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1. 基于压缩感知的GRASP动态增强磁共振成像在胸部的可行性研究 背景与目的: 由于常规动态增强磁共振(DCE-MRI)成像速度慢,并且明显受限于呼吸和心脏运动的影响,当前,DCE-MRI定量灌注成像评估肿瘤血管面临的最基本问题是缺乏理想的高时空分辨率的动态数据.因此,本研究的目的是利用自由呼吸黄金角径向稀疏并行成像技术(GRASP),同时重建可用于定量灌注分析的高时间分辨率(3秒)图像和可用于评估肺部病变的高质量图像. 材料与方法: 对 26 例经病理证实的肺部占位患者进行基于黄金角径向采样容积内插( Radial VIBE)序列的肺部 DCE-MRI检查.在DCE-MRI检查之前和结束之后进行常规笛卡尔屏气容积内插(BH-VIBE)序列扫描.对 DCE-MRI 原始数据分别进行两种范式GRASP重建,一种重建的时间分辨率为3秒(3s-GRASP),另一种重建的时间分辨率为 15 秒(15s-GRASP).两名有经验的放射医生分别对 15s-GRASP 重建图像和BH-VIBE图像进行图像质量评分,包括图像总质量,病灶边缘,总的伪影等级和诊断自信评分.对 3s-GRASP 重建图像进行定量灌注分析,通过 Tofts 模型计算容积转移常数(Ktrans)和血管外细胞外间隙容积比(Ve). 结果: 与BH-VIBE图像相比,除了增强后的15s-GRASP重建图像的伪影等级评分要劣于BH-VIBE图像(P=0.018),15s-GRASP在平扫期和增强期图像的其他质量评分与其没有显著差异(P>0.05).3s-GRASP 图像的总的图像质量和总伪影等级的评分均低于15s-GRASP和BH-VIBE(P<0.001).两名评分者的图像质量评分的一致性较好,其总图像质量、病灶边界、总伪影等级和诊断自信评分的Cohens Kappa值分别为0.76、0.80、0.77和0.94.炎性病变的Ktrans值和Ve值要高于肺癌(Ktrans:0.78±0.52 min-1v.s. 0.37±0.22 min-1,P=0.020;Ve:0.36±0.16v.s.0.26±0.10,P=0.177).同时,肺癌的Ktrans值和Ve值要高于良性肺病变(Ktrans:0.37±0.22 min-1v.s.0.04±0.04 min-1,P=0.001;Ve:0.26±0.12 v.s. 0.10±0.00,P=0.063). 结论: 联合压缩感知、并行采集和黄金角径向采样的快速 DCE-MRI 技术能够在自由呼吸状态下同时定量和定性地评估肺癌.该技术实现了高时间分辨率、高空间分辨率和大容积覆盖,具有很大的临床应用前景,尤其是对那些不能屏气的病人. 2. 基于压缩感知的MS-GRASP肺部多期磁共振成像的初步研究 背景与目的: 径向采样可以在自由呼吸状态下行磁共振检查,特别是肺部检查.但是,肺部标准的径向采样成像仍然受到呼吸运动的影响.因此,对动态径向MRI采取额外的运动补偿是一种有效提高自由呼吸 DCE-MRI 图像质量的手段.本研究的目的是评估一种基于运动抑制-黄金角径向稀疏并行成像技术(MS-GRASP)的自由呼吸DCE-MRI的有效性. 材料与方法: 前瞻性收集39例经影像检查明确有肺部占位的患者,并采用脂肪抑制T1加权层叠黄金角径向采样序列进行检查.根据数据分类标准,最终符合第一类数据标准的有20例患者,他们的数据集被入组到MS-GRASP图像重建实验.对20例患者的每一个径向采样数据集都采用两种方法进行图像重建,一种是采用柔性门控迭代重建算法的运动抑制GRASP重建,另一种是未采取运动补偿的标准GRASP重建.两名有经验的放射医生分别对 MS-GRASP重建和标准 GRASP 重建的四期增强图像进行质量评分,包括图像总质量、病灶边缘、总伪影等级和诊断自信评分.