一站式CT能谱灌注成像鉴别兔腋窝淋巴结性质的应用价值研究

摘要

第一部分：兔VX2乳腺癌腋窝转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结动物模型的建立
　　目的
　　建立兔VX2乳腺癌腋窝转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结动物模型，通过大体观察及病理诊断，评价此模型是否建立成功。
　　材料与方法
　　1.纯种雌性新西兰大白兔60只，月龄8个月，体重2.5～3.0kg。随机编号，分为肿瘤组和炎症组，各30只。
　　2.肿瘤组于单侧第2乳垫处注入1mlVX2肿瘤组织块悬液，建立兔乳腺癌模型，每周观察肿瘤生长及腋窝出现肿大淋巴结情况，并于第1周末随机取一只实验兔肿瘤组织行病理检测；第2～3周随机取两只实验兔肿瘤组织及同侧腋窝淋巴结行病理检测；于第4周末观察肿瘤及同侧腋窝淋巴结肿大情况，至此成功建立腋窝淋巴结转移实验兔模型；炎症组于实验兔单侧胸壁第2乳垫处及同侧前肢腋侧皮下各注射1ml蛋黄乳胶，若触及腋窝肿大淋巴结，则腋窝炎性增生淋巴结实验兔模型建立成功。
　　结果
　　1.兔VX2乳腺癌腋窝转移性淋巴结动物模型情况： VX2肿瘤种植1周后30只实验兔均形成5mm～10mm大小结节，均值约为（7.1±1.96）mm，病理为肿瘤组织，实验兔腋窝均未触及肿大淋巴结；2周后29只实验兔肿瘤长至约20mm左右大小，均值约为（21±3.97）mm，成瘤率为100％，17.2%（5/29）实验兔腋窝触及直径5mm以下的淋巴结，病理证实乳腺肿块为肿瘤，淋巴结内未见肿瘤细胞；至接种后2～3周(平均19天)生长迅速，部分肿瘤长成3.5cm×3.5cm×3.5cm，均值约为（32±2.37）mm，腋窝触及肿大淋巴结，部分增大至20mm大小，病理结果显示为肿瘤组织并浸润淋巴结。至第4周肿瘤组织大小约为（36±2.72）mm，共25只种植性兔乳腺癌模型建立，均可触及腋窝淋巴结。1只实验兔腋窝肿大淋巴结表面欠光滑。60%（15/25）实验兔瘤体发生囊变坏死，触之柔软，24％(6／25)实验兔肿瘤表面皮肤发生破溃，并见白色豆腐渣样坏死物质。25只转移组实验兔中，1只于行CT检查前因肺部感染死亡；最终共有24只实验兔建模成功(种植成功率为96%)。
　　2.兔腋窝炎性增生性淋巴结动物模型情况：30只实验兔蛋黄乳胶注射5天后，2只腋窝触及小淋巴结；行第二次鸡蛋黄乳胶注射(方法完全与第一次相同)，第2周25只实验兔腋窝可触及肿大淋巴结，部分较小；第3周30只实验兔腋窝均可触及肿大淋巴结。2只实验兔因胸腹腔感染死亡，最终28只实验兔成功建立模型(种植成功率为93.3%)。
　　结论
　　兔VX2乳腺癌腋窝转移性淋巴结和炎性反应增生性淋巴结的模型制作简单，成模率高，实验兔的耐受性好。
　　第二部分：一站式CT能谱灌注成像鉴别乳腺癌腋窝转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结的动物实验研究
　　目的
　　探讨乳腺癌腋窝转移性和炎性反应增生性淋巴结的灌注参数及能谱参数特征，比较不同参数的诊断价值，并寻找不同方法的最佳诊断参数及最佳联合参数，以期为后期的临床应用研究提供参考依据。
　　材料与方法
　　1.对建模成功的24只转移组和28只炎症组实验兔行一站式CT能谱灌注成像检查，并将所有原始图像传至GE AW4.6后处理工作站进行后处理，便于感兴趣区(region of interest,ROI)勾画的实现，本研究仅对短径大于5mm的腋窝淋巴结进行后处理。
　　2.应用Perfusion4-body tumor软件进行灌注分析，选择主动脉作为输入动脉，获得淋巴结ROI范围内的反映病变灌注状态的伪彩图及血容积（ blood volume,BV）、血流量（blood flow,BF）、平均通过时间（mean transit time,MTT）、表面通透性（permeability surface,PS)四个参数值。
　　3.选取灌注扫描延迟34s（第12pass）、58s（第24pass）作为动脉期（arterial phase，AP）及静脉期（venous phase，VP），图像重建选取70keV、ASIR40%、层厚1.25mm。采用GSI Viewer分析软件，在动脉期和静脉期碘基图上分别测量ROI范围内的动脉期碘浓度（iodine concentration，IC）（ICAP）和静脉期碘浓度（ICvP）；同时选择同主动脉的IC为标准参照值，将各期淋巴结的IC与同层主动脉IC比值作为淋巴结的标化碘基值（normalized iodine concentration， NIC），分别获得淋巴结的动脉期标化碘基值（NICAP）和静脉期标化碘基值（NICVP）。在动脉期和静脉期水基图上测量 ROI范围内的动脉期水基质（water concentration， WC）（WCAP）和静脉期水基质（WCVP）。分析淋巴结动脉期和静脉期在40keV和70keV间的能谱曲线斜率：λHU=（40keVHU-70keVHU）/30keV。计算病变的标准化有效原子序数，即病变淋巴结的Zeff/主动脉的Zeff（Zeff-c=Zeff淋巴结/Zeff主动脉）。
