大鼠C6胶质瘤SSFP fMRI信号变化幅度与Hoffmann模型分析的DCE MRI血流灌注参数的相关性

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目的:探讨大鼠C6胶质瘤在Carbogen气体(95%O2+5%CO2的混合气体)呼吸激励过程中进行稳态自由进动的功能磁共振成像( Steady-State Free Precession functional Magnetic Resonance Imaging,SSFP fMRI)的信号变化幅度,与Hoffmann模型分析的动态增强磁共振成像(Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging,DCE MRI)血流灌注参数之间的相关性。  方法:10例采用细胞悬液法皮下种植的Wistar大鼠C6胶质瘤,在Carbogen气体呼吸激励过程中,进行SSFP fMRI扫描。随后,在吸入空气期间对瘤体进行DCE MRI扫描。应用功能神经影像分析软件(Analysis of Functional NeuroImages,AFNI)中的Draw Dataset插件,在每个肿瘤瘤体最大层面的SSFP fMRI图像上,随机勾画5个2mm直径的圆形感兴趣区(region of interest,ROI)。采用AFNI软件的3dROIstats命令,计算并获取各个ROI区域的SSFP fMRI信号变化幅度百分比(percentage of signal change,PSC)。采用AFNI软件的3dresample命令,将SSFP fMRI图像上获取的每一个ROI区域仿射至DCE MRI图像上相同的空间位置。随后应用3dROIstats命令获取该ROI区域的DCE MRI动态曲线。在R语言软件(R Core Team(2016). R:A language and environment for statisticalcomputing.R Foundation for Statistical Computing, Vienna,Austria. URL https://www.R-project.org/)中,采用Levenberg-Marquardt算法,对每个ROI区域提取的DCE MRI动态曲线进行Hoffmann模型拟合,获取每个ROI区域的血流血流灌注参数Akep值(Akep为A与kep的乘积,A为Hoffmann模型的幅度,kep为造影剂从血管外细胞外间隙至血浆的转运速率常数)及kel值(kel为造影剂的血浆清除速率)。应用R语言软件提供的针对小样本量的Shapiro-Wilk检验方法,对所有ROI区域中提取的PSC值、Akep值及kel值进行正态性检验。为提高统计效能,在R语言软件中采用不依赖于数据分布的小样本量置换检验法(permutation test),分析PSC值与Akep值及kel值之间的相关性。  结果:从10个肿瘤中总计50个ROI区域中提取到的PSC值、Akep值及kel值均呈非正态分布,以“中位数(四分位数间距)”表示如下:PSC=3.02(2.48),Akep=0.01(0.03)/min,kel=-0.16(0.62)/min。PSC值与Akep值、PSC值与kel值均无显著的相关性(p=0.4313,p=0.1791)。  结论:胶质瘤的基础血流灌注与 SSFP fMRI信号变化幅度并不是一一对应的关系。胶质瘤的基础血流灌注不能预测其SSFP fMRI信号变化幅度。
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