影像醫(yī)學與核醫(yī)學碩士畢業(yè)答辯課件

1、大家好1定量MR分析在食管癌早期診斷和放療療效早期預測中的應用研究匯報人：雷靜專業(yè)：影像醫(yī)學與核醫(yī)學導師：朱紹成2第一部分 IVIM-DWI和DCE-MRI在食管癌早期病變診斷中的初步研究 3&研究背景和目的&研究材料和方法&實驗結果&討論&結論4研究背景食管癌是常見的消化道惡性腫瘤，我國食管癌以鱗癌為主。 早期病變隱匿、惡性程度高、發(fā)展快等特點傳統(tǒng)的醫(yī)學影像學檢查僅從形態(tài)學分析食管病變 及早準確的診斷病變是影像學檢查所面臨的一項挑戰(zhàn) 5研究目的 探討雙指數模型擴散加權成像（IVIM-DWI）和動態(tài)增強（DCE-MRI）定量成像技術在早期食管癌診斷中的應用價值 6研究對象和方法搜集我院30例2

2、013年2014年的食管癌患者，經病理已經證實為食管癌早期病理組織改變均局限在黏膜層和黏膜下層，病變直徑10mm以上受試者檢查前三個月內無食管急慢性炎性病變 且檢查前未做過任何抗癌和抗炎等相關治療 均行MRI平掃、IVIM-DWI及DCE-MRI掃描7研究對象和方法 GE 3.0T Discovery 750 磁共振掃描儀、8通道體部相控陣專用線圈，呼吸均勻者使用呼吸門控自由呼吸采集，呼吸不均勻者采用單次激發(fā)采集?；颊呷⊙雠P位，檢查前對患者進行淺慢腹式呼吸訓練。 IVIM-DWI掃描參數：橫斷位掃描，采用EPI、擴散、并行采集信號技術；回波時間57.8 ms，重復時間8571 ms，翻轉角N/

3、A，飽和脈沖N/A，視野（FOV）28-32cm，層厚5.0mm，層間距l(xiāng).0 mm，頻率編碼方向：前后；擴散方向：所有方向；9個b值（0s/mm2、50s/mm2、100s/mm2、 200s/mm2、400s/mm2、600s/mm2、800s/mm2、1000s/mm2、和1500s/mm2）；掃描時間5分51秒。 DCE-MRI掃描參數：矢狀位掃描，對比劑采用歐乃影（釓雙胺注射液），0.5mmol/kg用量。TR 4ms，TE 1.9ms，層厚 3.8mm，層間距1.8mm，FOV 34cm34cm，矩陣 256192。共采集60個周期，每個周期16幅圖像，6秒一期，共960幅圖像。8

4、 研究對象和方法 所有原始數據均傳送至GE ADW45工作站使用Functool軟件和OmniKinetics (GE Healthcare) 后處理工作平臺，結合T2圖像，找到食管病變位置，計算產生IVIM-DWISlowADC、FastADC、F和DCE-MRI三個參數Ktrans、Kep和Ve。 ROI設置原則是要求避開囊變、壞死、出血及含有正常血管的區(qū)域9 研究對象和方法 應用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件，比較食管癌和正常食管組織各參數值，行兩獨立樣本t檢驗，P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。繪制早期食管癌診斷工作曲線(receiver operating characteristic c

5、urve，ROC)。10實驗結果 食管癌組SlowADC 值、FastADC值、F值分別為（0.860.28）10-3/s、（0.130.01）10-2/s、（0.480.19）；正常食管組分別為（0.810.29）10-3/s、（0.020.01）10-2/s、（0.640.08）。食管癌腫塊F值比正常食管組織F值低(t=-2.391，P=0.024),差異有統(tǒng)計學意義。而在食管癌腫塊與正常食管組織中，SlowADC 值、FastADC值，兩組差異沒有統(tǒng)計學意義。 11實驗結果 食管癌組Ktrans值、Kep值、Ve值分別為(0.450.19)/min、(1.140.42)/min和（0.3

6、70.17）；正常食管組分別為(0.140.04)/min、(0.560.25)/min和（0.270.11）。兩組之間Ktrans值和Kep值均較正常食管組高（t=4.525，P0.05；t=4.585，P0.05），差異有統(tǒng)計學意義。而Ve值的差異無統(tǒng)計學意義。 12實驗結果 Ktrans值、Kep值和F值的ROC曲線下面積分別為0.98、0.92和0.90；各自的診斷閾值分別為0.156/min、0.622/min和0.545；各自的診斷敏感度分別為0.95、0.95、0.90.特異度分別為：0.75、0.75、0.70.13 軸位壓脂T2WI，未見明顯異常；b值=1000 DWI，病灶

