CT灌注成像和MR弥散加权成像对肾上腺肿瘤的诊断价值及其与病理表现对照的初步研究

摘要

第一部分肾上腺肿瘤CT灌注成像的初步研究 目的：分析不同性质肾上腺肿瘤的CT灌注成像检查表现，以评价CT灌注成像对肾上腺肿瘤诊断、鉴别诊断的价值。 资料与方法：在相同的扫描条件下，对38例共39个肾上腺肿瘤进行CT平扫、CT灌注成像和常规动态增强检查。39个肿瘤中，腺瘤21个，非腺瘤18个。CT灌注成像采用一次屏气cine扫描方式，用高压注射器经肘前静脉团注非离子型对比剂50ml，注射速度4ml/s，于注射对比剂后7s-9s对选定的肿瘤靶层面开始扫描，连续扫描40s，如此，单层螺旋CT可获得40幅图像，而16层螺旋CT可获得320幅(40幅x8)或160幅(40幅x4)图像。利用CTperfusion3软件包中的bodyperfusion软件，经去卷积算法同时获得反映肿瘤灌注状态的BF、BV、MTT及PS等四种灌注参数的伪彩图像和TDC曲线。比较不同性质肾上腺肿瘤CT灌注参数及TDC曲线的差异，并对四种灌注参数值进行ROC曲线分析，以初步确定对肾上腺肿瘤诊断及鉴别诊断具有价值的灌注参数阈值。 结果：肾上腺肿瘤CT灌注曲线(TDC)有三种类型即速升速降型、缓升平台型和平坦型。以缓升平台型为主，腺瘤与非腺瘤分别占54.5％、45.5％。TDC类型对腺瘤与非腺瘤性质鉴别无意义，但对保证准确测量灌注参数值具有重要参考价值。腺瘤与非腺瘤血流灌注存在着差异：腺瘤多表现为均匀灌注，可呈现高灌注，主要见于Cushing腺瘤：非腺瘤大部分灌注不均匀，以周边灌注较高，中心部分较低，以嗜铬细胞瘤为著。非腺瘤高低灌注区域灌注参数值大小差异很大，其中低灌注区灌注参数值诊断价值最大。据此，非腺瘤的BF、BV、MTT和PS平均值分别为(35.22±21.14)ml.min-1100g-1、(6.18±4.39)ml.100g-1、(14.58±5.31)s和(15.26±11.35)ml.min-1100g-1；腺瘤BF、BV和PS平均值高于非腺瘤，分别为(112.1±48.15)ml.min-1100g-1、(14.01±6.05)ml.100g-1和(26.50±16.47)ml.min-1100g-1，MTT则低于非腺瘤，为(10.98±3.37)s，腺瘤与非腺瘤灌注参数值存在着统计学显著性差异(p＜0.05)。测量肿瘤低灌注区灌注参数值的方法对诊断腺瘤与非腺瘤的价值最大，以BF≥42.82ml.min-1100g-1、BV≥6.65ml.100g-1、PS≥17.96ml.min-1100g-1作为阈值，诊断腺瘤的敏感度、特异度分别为95％、61％，100％、67％和67％、67％；以MTT≥12.43s作为阈值，诊断非腺瘤的敏感度、特异度分别为72％，67％。 结论：采用一次屏气的cine扫描方式，以4ml/s的注射速度，对比剂总量50ml，于对比剂注射后的7-9s开始连续扫描40s的CT灌注扫描方法，基本能准确反映不同性质肾上腺肿瘤内的血液动力学变化，是较理想并实用的扫描方案；不同性质肾上腺肿瘤具有不同的血流灌注特征，借助BF、BV、MTT和PS四种灌注参数伪彩图及测量所得到灌注量化信息，能较为准确鉴别肾上腺腺瘤与非腺瘤；CT灌注成像能较好的显示肾上腺肿瘤的血流灌注特征，进而在一定程度上反映其生物学特征。 第二部分肾上腺肿瘤血管生成与CT灌注成像相关性的初步研究 目的：在前期工作的基础上，继续对肾上腺肿瘤血管生成状况加以研究，并与CT灌注参数进行相关性分析，从而为在体评估肾上腺肿瘤生长规律提供有价值的信息。 资料与方法：经手术病理证实的33例共34个肾上腺肿瘤，其中，腺瘤17个，非腺瘤17个。CT灌注成像检查方法同第一部分；根据第一部分研究结果，测量CT灌注参数值时，非腺瘤选取低灌注区域。肾上腺肿瘤血管生成研究采用免疫组化方法和电镜检查。肿瘤组织切片经CD34、VEGF染色后，在光镜下，观察不同性质肿瘤微血管形态，并测定MVD和VEGF表达程度；在电镜下，观察肿瘤微血管超微结构。分析腺瘤与非腺瘤MVD及VEGF表达程度差异，并分析MVD、VEGF和微血管超微结构与CT灌注参数的相关性。 结果：腺瘤与非腺瘤CT灌注参数值存在着统计学显著性差异，腺瘤BF、BV和PS值显著高于非腺瘤(p＜0.05)；非腺瘤MTT显著高于腺瘤(p＜0.05)。腺瘤MVD和VEGF表达程度高于非腺瘤，二者之间存在着统计学显著性差异(p＜0.05)。BF、BV与MVD正相关(r=0.666，r=0.496，p＜0.05)，与BF相比较，BV与MVD相关性较弱；MTT与MVD负相关(r=-0.431，p＜0.05)；PS与MVD无相关关系(p＞0.05)。