MR扩散加权成像及CT灌注成像鉴别腋窝炎性增生性淋巴结与转移性淋巴结的实验研究

论文摘要

目的建立实验性兔腋窝炎性增生性淋巴结模型及VX2种植性乳腺癌腋窝转移性淋巴结模型,对两组模型的淋巴结病变行常规MRI、扩散加权成像（DWI）及CT灌注成像（CTPI）检查,着重分析两组淋巴结病变间的DWI量化指标相对ADC （relative apparent diffusion coefficient, rADC）值及CTPI所得时间密度-曲线（time-density curve,TDC）、各CT灌注参数值[血流量（blood flow, BF）、血容量（blood volume, BV）、平均通过时间（mean transit time, MTT）、毛细血管表面通透性（permeability surface, PS）]的差异；以病理学为基础,将rADC值与淋巴结的细胞密度进行相关性研究,将BF、BV灌注参数值与淋巴结的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）表达的相关性进行尝试性研究,初步探讨DWI、CTPI对腋窝良恶性淋巴结的鉴别诊断价值。材料与方法1.40只雌性新西兰大白兔进行建模,体重2.0-2.5Kg,随机平均分成2组,即炎症组和肿瘤转移组。炎症组于兔双侧第二对乳垫外上象限各注射0.5ml蛋黄乳胶,建立腋窝炎性反应增生性淋巴结模型；肿瘤转移组于兔双侧第二对乳垫外上象限各注射0.5ml VX2组织悬液,用于建立种植性乳腺癌腋窝转移性淋巴结模型；建模成功者行MRI检查。另外14只雌性新西兰大白兔随机平均分成2组,建模方法同前,建模成功者行CTPI检查。2.对19只建模成功的炎症组实验兔和20只建模成功的肿瘤转移组实验兔双侧腋窝区行MRI检查,采用美国GE公司生产的3.0T HDx超导型MRI成像系统,8通道头颈部联合相控阵线圈。先行常规轴位T1WI、T2WI检查和冠状位T2WI检查,然后对扫描范围内行ASSET CAT校正序列扫描后,采用周期性旋转重叠平行线采集和增强重建技术（periodically rotated overlapping parallel lines enhanced reconstruction, PROPELLER） FSE序列行轴位DWI扫描,b值取0、800s/mm2,在X、Y、Z轴三个方向上施加敏感梯度脉冲,得到两组实验兔腋窝淋巴结病变的DWI图及工作站处理后的ADC图,并分别测量两组淋巴结及同层面背部肌肉的信号强度和ADC值,计算出相应淋巴结的相对信号强度（SLN/M）和rADC值；对两组淋巴结的rADC值的差异进行统计学分析,利用受试者工作特性曲线（receiver operating characteristic curve, ROC）分析rADC值对良恶性淋巴结鉴别诊断的价值并确定诊断阂值。在T2WI横断面或冠状面上分别测量两组淋巴结病变的长径（L）、短径（S）和长短径之比（L/S）、信号强度及相对信号强度（SLN/M）并进行比较。MRI检查完毕后获取全部实验兔腋窝淋巴结标本并按扫描方向切层,行常规HE染色及细胞密度测量,重点分析两组淋巴结的rADC值与细胞密度的相关性。3.对另外14只全部建模成功的两组实验兔双侧腋窝区行CTPI检查,使用美国GE公司生产的64层Lightspeed VCT XT机、双筒双通道CT专用高压注射器（Nemoto）,先行CT平扫确定双侧腋窝病灶范围,从而确定CTPI扫描起始和结束的层面,尽可能包括双侧腋窝最大范围所在层面和双侧第二对乳垫层面。扫描模式采取摆床式（axial shuttle scanning mode）动态扫描,延迟时间5s,用CT自动高压注射器经兔耳缘静脉以0.8ml/s的速度注射非离子型对比剂欧乃派克（omnipaque,350mgI/L）,总量4ml,1次扫16层,扫描期相18次,扫描时间0.4s,间隔时间2.4s,总扫描时间55.4s,共获得576张2.5mm重组图像。将所得数据传输到GE Sun AW4.4工作站,选择CT perfusion 4软件包中的body tumor选项进行数据处理（去卷积算法）,获得淋巴结的时间-密度曲线（time-density curve, TDC）及各灌注参数值（BF、BV、MTT、PS值）。将TDC分为三型,即“速升速降”型（I型）、“低平型”（II型）及“缓慢上升”型（III型）,分析并比较炎症组与转移组淋巴结的TDC曲线类型；同时对两组淋巴结的BF、BV、MTT、PS值的差异进行统计学分析。