC值无显著影响,为全身DWI图像评价及半定量分析提供了参考依据。 目的评价全身磁共振弥散加权成像(WB-DWI)及~(18)F-FDG-PET对恶性肿瘤分期的临床价值。材料与方法16例不同类型恶性肿瘤患者(男9例,女7例,年龄35-82岁)行PET和WB-DWI进行临床分期,检查间隔时间不超过3周。评价两种检查识别原发灶、局部淋巴结及远处转移灶的效果,分别以不同的ADC值(淋巴结1.1×10~(-3)mm~2/s,肝脏转移1.2×10~(-3)mm~2/s,骨转移0.6×10~(-3)mm~2/s)和SUV值2.5作为区分良恶性病变的标准,以病理诊断、临床随诊资料和影像学检查作为判断病变良恶性的金标准,分别计算两种检查的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值以及准确性。结果16例患者中,WB-DWI共检测发现11例患者80处病灶,PET共检测发现13例患者77处病灶,两种检查方法对12例(75%)患者的TNM分期一致,经卡方检验两者的符合率较高(X~2=0.607,P=0.437>0.05)。PET的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及准确性分别为91.67%(11/12)、50%(2/4)、84.6%(11/13)、66.7%(2/3)、81.3%(13/16)。WB-DWI相应指标分别为91.67%(11/12)、100%(4/4)、100%(11/11)、80%(4/5)及93.75%(15/16)。PET漏诊了1例前列腺癌患者,WB-DWI漏诊了1处NHL治疗后残存病灶。评价局部淋巴结时,PET的敏感性及特异性分别为100%和75%,而WB-DWI均为100%。对2例寻找原发灶的患者,WB-DWI较PET发现更多的颈部及髂部转移性淋巴结。在51处远处转移病灶中,PET发现45处,敏感度为88.2%,WB-DWI发现47处,敏感度为92.2%。二者相比,PET较WB-DWI发现更多的肺转移及脾转移灶,而WB-DWI较PET发现更多的颅内转移灶。结论WB-DWI是一种有价值的恶性肿瘤成像技术,与PET具有良好的一致性。 目的:探讨全身弥散加权MRI成像(WB-DWI)在恶性淋巴瘤诊断、分期及疗效评估中的应用价值。材料与方法:55例临床确诊或疑诊为恶性淋巴瘤的患者行WB-DWI检查,采用视觉分析和半定量分析相结合的方法,与病理结果及同时期影像资料对比分析,并对不同性质淋巴结病变的ADC值进行比较。结果:初诊的31例患者中,18例淋巴瘤患者WB-DWI均显示为阳性,5例淋巴结转移癌WB-DWI也显示为阳性,8例良性淋巴结病变患者有4例WB-DWI显示为阳性,WB-DWI诊断淋巴瘤的灵敏度为100%(18/18)、特异度为30.8%(4/13)、准确性为71.0%(22/31)、阳性预测值为66.7%(18/27),阴性预测值为100%(4/4)。淋巴瘤、淋巴结转移癌及良性淋巴结病变的平均ADC值分别为(0.87±0.17)×10~(-3)mm~2/s,(0.98±0.09)×10~(-3)mm~2/s和(1.20±0.10)×10~(-3)mm~2/S,良性淋巴结病变与前两组间均存在显著差异(P=0.00)。以ADC值1.085×10~(-3)mm~2/s作为诊断恶性淋巴结病变的临界值,敏感性及特异性分别为87.8%和91.3%。88.9%(16/18)患者WB-DWI检查后分期与临床分期一致。24例淋巴瘤患者放化疗后行WB-DWI检查,4例临床疗效为完全缓解(CR),WB-DWI检查均为阴性,17例临床确认有肿瘤复发及明显残留,WB-DWI显示为阳性的14例,另外3例常规影像评价为部分缓解(PR)的患者,WB-DWI检查提示2例病灶以坏死液化为主,1例病灶无明显活性。13例淋巴瘤患者行多次WB-DWI检查,发现6例治疗后病灶消失,4例缓解,1例原发病灶缓解,新出现结肠癌,2例淋巴瘤进展,皆与临床相符。结论:WB-DWI诊断恶性淋巴瘤的敏感性高,而特异性不强,难以与原发灶不明的淋巴结转移癌相鉴别,ADC值有一定帮助但不具有特异性。WB-DWI可准确的检出淋巴瘤复发及残余病灶,对临床分期、治疗方案选择及疗效监测有重要价值。


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