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第一部分 三种自由呼吸磁共振成像序列对肺占位性病变形态学的评估目的:以CT图像为标准,评估Star-VIBE、GRASP-VIBE和3D SPACE三种自由呼吸MRI序列采集并显示肺占位性病变形态学特征的效能,探讨其对该类病变进行影像学评价的可行性。材料与方法:前瞻性收集符合入选标准的肺占位病变患者,先后行胸部CT平扫和上述三种自由呼吸序列的MR扫描。两位影像科医师先分别独立对MR图像质量进行主观评分。随后,在未知病理结果的情况下分别独立评估并记录CT和MR图像上每个占位灶的形态学征象:最大径、毛刺征、分叶征、空洞或空泡征、胸膜凹陷征和肺门或纵隔淋巴结肿大。两位医师的主观评分结果采用Kappa检验进行一致性分析。三种序列图像质量的评分采用Kruskal-Wallis H检验进行比较。若有差异,则采用配对Wilcoxon符号秩检验进一步两两比较。CT图像上与MR三种序列图像上测得的肺占位灶最大径之间的差异采用配对t检验。采用受试者工作特征曲线(ROC),以CT图像作为标准,比较三种序列图像对肺占位性病变的各形态学征象显示效能的敏感性、特异性,并计算ROC曲线下面积(AUC)。结果:49例患者纳入本研究。49个占位中,41个为肺癌(鳞癌9例,腺癌27例,小细胞癌5例);另8个为良性病变(肺结核与炎症各4个)。两位影像科医师对MR图像质量评分、CT和MR图像上病灶各个形态学征象的评分均显示出很好的一致性(Kappa值为0.84-1.00,p<0.05)。三种自由呼吸序列的图像质量评分有显著差异。其中GRASP-VIBE序列显示病灶边缘及伪影情况(少伪影)的评分高于Star-VIBE序列,而后者又高于3D SPACE序列。在整体图像质量评分上,GRASP-VIBE序列均高于Star-VIBE和3D SPACE序列,而后二者之间未见显著性差异。三种MR序列测得的肺占位灶最大径与CT图像上没有统计学差异。与CT图像相比,毛刺征、淋巴结肿大征在GRASP-VIBE序列显示良好,其他两种序列显示欠佳;分叶征、空洞或空泡征的显示在三种自由呼吸序列均较好,显示效果由好到差依次为GRASP-VIBE、STAR-VIBE和3D-SPACE。胸膜凹陷征在3D-SPACE序列显示很好,其他两种序列显示欠佳。结论:Star-VIBE、GRASP-VIBE和3D SPACE三种自由呼吸磁共振成像序列对肺占位性病变不同的形态学特征的显示各有优势。联合多序列参数,多方位观察,自由呼吸磁共振成像序列可作为观察肺占位性病变形态学特征有潜力的补充手段。尤其是对无法配合呼吸病人与辐射敏感人群,磁共振自由呼吸序列有着广阔的应用前景。第二部分 采用自由呼吸GRASP-VIBE序列的DCE-MRI对肺部占位性病变血流灌注的评估目的:采用自由呼吸GRASP-VIBE序列的DCE-MRI对肺占位性病变的血流灌注进行定量分析,比较不同组织学来源及不同病理分期病灶内各定量灌注参数的差异,并与对比增强(contrast enhancement,CE)-CT图像进行对照,探讨该MR技术对肺占位性病变进行功能影像学评价的应用价值。材料与方法:前瞻性收集符合入选标准的肺占位性病变患者,先后行胸部CT平扫与增强扫描、自由呼吸GRASP-VIBE序列的DCE-MRI。在未知病理结果的情况下,由一名具有胸部疾病诊断经验的影像科医师在CT图像上病灶实质部分中强化最明显并且避开病灶内的坏死、钙化、出血及囊变的区域勾画感兴趣区(region of interest,ROI),并计算测得CT强化净增值。DCE-MRI原始图像输入Omni Kinetics(GE Healthcare)全定量后处理工作站,采用拟合药物血流动力学的Extended Tofts Linear双室模型进行灌注分析,得到如下定量参数图:容量转移常数(Ktrans)、反流速率常数(Kep)、血管外细胞外体积分数(Ve)和浓度-时间曲线下面积(iAUC)。参照CT图像上绘制的ROI位置及大小,在这些参数图上绘制相应的ROI,并提取参数值。首先对所有病灶测得的Ktrans值、Kep值、Ve值和iAUC值与CT强化净增值值进行相关性分析。随后按如下方法分组,并根据分组数量及数据分布类型,采用单因素方差分析(ANOVA)、非配对t检验,依次比较上述各参数在组间的差异:①所有入选患者分为肺癌组、结核组和炎症组;②所有肺癌患者分为肺鳞癌组、肺腺癌组和小细胞肺癌组;③所有肺癌患者分为癌灶最大径>3cm的大肺癌组和最大径≤3cm的小肺癌组;④所有肺癌患者按有否纵隔或肺门淋巴结短径≥1cm为判断依据,分为转移阳性和转移阴性组。结果:43名患者纳入本研究,其中肺癌35例(鳞癌9例,腺癌21例,小细胞肺癌5例);结核4例;炎症4例。35个肺癌灶中,大肺癌为21个,小肺癌为14个。淋巴结转移阳性22例,转移阴性13例。所有病灶中提取的Ktrans值、Ve值和iAUC值均与CT强化净增值呈显著正相关(r=0.448,p<0.05;r=0.623,p<0.001;r=0.545,p<0.001),但Kep值与CT强化净增值无显著相关性(r=0.213,p>0.05)。分组①中,炎症组的Ktrans值、Ve值和iAUC值均显著高于肺癌组(p<0.05),但Kep值与肺癌组无显著性差异(p>0.05)。此外,肺癌组的Ktrans值、Ve值、Kep值和iAUC值均显著高于结核组(P<0.05)。各定量灌注参数在上述的分组②③和④中,各组之间均无统计学差异(p>0.05)。结论:采用自由呼吸GRASP-VIBE序列的DCE-MRI对肺部占位性病变进行血流灌注评估是可行的。该技术不仅具有高空间分辨率和高时间分辨率的优势,而且获得的定量灌注参数同CE-CT一样,能较好的反映病灶内的血流动力学特征,以此可对肺部炎症、肺癌和结核等实性成分的鉴别,提供一定的参考价值。