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背景和目的:
肺癌是全球范围内最常见的原发恶性肿瘤,是西方国家内的男性和女性癌症相关的死亡率的常见原因,总的5年生存率是15%。根据WHO统计,每年全世界范围内有超过120万新发肺癌患者。常见于40-70岁的成年男性。欧盟组织预测国家癌症死亡率,与2007年相比,肺癌的死亡率在2012年男性减少10%(而主要的死亡原因是剩余的癌症),但是女性增加了7%(成为第二大导致癌症死亡的疾病)。这种变化可以解释为采取了烟草限制的措施。另外职业因素也很重要,特别是暴露于石棉、多环芳族烃、结晶二氧化硅和柴油排气的人群更易患肺癌。从临床病理角度可将肺癌分为两大类:小细胞肺癌(SCLC)、非小细胞癌(NSCLC)。小细胞肺癌起源于神经内分泌细胞,约占肺癌病例的15%,吸烟是其危险因素。非小细胞肺癌起源于支气管粘膜上皮细胞,约占肺癌的85%,包括多种病理类型:最常见的是鳞状细胞癌(约占所有肺癌的35%),腺癌(27%)和大细胞癌(10%)。腺癌、鳞癌、大细胞癌与患者有不同程度的吸烟习惯有相关性。其中仅30%临床患者在疾病早期阶段被诊断,适合通过根治性手术切除,20%病例就诊时已处于局部晚期肿瘤,失去了最佳的治疗时机,需要化疗和放射性治疗相结合的方式治疗,最后,几乎有一半患者被确诊是疾病已扩散和远处转移。目前没有治疗措施预防肺癌,最好且有效的提高肺癌患者的生存期,降低死亡率方法是做到早发现早诊断。因此在其早期阶段发现肺癌,是治愈的关键。早期诊断争取手术切除是肺癌治疗的关键。影像诊断作为肺癌诊断的常用方法已得到广泛认可。肺癌影像学检查方法包括X线检查、(‘)计算机体层摄影(computedtomography,CT)、MRI(magneticresonanceimaging,MRI)、正电子发射计算机断层显像(positronemissioncomputedtomography,PET)等。X线检查具有简单、经济、有效的优点,仍是肺癌最基本的筛选诊断方法,在肺癌的诊断中起到了基础作用,但是因难以发现隐匿病灶,尚未达到临床理想的状态。CT是诊断肺癌最常用的手段,有利于肺癌的发现、定性、定位和分期等诊断,可以是X线的重要补充。但是诊断准确性在近年来并没有明显提高。随着高场MRI的应用和快速成像序列的开发,呼吸和心电门控的应用,肺部MRI成像图像信噪比和成像速度明显提高,MRI成像在肺癌诊断及鉴别诊断,显示病变对周围软组织的侵犯、评估预后等方面显示出更多的应用价值。
本课题包括两部分内容:第一部分通过对MRI检查不同序列对肺癌病变的显示,进行比较扫描序列的图像质量,进一步探索有利于肺癌诊断的合理扫描序列。第二部分探索扩散加权成像(DiffusionWeightedImaging,DWI)性肿块的诊断及鉴别诊断优势。评价不同b值扩散加权成像对肺部良性肿块的诊断效能及b值的优化。
第一部分:高场磁共振肺部扫描序列图像分析
目的:
比较高场强磁共振扫描:T1WI-SE(T1weightedimaging,SpinEcho)、T1WI-VIBE(T1weightedimaging,Volumetricinterpolatedbreath-holdexamination)、T1WI-TrueFISP(T1weightedimaging,TrueSteady-stategradientechopulsesequence,FISP)、T2WI-TSE(T2weightedimaging,TurboSpinEcho)、T2-HASTE(T2weightedimaging,HalfFouriersingletriggerfastspinecho)序列的图像质量,不同序列对病变的显示,促进探索高场强MRI胸部扫描的合理扫描序列;通过与CT检查对照,评价高场强MRI对肺癌征象的显示能力的诊断价值。
材料和方法:
选择2011年12月至2013年1月期间就诊于郑州大学第一附属医院胸外科和呼吸内科的肺癌患者70例,由于早期预实验及少数患者不能够较好的呼吸配合因素,少数病例图像质量欠佳,故纳入统计分析的病例为50例。其中病灶直径大于1cm共47例,直径小于1cm共3例。男性37例,女性13例。最大年龄68岁,最小23岁,平均51.68±12.67岁。恶性病变共42例,包括鳞状细胞癌12例、腺癌18例、小细胞癌8例、神经内分泌癌2例、恶性间皮瘤1例、高级别粘液表皮样瘤1例。良性病变共8例,包括结核3例、肺炎3例、硬化性血管瘤1例、孤立性纤维性肿瘤1例。
采用SiemensMagnetomTrioTim3.0TMRI扫描仪对本组病例进行胸部扫描,均行T1WI-SE、T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISPT2WI-TSE、T2-HASTE序列,包括横断位、冠状位、矢状位扫描。通过分析各序列整体图像质量、伪影、病变显示、胸壁侵犯、心包大血管侵犯进行分析和比较。通过与CT征象进行对照,分析肺癌病变征象包括病灶边缘、病变内部结构、有无胸膜侵犯、淋巴结肿大等影像学表现,进行分析两者之间的差异。
结果:
(1)不同序列对图像的整体质量分析比较,VIBE与TrueFISP、VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE、TSE与HASTE分别为0.072、0.027、0.036、0.026、0.049、0.72。VIBE与TrueFISP、TSE与HASTE之间差异无统计学意义。VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE之间有统计学差异。T2WI-TSE、T2-HASTE序列的图像整体质量明显优于T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISP序列。