　　4.受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic,ROC）分析CT灌注参数值和能谱参数值在鉴别腋窝转移性淋巴结与炎性增生淋巴结中的诊断价值，以曲线下面积作为其评估价值的判断标准，依据最大约登指数，选取诊断的最佳阈值并计算相应的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。
　　结果
　　1.转移组淋巴结的BF值明显高于炎症组，且差异具有统计学意义（P=0.001）；转移组淋巴结的BV值、PS值稍高于炎症组，BV值间差异有统计学意义(P=0.01)，而PS值差异无统计学意义（P=0.524）；转移组淋巴结的MTT平均值则低于炎症组，差异无统计学意义（P=0.157）。
　　2. BF值和BV值的曲线下面积分别为0.827、0.712，以BF大于47.95 ml.min-1.100g-1作为阈值时，所得最大约登指数为0.605，其灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为90.91%、69.39%，66.7%、91.9%。以BV大于3.97 ml.100g-1作为阈值，所得最大约登指数为0.439，灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为93.94%、48.98%，55.4%、92.3%。认为参数BF值对鉴别转移性与炎性淋巴结具有较高的诊断价值，在BF值大于47.95 ml.min-1.100g-1时诊断淋巴结为转移性淋巴结的正确率为66.7%，诊断为炎性反应性淋巴结的正确率为91.9%。
　　3.转移组淋巴结动脉期能谱参数值IC、NIC、λHU、Zeff-c、WC均高于炎症组， ICAP、NICAP、APλHU的差异具有统计学意义（P=0.032；P＜0.001；＜0.001），而两组间动脉期Zeff-c和WC比较差异无统计学意义（P=0.078；P=0.595）。
　　4.转移组淋巴结静脉期能谱参数值IC、NIC、λHU、Zeff-c、WC均高于炎症组， ICVP、NICVP、VPλHU的差异具有统计学意义（P=0.001； P=0.017；P＜0.001），而两组间动脉期Zeff-c和WC比较差异无统计学意义（P=0.118；P=0.616）。
　　5. ICAP、NICAP、APλHU、ICVP、NICVP、VPλHU的曲线下面积分别为0.640、0.757、0.852、0.736、0.761、0.818，以APλHU大于3.28作为阈值，所得最大约登指数为0.717，对应的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为75.77%、95.92%、92.6%、85.5%。以APλHU和NICVP作为联合诊断参数，所得曲线下面积为0.901，最大约登指数为0.718，以APλHU大于3.18和NICVP大于0.27作为最佳阈值时，灵敏度、特异度及阳性预测值、阴性预测值分别为81.82%、93.88%、89.3%、88%，诊断淋巴结为转移性淋巴结的正确率为89.3%，诊断为炎性反应增生性淋巴结的正确率为88%。
　　6.以BF与APλHU、BF与VPλHU为联合参数，所得曲线下面积为0.899、0.913。BF联合APλHU与单一BF、VPλHU有统计学差异（P=0.045、0.023）；而BF联合APλHU与单一BF、APλHU无明显统计学差异（P=0.055、0.173）。三个联合参数（BF+APλHU+NICVP）、（BF+APλHU+VPλHU）的AUC分别为0.918、0.942，与两个参数联合比较无统计学差异，诊断灵敏度仅为78.79%。选取BF值大于45.29 ml.min-1.100g-1和VPλHU值大于3.81作为最佳阈值时，最大约登指数为0.766，灵敏度、特异度及阳性预测值、阴性预测值分别为90.92%、85.81%、81.1%、93.3%。因此选取BF与VPλHU作为联合参数诊断淋巴结可取得较好的诊断价值。
　　结论
　　1.转移组淋巴结的BF值、BV值高于炎性反应增生组淋巴结且有统计学差异，参数BF值具有较好的诊断价值，可以用于鉴别诊断转移性与炎性反应增生性淋巴结。
　　2.转移组淋巴结的能谱参数值ICAP、NICAP、APλHU、ICVP、NICVP、VPλHU均高于炎性反应增生性组淋巴结，且具有统计学差异。选取APλHU大于3.18和NICVP大于0.27作为最佳诊断阈值时，最大约登指数为0.718，灵敏度、特异度及阳性预测值、阴性预测值为81.82%、93.88%、89.3%、88%。联合 APλHU和 NICVP可提高鉴别转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结的诊断价值。