在 DCE-MRI 检查之后立即行常规屏气容积内插(BH-VIBE)扫描并进行图像质量评分,对 BH-VIBE 图像和两种 GRASP重建的延迟期图像的质量评分进行比较.另外,有 3名患者还接受了胸部增强CT检查,其延迟期图像也被纳入分析. 结果: 与标准GRASP重建相比,MS-GRASP重建在图像总质量(3.37±0.28 v.s. 3.10±0.32)、病灶边缘(3.33±0.35 v.s. 2.98±0.51)、总伪影等级(3.29±0.33 v.s. 2.96±0.49)和诊断自信(2.54±0.24 v.s.2.31±0.31)等评分项目上均有显著提升(P值均小于0.05).在延迟期, BH-VIBE 图像与 MS-GRASP 重建图像的图像质量评分之间没有明显差异(P 值均大于0.05).总图像质量、病灶边界、总伪影等级和诊断自信评分的Cohens Kappa值分别为 0.76、0.80、0.77和 0.94,说明两名评分者之间的图像质量评分的一致性较好.虽然屏气的CT图像的质量更高并且显示了更多细节,但是MS-GRASP扫描无需屏气,避免了辐射暴露,同时提供了更好的软组织对比度与足够的诊断质量. 结论: MS-GRASP自由呼吸MRI技术能够有效地提升MRI评估肺部病变的价值和效力.与标准GRASP重建相比,该技术成像效能更佳,能够为DCE-CT扫描提供更有效的额外信息,尤其是对那些需要反复随访的病人. 3. 基于压缩感知的MRI定量灌注成像评估肺癌微血管密度的研究 背景与目的: 定量灌注参数与微血管密度明显相关这一假设是 DCE-MRI 大量应用于肺癌的临床诊断以及监测治疗疗效的理论依据.但是,很少有临床研究来证实这一假设.因此,本研究的目的是探讨基于黄金角径向稀疏采样(GRASP)动态增强磁共振灌注成像在临床上评估肺癌肿瘤血管生成的价值,以及前瞻性评价肺癌灌注参数与微血管密度(MVD)之间的相关性. 材料与方法: 前瞻性对 40 例经影像检查明确有肺部占位的患者采用脂肪抑制层叠黄金角径向采样序列进行检查.对原始数据进行 GRASP图像重建,重建的时间分辨率为 3秒.最终25例经CT引导穿刺活检或手术病理证实为肺癌的患者(16男性,9例女性)被纳入研究.采用 Tofts 模型进行定量灌注分析,并计算容积转移常数(Ktrans)值和血管外细胞外间隙容积比(Ve).对肺癌标本进行CD34免疫组织化学染色并测量MVD.采用组内相关系数分析(ICC)定量灌注参数测量的可重复性.采用单因素方差分析和多重比较来分析不同组织学类型肺癌的Ktrans值、Ve值和MVD之间的差异.用皮尔森相关系数分析定量灌注参数(Ktrans和Ve)和MVD之间的相关性. 结果: 两次定量灌注参数测量的ICC分别为0.976和0.964,说明两次测量的可重复性好.肺癌的Ktrans、Ve和MVD的平均值分别为0.33±0.22min-1、0.25±0.12 和 49.68±27.08 条/0.723mm2;腺癌的Ktrans、Ve和MVD的平均值分别为0.36±0.26 min-1、0.27±0.13和49.09±29.84 条/0.723mm2;鳞状细胞癌的Ktrans、Ve和MVD的平均值分别为0.34±0.17 min-1、0.26±0.12和53.85±23.53 条/0.723mm2;小细胞肺癌的Ktrans、Ve和MVD的平均值分别为0.13±0.15 min-1、0.14±0.06和37.20±28.28条/0.723mm2.定量灌注参数(Ktrans 和Ve)和MVD 在组织学类型、肿瘤大小以及是否转移等方面均没有显著差异(P>0.05).肺癌的Ktrans 值与MVD 呈显著正相关(r=0.739,P<0.001),而Ve 值与MVD无显著相关(r=0.158,P=0.449). 结论: GRASP 高时空分辨率DCE-MRI 成像为临床定量评估肺癌肿瘤血管生成提供了一种简单的、无需屏气的和没有电离辐射的灌注成像选择.在肺癌患者中,MRI 定量灌注参数能够准确反映肿瘤微血管密度的范围.