BOLD fMRI技术结合非血流动力学响应函数分析法检测大鼠C6皮下胶质瘤内部氧合变化的可行性研究

摘要

文章主要从以下几方面进行了论述。
　　第一部分 大鼠C6皮下胶质瘤模型的构建及病理观察
　　目的:通过比较细胞悬液接种法及瘤组织块接种法构建的C6皮下胶质瘤模型的成瘤率及生长规律,选择适用于第二部分实验的最优动物模型构建方法。
　　方法:将21只Wistar大鼠分成两组。第一组的11只大鼠均采用细胞悬液接种法种植肿瘤。随机选取其中的一只肿瘤作为瘤组织块来源,给予第二组的10只大鼠瘤组织块法种植肿瘤。比较接种后不同时间点两组(各10个)瘤体的最大径及相对体积的差异并分析肿瘤的生长趋势。比较两组(各10个)成瘤潜伏期及成瘤率的差异。所有肿瘤均于接种后第21天取材观察大体标本。随后肿瘤标本制作成HE染色切片,在光学显微镜下观察其病理特点。
　　结果:1.第一组肿瘤瘤体的最大径于接种后第14天开始显著大于第二组(t=2.65,P=0.02);于第16天开始,第一组肿瘤的相对体积也显著大于第二组(t=2.35,P=0.03)。2.随着瘤龄的增长,两组肿瘤的最大径均呈线性趋势增大(第一组Pearson r=0.99,R2=0.99,P=0.00;第二组Pearson r=1.00,R2=1.00,P=0.00),而两组肿瘤的相对体积则均呈指数规律增大(第一组:Pearson r=0.98,R2=0.92,P=0.00;第二组:Pearson r=0.97,R2=0.95,P=0.00)。3.第一组的成瘤率达100％,潜伏期为8.45±0.69天;第二组则分别为60％、9.83±1.72天。4. C6皮下胶质瘤的HE染色病理特征与文献报道的大鼠脑胶质瘤的病理特征相符。
　　结论:大鼠C6胶质瘤皮下种植瘤模型制作较简单,细胞悬液接种法较瘤组织块接种法构建的模型成瘤率高、生长速度快、模型更加稳定,是一种较为理想的胶质瘤动物模型。
　　第二部 分采用血氧水平依赖功能磁共振成像技术评价Carbogen吸入后大鼠皮下C6胶质瘤氧合变化与肿瘤新生血管的相关性
　　目的:探讨血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD fMRI)技术结合非血流动力学响应函数(non-HRF)分析后处理算法检测大鼠皮下C6胶质瘤瘤体内氧合变化状况的可行性及应用价值。
　　方法:1.20只雄性Wistar大鼠,采用细胞悬液法构建C6皮下胶质瘤模型。2.采用1.5TAchieva Dual超导型磁共振成像系统和Micro-47显微线圈,对荷瘤鼠进行磁共振扫描。对采集的功能图像数据行non-HRF后处理分析,生成“氧合地图”及“氧合幅度图”。参照这两幅统计参数图,分别在“发生显著氧合改变且氧合变化幅度最大的区域”、“发生显著氧合改变但氧合变化幅度一般的区域”、“未发生显著氧合的区域”分别定义直径为5mm的等大的三类感兴趣区(ROI):ROImax、ROInon-max及ROInone,测量各ROI内的氧合改变显著性参数(T值)、BOLD信号强度变化率(PSC值)、强化程度百分率(ΔSI值)。3.根据瘤体表面标记,制作与影像扫描方位一致的肿瘤石蜡切片,行HE染色及CD105免疫组织化学染色。对照同层面的影像资料图,在CD105免疫组织化学染色切片上标记出上述ROI的位置。在显微镜下对上述ROI区域内进行微血管数目(MVN)计数。4.比较不同类型ROI内测得的T值、PSC值及ΔSI值的差异。对ROImax及ROInon-max区测得的T值、PSC值、ΔSI值、MVN进行两两之间的相关性分析。
　　结果:1.肿瘤的成瘤率达100％。2.获得的“氧合地图”及“氧合幅度图”可与任意解剖图像叠加。前者反映可发生再氧合区域的位置,后者反映各区域的氧合变化程度。3.根据统计参数图定义的所有ROImax区及大部分ROInon-max(57/60)区均位于病理检查证实的肿瘤实质区内,其平均BOLD信号强度于Carbogen气体吸入后逐渐上升,达到一定程度后趋于平缓。ROInone及少数ROInon-max(3/60)区均位于病理检查证实的肿瘤坏死区内,其平均BOLD信号强度在Carbogen吸入前及吸入后无明显趋势性改变。4.ROInone区测得的T值、PSC值及ΔSI值较ROImax区均显著降低(t=4.33,P=0.00;Mann-Whitney U=15.50,P=0.00;t=5.06,P=0.00);同时较ROInon-max区也显著降低(Mann-Whitney U=214.00,P=0.00;Mann-Whitney U=131.00,P=0.00;Mann-Whitney U=122.50,P=0.00)。5.ROImax区测得的PSC值与MVN呈正相关(Pearson r=0.59,P=0.01)。ROInon-max区测得的MVN与PSC值、ΔSI值均存在正相关关系(Spearman r=0.55,P=0.00;Spearman r=0.37,P=0.00)。
　　结论:BOLD fMRI技术结合non-HRF后处理方法可反映肿瘤内部的氧合改变情况。获得的统计参数图可与任意解剖图像叠加,有助于形态学与功能学的结合,实现生物信息的“可视化”。其中氧合幅度图较氧合地图更具有潜在的临床意义。

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前言

参考文献

第一部分 大鼠C6皮下胶质瘤模型的构建及病理观察

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

第二部分 血氧水平依赖功能磁共振成像评价Carbogen吸入后大鼠皮下C6胶质瘤氧合变化与肿瘤新生血管的相关性

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

结论

综述

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