基于低b值IVIM DW-MRI评价兔肝VX2瘤微血管灌注及与MVD、CT灌注参数相关性的研究

摘要

研究目的:
　　一、通过建立兔肝VX2瘤模型，研究不同管电压、管电流及新型迭代重建算法对肝脏CT灌注成像(CTPI)辐射剂量、图像质量及灌注参数的影响，以评价低辐射条件下进行肝脏CTPI的可行性及准确性;并评价兔肝VX2瘤CTPI参数与微血管密度(MVD)的相关性。
　　二、探讨不同b值大小、范围、数目对磁共振体素内不相干运动成像(IVIMDW-MRI)定量参数的影响;评价IVIM DW-MRI定量参数与CTPI参数、MVD的相关性。
　　研究方法:
　　通过开腹直视下穿刺注射VX2瘤组织混悬液（由南方医科大学南方医院超声科馈赠）的方法，成功制作新西兰大白兔肝VX2瘤模型共25例。采用Pearson相关性分析对肝脏CTPI各灌注参数与MVD进行相关性分析。
　　采用Pearson相关性分析检验兔肝VX2瘤IVIM参数D值、f值、D*值及ADC值分别与CTPI灌注参数、MVD的相关性。
　　研究结果:
　　一、大体标本与病理组织学结果
　　CD34染色示血管内皮细胞呈棕黄色或棕褐色;VX2瘤细胞核呈深蓝色;平均MVD约9.07±2.41(6～15)个。
　　二、CT灌注成像结果
　　本实验方案A完成CTPI23例;方案B完成24例，其中2例由于重度移动伪影，剔除实验组;方案C完成23例。
　　三、肝VX2瘤IVIM DW-MRI结果
　　本实验共16例兔肝VX2瘤模型完成IVIM DW-MRI。
　　1、常规MRI检查
　　所有16例兔肝VX2瘤均为单发，位于肝左叶10例、肝右叶6例;肝VX2瘤在常规T1WI上表现为低信号，边界清;T2WI及T2WI脂肪抑制序列呈稍高信号，边界较清。在T2WI上测量，16例肝VX2瘤最大直径平均约17.02±7.55 mm。
　　2、IVIM DW-MRI信号改变及信号衰减曲线所有16例肝VX2瘤在IVIM DW-MRI上表现为扩散受限、呈高信号;无论b值个数如何，随b值增大，病灶信号均逐渐增高，但图像噪声亦逐渐增大，信噪比下降。3个不同b值方案的肝VX2瘤信号衰减曲线相同，均呈非线性衰减过程，尤其在b值＜200 s/mm2时;而在b值＞200 s/mm2基本呈线性衰减过程。
　　3、IVIM DW-MRI总扫描时间
　　IVIM DW-MRI方案A的总扫描时间为263.0s;方案B为630.2 s;方案C为158.1 s。
　　4、IVIM DW-MRI定量参数及ADC值
　　经LMMs，三个不同b值方案的IVIM DW-MRI定量参数D值、f值、D*值及ADC值均不具有显著性统计学差异(P＞0.05)。方案B获得的IVIMDW-MRI定量参数及ADC的绝对值均相对小于方案A和方案C，而方案A和方案C更为接近。
　　5、肝VX2瘤IVIM DW-MRI定量参数及ADC值与CTPI参数之间的关系
　　IVIM DW-MRI方案A的肝VX2瘤的定量参数D值、f值、D*值及ADC值，分别与采用iDose4 Level3重建或FBP重建的三种CTPI方案的灌注参数HAP、HPI、BF、BV之间进行Pearson相关分析，总体上可显示D值与HAP相关性最好、呈正的直线关系;D值与HPI、BF及BV相关性一般。f值与BV相关性最好、呈正的直线关系;f值与BF相关性一般，而与HAP及HPI不具有相关性。D*值与HAP、HPI、BF、BV之间均不具有相关性。ADC值与HPI不具有相关性;与HAP、BF、BV相关性一般。
　　6、肝VX2瘤IVIM DW-MRI定量参数及ADC值与MVD之间的关系
　　采用Pearson相关分析，IVIM DW-MRI方案A肝VX2瘤的定量参数D值与MVD呈中度相关性，呈正的直线关系(r=0.509，P=0.044);f值、D*值及ADC与MVD之间均不具有相关性或相关性差(r=0.281，P=0.291;r=0.099，P=0.715; r=0.359，P=0.172)。
　　研究结论:
　　一、低辐射剂量条件下完成CTPI是可行的、准确的
　　1、管电流对组织CT值的影响不明显，而管电压对组织CT值的影响明显，管电压升高则组织CT值降低，管电压降低则组织CT值升高。
　　2、低管电压、低管电流（即低辐射剂量）条件下CTPI与高管电压、管电流（即高辐射剂量）条件的CTPI是相对的。
　　3、迭代重建算法(iDose4)具有降低图像噪声、提高图像信噪比及对比度噪声比、改善图像质量的能力;同时不影响CTPI参数的评估，可用于进一步降低扫描条件、降低辐射剂量。
　　4、CTPI参数可用于评价肿瘤新生血管的生长情况:
　　(1)肝动脉灌注量、总灌注量及血流量与MVD具有高度相关性，而肝动脉灌注分数、血容量与MVD不具有相关性;
　　(2)联合肝动脉灌注量、肝动脉灌注指数及血流量可作为反映肿瘤MVD、肿瘤新生血管动脉化的敏感指标;
　　(3)血容量与肿瘤新生血管病理特征的关系复杂，尚需进一步研究。
　　二、IVIM DW-MRI可在一定程度上反映组织的微循环灌注，并将其与单纯水分子扩散分离
　　1、f值与CTPI参数血容量高度血管，可将f值用于反映组织的血容量。
　　2、D*值与CTPI参数及MVD不具有相关性，尚不能认为D*值具有反映微循环灌注的作用，其具体作用及机制需要进一步深入研究。
　　3、ADC值高于D值，二者与CTPI参数及MVD具有中度相关性，需要进一步研究分析其产生的机制及影响因素。
　　4、b值大小、范围及数目对IVIM DW-MRI定量参数及ADC的影响不明显。
　　5、b值越大，数目越多，扫描时间越长;推荐IVIM DW-MRI最多选择8个b值，最大b值在500 s/mm2左右。

目录

摘要

第一部分 不同管电压与管电流、不同重建算法对兔肝VX2瘤256层螺旋CTPI辐射剂量及灌注参数的影响

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分 基于低b值IVIM DW-MRI评价兔肝VX2瘤微血管灌注与MVD、CT灌注参数相关性的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

在读博士期间主要成果

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