BF与VEGF正相关(p＜0.05)；MTT与VEGF负相关(r=-0.361，p＜0.05)；而PS、BV与VEGF无相关性(p＞0.05)。腺瘤与非腺瘤微血管形态特点不同，并非腺瘤微血管超微结构近似于恶性肿瘤，与腺瘤之间差别悬殊，并决定了二者PS、MTT的不同。 结论：肾上腺腺瘤与非腺瘤具有不同的血管生成特点。腺瘤微血管形态不同于非腺瘤且MVD、VEGF表达程度高于非腺瘤，其微血管超微结构与非腺瘤间存在着差异；腺瘤与非腺瘤MVD、VEGF表达程度及微血管超微结构与CT灌注参数存在着相关性。表明CT灌注不仅能量化肿瘤血流灌注的改变，而且能推测肿瘤的血管生成状态，从而使在体评价肾上腺肿瘤血管生成成为可能。 第三部分肾上腺肿瘤MR弥散加权成像的初步研究 目的：分析不同性质肾上腺肿瘤MR的弥散加权成像检查表现，以评价MR弥散加权成像对肾上腺肿瘤诊断、鉴别诊断的价值。 资料与方法：在相同的扫描条件下，对40例共47个肾上腺肿瘤进行常规MR平扫和MR弥散加权成像检查，其中腺瘤18个，非腺瘤29个。MR弥散加权成像检查采用SE-EPI-DWI技术，在一次屏气状态下完成扫描。b值分别取0、1000s/mm2，0、800s/mm2，0、500s/mm2，0、300s/mm2四组。TR4000ms，TE64.6～50.9ms(随着b值减小，TE亦缩短)，同时在X、Y、Z轴三个方向上施加敏感梯度脉冲。观察不同性质肾上腺肿瘤DWI表现；分析比较肾上腺良性肿瘤与恶性肿瘤、腺瘤与非腺瘤ADC值差异，并对四组b值下获得的ADC值进行ROC曲线分析，以初步确定对肾上腺肿瘤DWI成像的最佳b值及具有诊断及鉴别诊断价值的ADC阈值。 结果：在DWI上，不同性质肾上腺肿瘤具有不同的表现和ADC值。肿瘤DWI上的信号强度与b值大小及其质地均质与否有关。腺瘤信号均匀；非腺瘤信号均匀或不均匀，其中囊变、坏死区表现为较低的信号且信号不均，如转移瘤和部分嗜铬细胞瘤。随着b值升高，肿瘤信号明显衰减；质地不均的肿瘤，其囊变、坏死区信号明显下降，而其实性部分信号降低程度可较小。肾上腺良性肿瘤ADC值高于恶性肿瘤，良恶性肿瘤ADC值具有显著性差异(F=48.27，p=0.0001)；腺瘤ADC值稍高于非腺瘤，二者之间无显著性差异(F=1.68，p=0.2018)。随着b值升高，肾上腺良性肿瘤、恶性肿瘤及腺瘤、非腺瘤的ADC值均减低，且两两比较具有显著性差异(p＜0.05)。经ROC曲线分析，所选择的四组b值弥散加权成像均对肾上腺良恶性肿瘤具有诊断价值，以b值取0、800s/mm2时ROC曲线下面积最大，取ADC≥1.21x10-3mm2/s为阈值，诊断肾上腺良性肿瘤的敏感度、特异度分别为79％、72％。 结论：选择适当的b值，MR弥散加权成像可以形象、直观、详细的显示肾上腺肿瘤内部的微观结构，同时，借助反映肿瘤内水分子运动状态改变的定量指标ADC值，可一定程度在分子水平上鉴别不同性质的肾上腺肿瘤，是对其常规MR检查的有益补充。 第四部分肾上腺肿瘤表观弥散系数与肿瘤细胞密度相关性的初步研究 目的：分析肾上腺肿瘤ADC与其细胞密度的相关性，并初步探讨肾上腺肿瘤ADC差异的病理基础。 资料与方法：经手术病理证实的27例共28个肾上腺肿瘤，其中，良性肿瘤25个，恶性肿瘤3个。DWI检查方法同第三部分；组织切片采用HE染色方法，应用CMIAS多功能真彩色病理图像分析系统，计算每个采集视野中的肿瘤细胞核面积与统计场总面积比值，取5个视野的平均值作为每个肿瘤标本的细胞密度，以百分比表示；分析肾上腺肿瘤ADC值与其细胞密度的相关性。 结果：在不同b值下，肾上腺肿瘤ADC均与其细胞密度存在着相关性。其中，以b值取0、800mm2/s时，二者相关程度最大(r=-0.723，p＜0.01)。这与第三部分研究结果即b值取0、800s/mm2时，所获得的ADC值对肾上腺肿瘤性质诊断和鉴别诊断效果最佳结论相一致。 结论：在影响肾上腺肿瘤ADC差异的诸多因素当中，细胞密度从中起到了重要的作用，通过测量肿瘤的ADC，有可能为在体鉴别肾上腺肿瘤性质和病理分级提供新的方法。

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英文缩略词表

前言

第一部分肾上腺肿瘤CT灌注成像的初步研究

第二部分肾上腺肿瘤血管生成与CT灌注成像相关性的初步研究

第三部分肾上腺肿瘤MR弥散加权成像的初步研究

第四部分肾上腺肿瘤表观弥散系数与肿瘤细胞密度相关性的初步研究

综述一 VEGF及MVD与肿瘤CT灌注成像的相关研究

综述二 MR弥散加权成像在体部的应用

附：博士研究生期间学术工作总结

致谢