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MR功能成像评价肢体软组织肉瘤介入治疗疗效的实验性研究

胡培安  
【摘要】: 第一部分: 单体素氢质子波谱(SV-~1H MRS)在兔肢体VX2软组织肉瘤模型介入治疗疗效评价中的应用研究 目的:建立兔肢体VX2软组织肉瘤模型,通过比较介入治疗前、治疗后6小时以及治疗后24小时相关参数(胆碱峰/脂质峰峰高比值、胆碱峰/旨质峰峰下面积比值)的变化探讨常规磁共振成像及单体素质子磁共振波谱(Single voxel protonmagnetic resonance spectroscopy,SV-~1H MRS)在软组织肉瘤模型介入治疗疗效评价中的应用。材料和方法:40只新西兰大白兔,2-3月龄,1.5-2.5kg重,前上肢(单侧25只,左前上肢,雌雄不限;双侧15只,限雄性)注射VX2肿瘤组织悬液0.15-0.2ml。在种植肿瘤后2-3周对肿瘤进行常规磁共振成像及SV-~1HMRS成像。MRS采用点解析波谱分析法(PRESS),体素(VOI)大小控制在1.5-2.25cm~3,半高全宽(FWHM)为7-14HZ,抑水(WS)大于95%。其中15只双侧种植肿瘤的实验兔进行介入化疗栓塞术,10只兔存活超过一天,分别于介入治疗后6及24小时进行常规磁共振成像和磁共振波谱检查。将所有MRS图像传至ADW 4.3工作站,用SAGE软件进行后处理。采用SPSS15.0软件包对上述数据进行分析(采用单因素方差分析)。结果:在本组55个动物模型(单侧25只,双侧15只)中,除1只动物未能探出肿瘤生长外,余54个模型均肿瘤成功。种瘤后14、21、28天,肿瘤直径分别约为2,4,5.5cm。2周内肿瘤直径较小,质地硬,坏死少见。常规磁共振图像显示,T_1WI表现为肿瘤实质多呈等信号,瘤内出血少见;T_2WI表现为肿瘤实质呈不均匀高信号,肿瘤内部和瘤周可见信号更高的坏死和水肿区;增强后肿瘤实质明显强化,肿瘤边缘强化更显著。SV-~1H MRS显示,49例能分辨出位于3.2ppm处明显的胆碱(Choline)峰(峰值超过肌酸峰),胆碱峰与脂质峰(Choline/Lipid)峰高比值与峰下面积比值(用平均数±标准差表示)分别为:0.38±0.17,0.22±0.16;介入治疗前、治疗后6小时及24小时,Choline/Lipid峰高比值与峰下面积比值均逐渐下降,分别为0.37±0.14,0.28±0.13,0.24±0.11与0.25±0.18,0.17±0.22,0.10±0.14,但统计结果显示,三组间没有显著的统计学差异。病理检查示光镜下肿瘤周边细胞分布密集,排列成巢状,细胞核大而深染,细胞质稀少,部分细胞中可见核分裂像,介入治疗侧肿瘤坏死较对侧明显。结论:单体素氢质子磁共振波谱(SV-~1H MRS)可用于兔肢体VX2软组织肿瘤介入治疗疗效的评价。与周围正常肌肉组织比较,肿瘤组织MRS谱线中存在明显的Choline峰。介入治疗前后Choline/Lipid峰高比值与峰下面积比值均逐渐下降.统计学检验差异并不显著,可能与多种因素有关,其中用Lipid峰作为内标准难以准确反映肿瘤细胞介入治疗后的早期代谢改变。及免疫组化染色(CD34)。后处理在ADW 4.3工作站上用灌注相关软件包进行后处理。比较肿瘤组织及周围正常肌肉组织的相关参数的差异(NI最大信号下降程度,相当于相对血容量;MSD最大信号下降斜率,相当于相对血流量);计算肿瘤组织与正常肌肉组织NI或MSD的相对比值(rNI、rMSD)并与MVD(微血管密度)的相对比值(rMVD)进行相关性分析。采用SPSS15.0软件包对数据进行统计分析,统计方法采用配对T检验、符号秩检验及pearson相关性检验。 结果:23只动物成功进行了灌注加权成像。