　　3.一站式能谱及灌注成像技术实现能谱成像条件下的灌注成像，可提供更多参数；CT能谱成像及灌注成像在鉴别诊断良恶性淋巴结中均具有一定价值，联合应用两种成像技术参数，可提高鉴别腋窝转移性淋巴结与炎性增生淋巴结的诊断价值，选取BF值大于45.29 ml.min-1.100g-1和VPλHU大于3.81作为最佳阈值时，最大约登指数为0.766，灵敏度、特异度及阳性预测值、阴性预测值分别为90.92%、85.81%、81.1%、93.3%。
　　第三部分：一站式CT能谱灌注成像鉴别兔腋窝淋巴结与淋巴结血管、淋巴管生成的相关性研究
　　目的
　　探讨转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结内 VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD表达，及其与能谱灌注成像参数的相关性。
　　材料与方法
　　一站式CT能谱灌注成像检查完毕后获取实验兔短径大于5mm的腋窝淋巴结，与影像标记一一对应，行常规 HE染色并光学显微镜下观察其形态。采用EnVision法定量分析淋巴结内的VEGF和VEGF-C，并计数微血管密度（MVD）和微淋巴管密度（MLVD）。分析转移性和炎性反应增生性淋巴结内 VEGF、VEGF-C、MVD和MLVD的表达差异，并探讨能谱灌注参数与免疫组化指标的相关性。
　　结果
　　1．转移组获得39枚淋巴结，其中36枚为转移性淋巴结，3枚为炎性反应增生性淋巴结；炎性反应增生性淋巴结共46枚淋巴结。
　　2．转移性淋巴结的VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD均高于炎性淋巴结且差异有统计学意义（P=0.011,0.000,0.015,0.002）。
　　3．BF值与VEGF、VEGF-C、MLVD表达呈正相关，且相关性具有统计学意义(r=0.349,P=0.01;r=0.323，P=0.016; r=0.385,P=0.008)，与MVD无明显相关性（r=0.176，P=0.114）。BV值与VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD表达均无相关性(r=0.098,P=0.380;r=0.177,P=0.113;r=0.09,P=0.420;r=0.184,P=0.098）。
　　4．淋巴结的ICAP与MLVD值呈正相关性（r=0.282,P=0.01），淋巴结NICAP与VEGF的表达呈正相关（r=0.240,P=0.03）。淋巴结ICVP和NICVP与VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD呈正相关性（P＜0.05）。淋巴结 APλHU和 VPλHU与VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD呈正相关性（P＜0.05）。相较而言，淋巴结的能谱参数VPλHU与VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD的相关性最为显著（r=0.406、0.421、0.398、0.448），以与MLVD相关性最强。
　　结论
　　1.转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结的 VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD存在差异，可作为鉴别良恶性淋巴结的一项指标。CT灌注BF值及能谱参数动脉期和静脉期IC、NIC、λHU与VEGF、VEGF-C、MVD、MLVD存在相关性，且以VPλHU与MLVD相关性最强。
　　2.一站式 CT能谱灌注参数可反映淋巴结内的血管、淋巴管生成情况，有望对进一步研究肿瘤原发灶与淋巴结转移提供一定的影像学依据。

目录

声明

中英文缩略词对照表

前言

参考文献

第一部分：乳腺癌腋窝转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结动物模型的建立

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

附图

第二部分：一站式CT能谱灌注成像鉴别乳腺癌腋窝转移性淋巴结与炎性反应增生性淋巴结的动物实验研究

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

附图

第三部分：一站式CT能谱灌注成像鉴别兔腋窝淋巴结与淋巴结血管、淋巴管生成的相关性研究

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

附图

综述:CT功能成像鉴别良恶性淋巴结的研究进展

攻读博士学位期间发表论文及成果

作者简介

致谢