胰腺小视野高分辨扩散加权成像诊断胰腺实性病变价值研究

摘要

本文从以下三部分进行论述：
　　第一部分 胰腺小视野高分辨率扩散加权成像与常规单次激发平面回波扩散加权成像对比研究
　　目的:对比研究小视野高分辨扩散加权成像(rFOV DWI)与常规单次激发平面回波DWI(ss-EPI DWI)的图像质量及ADC值，探究rFOV DWI成像方法在胰腺疾病诊断中的应用价值。
　　方法:前瞻性招募健康成年志愿者38例和胰腺实性占位患者139例，所有参与者行常规MRI及b值为0和600 s/mm2的DWI(包括rFOV DWI和ss-EPI DWI)实验。利用4分法分别评估rFOV DWI及ss-EPI DWI图像质量:包括胰腺解剖结构清晰度、病灶显示对比度及伪影，对rFOV DWI与ss-EPI DWI序列中b0和b600分别对应的DWI图像质量进行评分;采用实性组织法测量胰腺占位及健康志愿者胰头部ADC值。比较rFOV DWI及ss-EPI DWI的DWI图像质量得分及ADC值差异，探究两种DWI方法的单指数模型获得的ADC诊断胰腺实性占位的价值。
　　结果:rFOV DWI图像质量得分显著高于ss-EPI DWI，在b0和b600的DWI图像质量得分均有显著差异（P＜0.001）。rFOV DWI获得的胰腺癌ADC低于ss-EPI DWI方法获得的ADC。rFOV DWI和ss-EPI DWI皆可用于胰腺导管腺癌与正常胰腺的鉴别诊断，但rFOV DWI较ss-EPI DWI诊断效能更高。
　　结论:rFOV DWI显著提高胰腺DWI图像分辨率，变形更小，能够获得高质量胰腺DWI图像，rFOV DWI较ss-EPI DWI鉴别诊断胰腺导管腺癌与正常胰腺的效能更高。
　　第二部分 rFOV IVIM-DWI诊断胰腺局灶性实性病变的价值研究
　　目的:探究小视野体素内非相干运动DWI(rFOV IVIM-DWI)的定量参数（单指数ADCtotal;双指数模型获得的扩散系数:ADCslow、灌注参数ADCfast及灌注比例f)诊断胰腺局灶性实性病变的价值，并与常规单次激发平面回波体素内非相干运动DWI(ss EPI IVIM-DWI)进行比较。
　　方法:本研究共纳入139例胰腺实性占位患者（男86例，女53例;年龄范围57.2±12.1），其中包括胰腺导管腺癌105例(pancreatic ductal adenocarcinomas，PDAC)、神经内分泌肿瘤（neuroendocrine tumor，NET）16例、慢性胰腺炎(chronicpancreatitis，CP)7例和实性假乳头状瘤（solid pseudopapillary tumor，SPT）11例。同时招募健康志愿者38例。全部研究对象除了进行常规MRI外，还进行10个b值的rFOV DWI及ss EPI DWI检查，b值设置分别为0、25、50、75、100、150、200、400、600和800s/mm2。利用三种方法进行多b值DWI数据分析:(1)所有b值进行单指数拟合获得ADCtotal;(2)利用双指数模型及3自由变量计算ADCslow、ADCfast及f;(3)分步计算ADCslow、ADCfast及f:首先利用b＞200 s/mm2的DWI数据和单指数模型计算ADCslow，其次再利用全部b值DWI数据和双指数模型及2自由变量计算出ADCfast及f。采用实性组织法分别测量三种方法获得的胰腺病变组织及健康胰腺胰头部位rFOV DWI及ss EPI DWI定量参数。采用两独立样本非参数Mann-Whitney U检验比较正常胰腺组与胰腺占位组间rFOV IVIM DWI及ss EPIIVIM-DWI各定量参数值的差异。采用多独立样本Kruskal-Wallis或单因素ANOVA检验探究各定量参数在正常胰腺和胰腺实性病变组的差异。ROC曲线分析评价rFOV IVIM-DWI及ss EPI IVIM-DWI各定量参数鉴别PDAC、正常胰腺及不同病理类型胰腺病变的效能，并比较各参数获得的ROC曲线下面积(Az)差异。
　　结果:Mann-Whitney U检验结果显示，ss-EPI多b值DWI的ADCtotal和f在PDAC与NP两组间具有显著统计学差异;而rFOV多b值DWI只有f在胰腺腺癌组及正常对照组两组间具有显著统计学差异。多独立样本Kruskal-Wallis单因素ANOVA检验结果显示，ss-EPI及rFOV IVIM DWI图像的厂及ADCtotal值均在五组之间总体存在统计学差异。
