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扩散峰度成像在前列腺检查中的初步应用探讨

张跃跃  
【摘要】:第一部分 良性前列腺增生不同区带(BPH-TZ、BPH-PZ)DKI定量参数特征评估目的:探讨良性前列腺增生(BPH)不同前列腺区带[移形带(BPH-TZ)与外周带(BPH-PZ)]的扩散峰度成像(DKI)后处理定量参数特征,同时评估DKI各后处理定量参数在两个区带组织间存在的差异性及其差异程度。材料和方法:回顾性分析2017年3月至2017年12月期间在我院行前列腺3.0T常规多参数MRI和DKI检查患者的影像、病理及临床资料。DKI扫描采用3个不同的b值(0、700、1400 s/mm2),对每个b值施加15个不同方向的扩散敏感梯度场。经直肠超声(TRUS)引导下前列腺系统穿刺(1O+X针),部分结合TRUS-MRI融合靶向穿刺的病理结果作为对照,纳入病例均获得最终穿刺病理结果。对入组病例的前列腺MRI图像进行后处理分析,感兴趣区(ROI)的设置采用三维全体积法,在T2WI图像上对BPH-TZ和BPH-PZ分别手动逐层勾画ROI,然后运用基于Python后处理软件的图像配准功能将ROI由T2WI映射至DKI图像的相同解剖部位,通过拟合峰度模型分别获得前列腺两个区带(BPH-TZ与BPH-PZ)的DKI后处理定量参数K值、D值(×10-3mm2/s)和FA值。运用配对样本T检验判断K值、D值和FA值在BPH-TZ和BPH-PZ组织间是否存在显著性差异,同时运用受试者工作特性(ROC)曲线分析,评估DKI各后处理定量参数在两个区带间的差异程度,结果用ROC曲线下面积(AUC)值表示,并通过Z检验来判断各后处理定量参数的AUC值间有无显著性差异。结果:最终75例患者纳入研究,年龄52~86岁,平均(69.96±8.21)岁,PSA水平9.12(6.72~13.28)ng/mL。DKI后处理定量参数K值、D值和FA值在BPH-TZ分别为 0.94±0.08、1.49±0.12 和 0.29±0.07,在 BPH-PZ 分别为 0.81±0.15、1.61±0.23和0.27±0.04。统计分析结果显示DKI各后处理定量参数在BPH-TZ与BPH-PZ组织间均存在显著性差异,BPH-TZ的D值低于BPH-PZ(P0.001),而K值和FA值高于BPH-PZ(P0.001、P=0.013)。ROC曲线分析结果显示K值、D值和FA值在区分 BPH-TZ和 BPH-PZ组织的 AUC值分别为 0.763[95%CI:0.681-0.845]、0.667[95%CI:0.567-0.758]和 0.577[95%CI:0.482-0.672],对 AUC 值进行比较发现 K 值的 AUC 明显高于D值和FA值(Z值分别为3.490、3.111,P分别为0.001和0.002)。结论:综上所述,DKI各后处理定量参数在BPH-TZ与BPH-PZ组织中具有一定的特征,K值、D值和FA值在BPH-TZ与BPH-PZ组织间均存在显著的统计学差异,BPH-TZ组织的D值低于BPH-PZ组织,而K值和FA值高于BPH-PZ组织,K值在两种组织间的差异程度最大。第二部分 DKI定量参数在PCa与BPH鉴别中的初步应用评价目的:探讨扩散峰度成像(DKI)后处理定量参数在前列腺癌(PCa)与良性前列腺增生的移行带(BPH-TZ)或外周带(BPH-PZ)组织鉴别中的应用价值,并与传统扩散加权成像(DWI)的ADC值进行诊断效能比较。材料和方法:回顾性分析2017年3月至2017年12月期间在我院行前列腺3.0T常规多参数MRI和DKI检查的患者影像、病理及临床资料。传统DWI扫描采用9个不同的b值,对每个b值施加三个正交方向的扩散敏感梯度场,DKI扫描采用3个不同的b值(0、700、1400 s/mm2),对每个b值施加15个不同方向的扩散敏感梯度场。