(2)不同序列伪影的评价,VIBE与TrueFISP、VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE、TSE与HASTE分别为0.058、0.031、0.023、0.013、0.039、0.060。VIBE与TrueFISP、TSE与HASTE之间差异无统计学意义。VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE之间有统计学差异。T1WI-VIBE伪影程度是最明显的,29例存在明显的伪影。
(3)不同序列对病变的显示评价:VIBE与TrueFISP、VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE、TSE与HASTE分别为0.089、0.010、0.047、0.039、0.036、0.821。VIBE与TrueFISP、TSE与HASTE之间差异无统计学意义。VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE之间有统计学差异。T2WI-TSE、T2-HASTE序列对病变的显示较好,明显优于T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISP序列。T2WI-TSE、T2-HASTE序列之间差异无统计学意义。
(4)不同序列对大血管的显示评价:VIBE与TrueFISP、VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE、TSE与HASTE分别为0.089、0.010、0.047、0.039、0.036、0.821。VIBE与TrueFISP、TSE与HASTE之间差异无统计学意义。VIBE与TSE、VIBE与HASTE、TrueFISP与TSE、TrueFISP与HASTE之间有统计学差异。T2WI-TSE、T2-HASTE序列对大血管的显示较好,明显优于T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISP序列。T2WI-TSE、T2-HASTE序列之间差异无统计学意义。
(5)本组病例CT及MRI两种影像检查方法对肺癌病变边缘特征的显示没有统计学差异(X2=0.682,P=0.711)。两种影像检查方法对肺癌病变内部结构的显示有统计学差异(X2=11.977,P=0.001),MRI对病变内部结构的稍优于CT。两种检查方法对侵犯胸膜的情况显示没有统计学差异。对淋巴结肿大的显示没有统计学差异(X2=0.536,P=464)。
结论:
(1)通过MRI的T1WI-SE、T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISP、T2WI-TSE、T2-HASTE四种序列,对本研究纳入统计分析的50例患者扫描所的数据分析显示T2WI-TSE、T2-HASTE序列的图像整体质量明显优于T1WI-VIBE、T1WI-TrueFISP序列。
(2)通过MRI四种不同序列对比,本研究认为T1WI-VIBE伪影程度是最明显的,其中29例存在明显的伪影。
(3)通过MRI四种不同序列对比,本研究认为T2WI-TSE、T2-HASTE序列对病变的显示较好。
(4)通过MRI四种不同序列对比,本研究认为T2WI-TSE、T2-HASTE序列对大血管的显示较好。
(5)通过CT及MRI两种影像检查方法对比。本研究认为MRI对病变内部结构的稍优于CT。
第二部分:磁共振扩散加权成像对肺癌的诊断优势
目的:
探讨磁共振扩散加权成像图像信息及表观扩散系数(ADC)对肺部占位价值。进一步通过评价不同b值扩散加权成像对肺部癌的诊断效能及b值的优化。
材料与方法:
选择2011年12月至2013年1月期间就诊于郑州大学第一附属医院胸外科和呼吸内科的肺癌患者70例,由于早期预实验及少数患者不能够较好的呼吸配合因素,少数病例图像质量欠佳,故纳入统计分析的病例为50例。其中病灶直径大于1cm共47例,直径小于1cm共3例。男性37例,女性13例。最大年龄68岁,最小23岁,平均51.68±2.67岁。恶性病变共42例,包括鳞状细胞癌12例、腺癌18例、小细胞癌8例、神经内分泌癌2例、恶性间皮瘤1例、高级别粘液表皮样瘤1例。良性病变共8例,包括结核3例、肺炎3例、硬化性血管瘤1例、孤立性纤维性肿瘤1例。
采用SiemensMagnetomTrioTim3.0TMRI扫描仪对本组病例患者进行胸部扫描,所有病例均行MRI常规和DWI序列的扫描,其中DWI序列采用SE-EPI扫描技术,结合呼吸触发完成扫描,b值分别采用300s/mm2、600s/mm2、900s/mm2、1100s/mm2进行扫描,得到相应的表观弥散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)图,将所有扫描图像传Syngo工作站,进行后处理,选择感兴趣区测量ADC值(10-3mm2/s),进行比较良恶性肿块病变表观扩散系数的差异,以及不同b值之间的差异,进一步优化DWI显示肺部病变的最佳b值。
结果:
根据组织病理学分为良性和恶性肿块两组,恶性组42例,良性组8例。病变伴随着b值的增加,ADC值相应的下降。通过秩和检验统计分析显示,b值300s/mm2与600s/mm2,300s/mm2与900s/mm2,600s/mm2-900s/mm2,600s/mm2与1100s/mm2均有统计学差异,900s/mm2与1100s/mm2没有统计学差异。不同b值的ADC值可以作为肺占位诊断的参考指标,以300s/mm2是获得的ADC值诊断效能最大。
结论:
本研究认为,多b值扩散加权成像技术在肺部成像中有一定的应用价值,不同b值的ADC值可以作为肺部占位诊断的参考指标,b=300s/mm2时对肺部占位性病变的诊断效能较高。