结果显示,肿瘤组织及周围正常肌肉组织的NI及MSD值分别为234.32±175.46,114.61±94.40:393.73±227.30,154.44±69.20。肿瘤组织NI值明显大于肌肉组织,两者差异有统计学意义(t=-3.285,P=0.003);肿瘤组织MSD值明显大于肌肉组织,两者之间存在显著的统计学差异(z=-4.167,P=0.000)。rNI与rMVD存在明显正相关性(r=0.779,P=0.008),rMSD与rMVD间未显示明显的相关性。结论:PWI描述的是血流在组织血管的首过灌注,能无创地评价组织的血流灌注状态。本研究显示在兔软组织肿瘤模型上进行灌注加权成像是可行的。实验结果显示肿瘤组织与正常肌肉组织的血液动力学参数存在显著的统计学差异,但也存在造影剂外漏等问题。磁共振灌注加权成像在肿瘤复发与术后纤维化的判别、良恶性肿瘤的鉴别诊断以及肿瘤抗血管生成药物的疗效评价方面具有一定的应用前景。 第三部分 弥散加权磁共振成像(DWI)在兔VX2肢体软组织肉瘤模型介入治疗疗效评价中的应用研究 目的:通过建立兔肢体VX2软组织肉瘤模型,探讨弥散加权磁共振成像(Diffusion-weighted MR imaging,DWI)在软组织肉瘤模型诊断中的应用。通过选择合适的可用于软组织肿瘤诊断的b值,比较正常肌肉组织、肿瘤实质、坏死组织的ADC(表观弥散系数)值的差别及介入治疗早期介入组和对照组肿瘤实质ADC值的变化来评价介入治疗的疗效。材料和方法:40只新西兰大白兔,2-3月龄,1.5-2.5kg重,前上肢(单侧左上肢25只,雌雄不限;双侧上肢15只,雄性)注射VX2肿瘤组织悬液0.15-0.2ml。在种植肿瘤后2-3周对肿瘤进行常规磁共振成像及DWI成像,b值分别取200,400,600,800和1000s/mm~2。对15只双侧种植肿瘤的实验兔一侧进行介入化疗栓塞术,另一侧作为对照组,分别于介入治疗后3、6、24小时对两侧动物模型进行常规磁共振及弥散加权成像。比较正常肌肉组织、肿瘤实质和坏死组织的ADC值的差别及介入治疗早期介入组和对照组肿瘤实质ADC值的变化。将所有图像传至ADW 4.3工作站进行后处理。用SPSS15.0软件包对数据进行统计分析。结果:在DWI图像上,当b值较小(200s/mm~2)时受T_2透过效应及血流灌注影响明显,b值比较大(1000s/mm~2)时图像信噪比下降明显;b值为200,400,600,800,1000s/mm~2时的ADC值(平均值±标准差)分别为:1.56±0.11,1.32±0.12,1.25±0.10,1.19±0.08,1.14±0.07。同时随着b值的增加,ADC值逐渐下降。实验结果表明b值为600或800s/mm~2时,图像质量比较好。b值取600或800s/mm~2时肿瘤实质、周围肌肉组织及水肿坏死区ADC值间均存在显著统计学差异,坏死组织的ADC值最大,肿瘤实质ADC值明显小于坏死区及周围肌肉组织的ADC值。介入治疗组无论b值为600或是800s/mm~2时,治疗前与治疗后3小时、6小时和24小时,ADC值均存在显著的统计学差异,在介入治疗后早期,肿瘤组织的ADC即有显著的变化,而对照组各组间ADC值无统计学差异。结论:DWI可以用于兔肢体VX2软组织肉瘤的诊断。b值为600或800s/mm~2时,可获得较好的DWI图像,既有足够的弥散权重,又有较高的信噪比。不同组织的ADC值明显不同,弥散加权成像可鉴别不同的组织。介入治疗后早期,肿瘤组织的ADC值就有显著的变化,故DWI可获得介入治疗疗效评价的量化指标。DWI在软组织肿瘤的诊断和预后评估,坏死组织与肿瘤实质、治疗后改变与复发及良恶性软组织肿瘤的鉴别方面具有一定的应用价值。


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