经直肠超声(TRUS)引导下前列腺系统穿刺(10+X针),部分结合TRUS-MRI融合靶向穿刺的病理结果作为对照,纳入病例均获得最终穿刺病理结果,并根据病理结果将其分为PCa组和BPH组。对入组病例的MRI图像进行后处理分析,感兴趣区(ROI)设置采用三维全体积法,在T2WI图像上对PCa组病例的癌区、BPH组病例的BPH-TZ和BPH-PZ区分别手动逐层勾画ROI,然后运用基于Python后处理软件的图像配准功能将ROI由T2WI图像映射至DWI和DKI图像的相同解剖部位。将DWI其中5个b值(0、200、500、1000、2000 s/mm2)的扩散图像进行单指数模型拟合获得后处理定量参数ADC值(×10-3mm2/s),DKI图像通过峰度模型拟合获得后处理定量参数K值、D值(×10-3mm2/s)和FA值。首先运用独立样本T检验判断DKI和DWI各后处理定量参数在PCa与BPH-TZ或BPH-PZ组织间是否存在差异。然后通过受试者工作特性(ROC)曲线评估单独运用各后处理定量参数及联合应用DKI后处理定量参数鉴别PCa与BPH-TZ或BPH-PZ组织的效能,并通过Z检验判断各定量参数诊断的ROC曲线下面积(AUC)值之间是否存在差异。运用Pearson相关分析评估在PCa、BPH-TZ及BPH-PZ组织中D值与K值、D值与ADC值之间的相关性。结果:最终116例患者纳入研究,其中PCa组41例,BPH组75例。统计分析结果显示PCa与BPH-TZ或BPH-PZ组织相比,K值和FA值均较高(K值:1.25±0.23 vs 0.94±0.08,0.81±0.15,P均0.05;FA 值:0.33±0.06 vs 0.29±0.07,0.27±0.04,P均0.05),而 D 值和 ADC 值均较低(D 值:1.19±0.24vs 1.49±0.12,1.61±0.23,P均0.05;ADC 值:0.88±0.31 vs 1.27±0.20,1.44±0.35,P 均0.05)。ROC曲线分析结果显示在鉴别PCa与BPH-TZ组织时,K值比FA值具有更高的AUC值(0.914[95%CI,0.848-0.958]vs 0.668[95%CI,0.574-0.753],P0.001),但与 D 值或ADC 值相比 AUC 值间并无显著性差异(0.914[95%CI,0.848-0.958]vs 0.855[95%CI,0.778-0.914],0.853[95%CI,0.776-0.912],P=0.104,0.106);在鉴别 PCa 与 BPH-PZ 组织时,K值与D值、FA值及ADC值相比均具有更高的AUC值(0.946[95%CI,0.887-0.979]vs 0.889[95%CI,0.817-0.940]、0.787[95%CI,0.702-0.858]、0.880[95%CI,0.807-0.933],P=0.026,0.001,0.030);当联合 DKI 后处理定量参数对 PCa 与 BPH-TZ或BPH-PZ组织进行鉴别诊断时,其诊断的AUC值与单独运用K值相比均无明显增加。Pearson相关分析结果表明无论在PCa区还是在BPH-TZ或BPH-PZ区,D值与K值均存在显著的负相关(r=-0.802,-0.796和-0.776,P均0.001),D值与ADC值均存在显著的正相关(r=0.774,0.674和0.624,P均0.001)。结论:综上所述,DKI各后处理定量参数均可鉴别PCa与BPH-TZ或BPH-PZ组织,DKI的K值对PCa与BPH-PZ组织的鉴别相比于传统DWI的ADC值更具有优势,而鉴别PCa与BPH-TZ组织的优势尚未明确。本研究所采用的DKI扫描参数(对每个b值施加15个不同方向的扩散敏感梯度场)获得的FA值与其他定量参数相比对PCa的鉴别诊断并无更多优势。D值与K值间存在显著负相关;D值与ADC值间存在显著正相关。


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