7、呈高信號；SlowADC圖，顯示范圍：e-0.4-0.00250；FastADC圖，顯示范圍：0.001-0.0250；F圖，顯示范圍：0.001-0.250；矢狀位壓脂T2WI，未見明顯異常； Ktrans圖，顯示范圍：0.000-1.000； Kep圖，顯示范圍：0.000-5.000；Ve圖，顯示范圍：0.000-1.000；鱗狀細胞癌（HE，100）。注：偽彩圖中暖色調越高代表數值越大。 14 討論 IVIM-DWI定量參數包括：SlowADC值、 FastADC值、 F值 SlowADC值在IVIM-DWI中是緩慢的擴散運動成分，代表純的水分子擴散運動，稱為純擴散系數； FastAD

8、C值在IVIM-DWI中為快速的擴散的運動成分，它代表體素內微循環(huán)的不相干運動，稱為假擴散系數； F值則代表灌注所占的比例。 15 討論 DCE-MRI定量參數包括：(1)容量轉移常數(volume transfer constant，Ktrans)：對比劑通過血管壁的細胞間隙從血漿擴散分布到EES的速率；(2)速率常數(rate constant，Kep)：擴散至EES內的對比劑通過血管壁細胞間隙返回到血漿的速率大小。(3)細胞外血管外間隙容積比(Ve)：單位容積組織內血漿與細胞血管外之間(EES)的容積。16 討論 本研究就雙指數模型來研究IVIM-DWI在I期食管癌診斷上的應用價值。發(fā)現

9、SlowADC和FastADC不能區(qū)分出食管癌和正常食管組織，但F值可以區(qū)分出正常食管組織與食管癌，其診斷閾值為0.545，即F值低于0.545者可考慮為食管癌。作者采用9個b值進行F值的計算，食管癌F值明顯小于正常食管組織，意味著食管癌組織的血流灌注比例低于正常食管組織。這可能是由于腫瘤細胞增殖過快，新生血管壁形成不成熟造成的。本研究首次將IVIM-DWI技術應用于食管并評價其在早期食管癌診斷中的價值，本研究比傳統(tǒng)的DWI技術在食管應用成功率高27，說明IVIM-DWI可以應用在早期食管惡性腫瘤的診斷，SlowADC和FastADC在食管癌與正常食管組織差別不大，這可能與b值的選擇有關，目前

10、各研究領域對b值的選擇沒有統(tǒng)一定論。17 討論 MR動態(tài)增強掃描定量分析是在分子水平上，利用動態(tài)增強圖像和藥代動力學模型，研究組織中對比劑濃度隨時間變化的規(guī)律及對比劑在血管內外的交換過程，進而定量描述腫瘤微血管生成及通透性等血流動力學信息。 美國學者Eugene Y曾對5例食管腺癌進行試點性研究，研究結果表明，DCE-MRI定量成像技術可以區(qū)別出正常食管和惡性食管腫瘤。在中國，食管鱗狀細胞癌為最多見的組織學類型，約占90%，本研究發(fā)現發(fā)現食管癌Ktrans值和Kep值較正常食管組織高。已有研究證實，VEGF（ vascular endothelial growth factor ）過表達可導致

11、腫瘤疾病的發(fā)生。本研究發(fā)現食管癌的Ktrans值和Kep值其ROC曲線下面積分別為0.98和0.92，其診斷食管癌的效能較高，診斷閾值分別為0.156/min和0.622/min。說明定量DCE-MRI功能成像技術作為一種定量的、無創(chuàng)的、經濟的檢查，可用于食管癌的早期診斷。作者以往研究發(fā)現1例小細胞食管癌患者，其常規(guī)CT、MRI以及PET/CT均未發(fā)現異常，而定量功能磁共振Ktrans上發(fā)現參數值異常，DWI呈高信號。表明定量磁共振技術可以為早期食管癌的診斷提供功能改變的信息。18結論1、定量磁共振參數F、Ktrans、Kep在食管癌的早期診斷中，可以反映細胞外水分子灌注的差異和血管生成的差異

12、，具有良惡性食管早期鑒別的可行性。2、本組研究中，FastADC、SlowADC和Ve值在早期食管癌的診斷中，沒有意義?；蛟S是因為在病變發(fā)展過程中，組織內血管外容積的相對比發(fā)展較慢，還有待于今后研究的進一步研究和探討。 19第二部分 定量DCE-MRI在食管癌放療早期的療效預測分析中的應用研究 20&研究背景和目的&研究材料和方法&實驗結果&討論&結論21研究背景臨床評估療效時間：放療一周期完全結束后（6周）+水腫消退（4周）=10周臨床評估手段：實體瘤RECIST療效評估標準（主要腫瘤體積的變化）22研究背景臨床問題：1、評估時間長（10周）2、因放療水腫效應，腫瘤體積變化不夠客觀真實3、能

