扩散峰度成像及直方图分析在鼻咽癌分期及放化疗疗效评估中的应用研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cs80085829
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第一部分目的:探讨基于扩散峰度成像(diffusionkurtosisimaging,DKI)的直方图参数与局部晚期鼻咽癌患者(nasopharyngeal carcinoma,NPC)TNM分期和临床分期的相关性。材料与方法:纳入47例初治确诊为鼻咽癌的患者,回顾性分析患者治疗前的扩散峰度成像图像数据。使用单指数模型计算表观扩散系数(ADC)。使用扩散峰度模型计算非高斯分布校正的表观扩散系数(D)和表观峰度系数(K)。计算DKI参数(ADC,D,K)的直方图参数(10、25、50、75、90百分位数(用参数+百分位数+th表示),平均值,标准偏差,偏斜度,和峰度)。依照AJCC第8版,将患者分为高低T,N,M分期和高低临床分期组。使用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient,ICC),Kolmogorov-Smirnov检验,t检验或Mann-Whitney U检验,receiver operating characteristic curve(ROC)以及Delong检验进行相应的统计分析。结果:大多数参数具有良好一致性(ICC:0.885-0.998)。高T分期鼻咽癌患者相比低T分期鼻咽癌患者表现出明显高的ADCkur(P = 0.036)和高的Dkur(P = 0.043)。高N分期鼻咽癌患者相比低N分期鼻咽癌患者表现出明显低的ADCsd(P = 0.025)。ROC曲线分析表明,设定ADCkur=4.75为截点值时,可以获得对高T分期的最佳诊断效能(AUC:0.700,灵敏度:0.719,特异度:0.667),而设定ADCsd = 0.145 ×10-3 mm2/s为截点值时,可以获得对高N分期的最佳诊断效能(AUC:0.800,灵敏度:1.000,特异度:0.615)。DKI参数未表现出高低M分期和高低AJCC分期的组间差异(所有P>0.05)。结论:DKI的直方图参数可能可以作为确定鼻咽癌T分期及N分期的定量指标。第二部分目的:探讨基于扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)的直方图分析评估鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)放化疗治疗反应的定量指标。材料与方法:纳入36例初治确诊为鼻咽癌的患者,回顾性分析患者新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy,NAC)前后的扩散峰度成像图像。根据新辅助化疗和放疗治疗反应,患者分别被分为反应组(RP)和无反应组(NRP),残余组(RD)和无残余组(NRD)。计算DKI参数(ADC,D,K)的直方图参数(10、25、50、75、90百分位数(用参数+百分位数+th表示),平均值,标准偏差,偏斜度,和峰度)。治疗前后分别用pre-参数和post-参数表示。使用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient,ICC),Kolmogorov-Smirnov检验,t检验或Mann-WhitneyU检验,receiver operating characteristic curve(ROC)以及Delong检验进行相应的统计分析。结果:大多数参数具有良好一致性(ICC:0.675-0.998)。在RP组与NRP组之间,pre-和post-ADC值(10th、25th、50th),D值(10th、25th、50h)和K值(50th)有显着差异(P<0.05)。而在RD组和NRD组之间,pre-ADC(10th,50th)D(25th,50th)和 K(75th,90th)(P<0.05)。ROC 曲线分析表明,设定pre-D50th=0.875×10-3mm2/s为节点值时可以取得预测NAC治疗反应的最佳诊断效能,而设定post-K90th = 1.035可以取得预测放疗治疗反应的最佳诊断效能。结论:DKI参数可作为评估局部晚期鼻咽癌患者新辅助化疗及放疗效果预测的定量指标。第三部分目的:探索不同感兴趣区放置对鼻咽癌患者扩散峰度成像的直方图参数值预测放化疗效果的影响。材料与方法:纳入36例初治确诊为鼻咽癌的患者,回顾性分析患者初治治疗前的扩散峰度成像图像。根据新辅助化疗和放疗治疗反应,患者分别被分为反应组(RP)和无反应组(NRP),残余组(RD)和无残余组(NRD)。基于既往研究结果,由两位观察者使用三种不同ROI绘制方法计算DKI参数(ADC,D,K)的直方图参数,包括ADC(10th,50th),D(10th,25th,50th)和K(50th)。使用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient,ICC),Kolmogorov-Smirnov检验,t检验或Mann-Whitney U检验,receiver operating characteristic curve(ROC)以及Delong检验进行相应的统计分析。结果:各参数具有良好一致性(ICC:0.909-0.998)。整体法测量ADC50th和D25th时,与单层法和三层法得到的参数值之间有明显统计学差异(P<0.05),三种ROI绘制方法测量D50th和K50th时,均表现出了明显差异(P<0.05)。单层法的D(10th),以及整体法的ADC(10th,50th),D(10th,25th,50th)和K(50th)在RP和NRP之间存在显著差异(所有P<0.05)。单层法的ADC(10th)、D(50th),三层法的ADC(10th,50th)、D(50th)以及整体法的ADC(10th,50th),D(10th,25th,50th)和K(50th)在RD和NRD之间存在显著差异(所有P<0.05)。ROC曲线分析表明,设定整体法测量的D50th = 0.875 ×10-3mm2/s为截点值时,可以获得对NAC反应的最佳诊断效能(AUC:0.814,灵敏度:0.70,特异性:0.92),而设定整体法测量的ADC10th=0.515×10-3mm2/s为截点值时,可以获得最佳诊断效能(AUC:0.789,灵敏度:0.72,特异性:0.89)。结论:整体肿瘤体积法绘制ROI对病灶定量评估在使用DKI预测鼻咽癌治疗反应中应优先选用。
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