　　在ss-EPI多b值DWI ROC分析中，用于PDAC与NP鉴别诊断的ADCtotal和f诊断PDAC的准确性较低。ADCtotal在鉴别NP与MFCP、NP与SPT的ROC分析中，诊断准确性较高。在ss-EPI多b值DWI在正常胰腺与各种胰腺疾病的鉴别诊断中仍以ADCtotal的诊断效能高。在rFOV多b值DWI鉴别PDAC与NP的ROC分析中，厂的诊断准确性中等。鉴别PDAC与MFCP、NP与MFCP的ROC分析中，ADCtotal诊断准确性较高。而在SPT与NP、NET、MFCP的鉴别诊断中则以厂的诊断效能高。
　　结论:在ss-EPI IVIM-DWI及rFOV IVIM-DWI获得的f鉴别诊断PDAC与正常胰腺的效能高于单指数模型获得的ADCtotal。
　　第三部分 基于ADC图的异质性指数对胰腺癌与肿块型胰腺炎的鉴别诊断
　　目的:扩散加权成像除了可以得到定性的DWI图像外，同时能获得表征组织内水分子扩散快慢的定量参数ADC值，其已广泛应用于胰腺疾病的诊断和鉴别诊断中。由于胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)与肿块型胰腺炎（mass-formingpancreatitis，MFCP）具有类似的临床及影像学特征，两种疾病的鉴别仍然是难点。本项研究目的是初步探究ADC定量分析获得的新型参数用于二者的鉴别诊断，即通过在ADC图上选取不同大小的感兴趣区(ROI)测量组织的ADC均值(AverageADC)和标准(SDADC)差计算的异质性指数(SDADC/AverageADC)用于鉴别胰腺癌与肿块型胰腺炎。
　　方法:本项研究共纳入64例术后病理学检查证实的胰腺导管腺癌、7例术后病理学检查证实的肿块型慢性胰腺炎及18例健康成年志愿者。MRI实验包括常规T1、T2、MRCP及ss EPI DWI（b值为0和600s/mm2）检查。利用单指数模型及基于像素分析方法获得ADC图，并自动重建FOV为380×380mm2及矩阵为256×256。导出ADC数据，利用自主研发的软件分别对胰腺病变实性成分和正常胰腺胰头组织画取12个ROI，其呈同心圆分布（面积为20，42，59，82，99，121，139，161，176，196，227和242 mm2，对应的像素数目为9，19，27，37，45，55，63，73，80，89，103和110），自动计算每个ROI对应的ADC值的平均值和标准差（AverageADC和SDADC）。分别计算每个ROI获得的异质性指数（每一个感兴趣区的SDADC与AverageADC比值）。同时进行离体水模实验，并以此作为理想化的异质性指数参照。
　　结果:MFCP（7例）、PDAC（64例）、正常志愿者（18例）和水模（8例）的平均异质性指数曲线显示MFCP、PDAC和正常胰腺的12个不同尺寸ROI的异质性指数有显著差异。随着ROI尺寸的增加健康志愿者的异质性指数也近似线性增长，而MFCP和PDAC患者的异质性指数呈非线性增长。ROI面积为55 mm2为转折点，ROI低于55 mm2时PDAC的异质性指数增长速度低于MFCP，ROI大于55 mm2时PDAC的异质性指数增长速度高于MFCP且PDAC的异质性指数均高于MFCP。
　　结论:我们首次揭示了胰腺病变异质性的变化趋势并发现异质性指数可用于鉴别PDAC、MFCP和正常胰腺。该方法基于常规临床DWI序列获得的ADC分析，便于临床转化，但ADC值异质性结果与胰腺癌病变病理的相关性有待进一步研究。

目录

声明

摘要

英文缩略词表

前言

第一部分 胰腺小视野高分辨率扩散加权成像与常规单次激发平面回波成像对比研究

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、结论

第二部分：rFOV IVIM-DWI定量参数诊断胰腺实性局灶性病变的价值研究

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、结论

第三部分：基于ADC map的异质性指数分析对胰腺癌与肿块型胰腺炎的鉴别诊断价值研究

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、结论

综述：体素内不相干运动扩散加权成像的应用：现状与挑战

参考文献

在读期间发表论文和参加科研工作情况

致谢