13、否找到一種影像學方法能夠早期 、定量、有效的反映出放療效果？23研究目的 運用DCE-MRI兩室模型技術對照分析-期局部進展期食管鱗狀細胞癌放療前及放療3周后定量參數值的變化，以探討磁共振功能成像技術定量分析在食管癌放療早期療效預測的可行性。24研究對象和方法經食管鏡病理證實的-局部進展期食管鱗狀上皮細胞癌39例所有患者均在我院行4-6周的放療，放療劑量為DT40Gy/20F-DT60Gy/30F，每周5天，一天一次。放療前和放療3周后均在我院同一設備行MRI動態(tài)增強檢查放療前和全部療程結束1月后在同一臺CT機進行實體腫瘤RECIST療效評價25 RECIST標準對腫瘤療效評價 （1）靶病灶的

14、療效評價靶病灶的評價根據病灶的最大長徑的總和來計算CR：所有靶病灶全部消失，并至少持續(xù)4周以上PR：所有靶病灶的最大長徑總和減少30%以上，并至少持續(xù)4周以上PD：觀察期間與最小值相比較最大長徑的總和增加20%SD：既不能滿足PR，又不能滿足PD的病變（2）非靶病灶療效評價CR：非靶病灶消失和治療后腫瘤標志物恢復正常PD：出現新的病灶或已經存在的非靶病灶有明顯的變化SD：即不滿足CR，又不滿足PD26研究對象和方法放療前放療3周后放療總療程結束1月后(1)放療前:T1,T2,DCEMRI,CT(2)放療3周后：T1,T2,DCE-MRI(3)放療總療程結束1月后：CT27研究對象和方法 GE

15、3.0T Discovery 750 磁共振掃描儀、8通道體部相控陣專用線圈，呼吸均勻者使用呼吸門控自由呼吸采集，呼吸不均勻者采用單次激發(fā)采集。患者取仰臥位，檢查前對患者進行淺慢腹式呼吸訓練，動態(tài)增強掃描采用LAVA序列; 掃描參數：TR 4ms，TE 1.9ms，層厚 3.8mm，層間距1.8mm，FOV 34cm34cm，矩陣 256192; 對比劑采用歐乃影（釓雙胺注射液），0.5mmol/kg，使用高壓注射器經肘前靜脈留置管按3.0ml/s快速注射，其后靜脈團注25ml生理鹽水沖洗; 注射對比劑前先掃描6期，而后連續(xù)掃描54個周期，共采集60個周期，每個周期16幅圖像，6秒一期，共96

16、0幅圖像。28 研究對象和方法 所有原始數據均傳送至OmniKinetics (GE Healthcare) 后處理工作平臺，運用軟件血流動力學Tofts兩室模型完成參數值的測量和計算，計算產生三個參數Ktrans、Kep和Ve。 ROI設置原則是要求避開囊變、壞死、出血及含有正常血管的區(qū)域；放療前及放療3周后兩次ROI的位置應為同一時相、同一層面、相應位置。29 研究對象和方法 總放療療程結束一月后，按照實體腫瘤RECIST療效評價標準分為：完全緩解（complete response, CR）、部分緩解（partial response, PR）、疾病穩(wěn)定（stable disease S

17、D）、疾病進展（progressive disease PD）。 CR和PR歸為治療有效組，SD和PD歸為治療無效組。30 研究對象和方法 應用SPSS190統(tǒng)計學軟件，比較放療前有效組與無效組行兩獨立樣本t檢驗，放療3周后有效組與無效組各定量參數值的變化，行兩獨立樣本配對秩和檢驗檢驗，放療前和放療3周后腫塊體積行兩樣本配對t檢驗，P0.05）。38 討論 由于細胞代謝周期一般為3周，理論上放療早期療效已經產生，但是由于放療副效應水腫的存在，僅靠觀察腫瘤形態(tài)學，很難客觀真實反映腫瘤對治療的反應。本研究結果顯示放療3周后，腫瘤體積變化不明顯，即體積的變化不能反映出腫瘤早期放療療效情況。而有效組藥

18、代動力學參數Ktrans、Kep在放療3周后較放療前明顯減小，說明放療3周后定量DCE-MRI可以檢測到食管腫瘤微循環(huán)水平上的變化，能夠反映出放療療效，這與美國學者Eugene Y等的研究結果相一致，Eugene Y等認為DCE-MRI定量成像技術可以區(qū)別正常食管和惡性食管腫瘤，且新輔助化療前后腫塊Ktrans值明顯下降，未研究Kep治療前后的變化規(guī)律。由于西方國家食管腺癌高發(fā)，而我國食管鱗癌占絕大多數，鱗癌對放療較腺癌敏感，所以本研究將磁共振定量分析技術用于放療療效的早期評價。本研究第二次DCE-MRI掃描是在放療的3周后，間隔比Eugene Y等的時間短，此時腫瘤體積還未發(fā)生變化，因此觀察到的主要是功能性改變。 39 結論1、放療前食管Ktrans值在(0.37-0.71)/min預示治療療效好， Ktrans值在（0.16-0.44）/min預示療效差2、放療3周后的Ktrans值、Kep值均降低，兩者能預測最終療效3、放