CTPI检查完毕后获取全部实验兔腋窝淋巴结标本并按扫描方向切层,行常规HE染色及免疫组织化学染色检测VEGF表达程度,重点分析两组淋巴结的BF、BV值与VEGF表达的相关性。结果1.炎症组和转移组淋巴结于常规MRI上相对于肌肉均呈等T1、长T2信号,于DWI上均呈高信号,边界清楚；两组淋巴结的L、S、L/S及SLN/m,均无统计学差异。2.在b值为800s/mm2条件下,利用淋巴结同层背侧肌肉作参照脏器,转移组淋巴结的rADC值低于炎症组,且两者间差异具有统计学意义（t=3.879,p=0.03）,但两者间存在部分重叠；应用ROC曲线分析rADC值对区分转移性淋巴结与炎性增生性淋巴结的鉴别诊断效能,选取最佳rADC阈值为1.67时,所得Youden指数最大,其灵敏度和特异度分别为86.2%和74.4%。3.炎症组淋巴结与转移组淋巴结的rADC值与细胞密度呈负相关（r=-0.5323,p=0.003）。4.转移组淋巴结的BF值明显高于炎症组,分别为150±70 ml.min-1100g-1、75±40 ml.min-1100g-1,两者间差异具有统计学意义；BV和PS值略高于炎症组,分别为9.00±5.12 ml.100g-1、7.96±3.52 ml.100g-1和25.42±9.26 ml.min-1100g-1、21.63±8.12 ml.min-1100g-1,差异无统计学意义；MTT值短于炎症组,分别为5.31+3.69s、6.78±2.16s,差异无统计学意义。5.转移组淋巴结的TDC均呈I型；炎症组淋巴结的TDC表现为多样性（14枚炎性增生性淋巴结中11枚表现为III型,2枚为II型,1枚为I型）。6.转移组和炎症组淋巴结的BF、BV值与VEGF表达呈正相关,且BF值与VEGF表达程度的相关性更强,二者间相关性具有统计学意义（r=0.821,p=0.000；r=0.519,p=0.001）。结论1.MRI常规检查依淋巴结大小、形态、边缘等形态学表现并不能鉴别良恶性淋巴结。2.DWI检查的rADC值有助于淋巴结良恶性的鉴别,并具有较高的鉴别诊断效能,但良恶性淋巴结的rADC值存在小部分重叠,尚不能作为淋巴结良恶性鉴别的绝对标准。3.转移性淋巴结和炎性增生性淋巴结的rADC值与细胞密度呈负相关,细胞密度可以影响肿瘤的rADC值,DWI有望作为一种安全、无创、有效的评估在体肿瘤密度的新方法。4.转移性淋巴结的BF值明显高于炎性增生性淋巴结,差异有统计学意义；转移组淋巴结的TDC呈I型,炎症组淋巴结的TDC以III型为主；CTPI可在毛细血管水平反映淋巴结的血流灌注状态,有助于良恶性淋巴结的鉴别。5.良恶性淋巴结的BF、BV值与VEGF表达存在相关性,CTPI有望为在体评估血管生成提供一种新的检查方法。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略语/符号说明
• 前言
• 研究现状、成果
• 研究目的、方法
• 一、扩散加权成像鉴别腋窝炎性增生性与转移性淋巴结的实验研究
• 1.1 对象与方法
• 1.1.1 动物模型的制作
• 1.1.2 MRI设备及检查技术
• 1.1.3 图像后处理
• 1.1.4 常规MRI图像特点及相关参数测量
• 1.1.5 炎症组与转移组淋巴结模型的病理学查
• 1.1.6 统计学处理
• 1.2 结果
• 1.2.1 炎症组与转移组淋巴结模型的种植成功率
• 1.2.2 炎症组与转移组淋巴结模型的常规MRI检查表现
• 1.2.3 炎症组与转移组淋巴结模型的DWI表现
• 1.2.4 炎症组与转移组淋巴结模型的病理表现
• 1.2.5 炎症组与转移组淋巴结的ADC值与细胞密度的相关性分析
• 1.3 讨论
• 1.3.1 关于兔乳腺癌腋窝转移性淋巴结模型的建立
• 1.3.2 常规MRI对良恶性淋巴结的鉴别
• 1.3.3 DWI的基本原理、序列及新技术
• 1.3.4 炎症组与转移组淋巴结的DWI表现特征的分析
• 1.3.5 炎症组与转移组淋巴结rADC值的差异分析
• 1.3.6 炎症组与转移组淋巴结ADC值与细胞密度的相关性分析
• 1.4 小结
• 二、CT灌注成像鉴别腋窝良恶性淋巴结的实验研究
• 2.1 对象和方法
• 2.1.1 动物模型的制作
• 2.1.2 CT设备及检查技术
• 2.1.3 图像后处理
• 2.1.4 观察项目和测量的参数
• 2.1.5 炎症组与转移组淋巴结模型的病理学检查
• 2.1.6 统计学处理
• 2.2 结果
• 2.2.1 炎症组与转移组淋巴结的CT灌注成像表现
• 2.2.2 炎症组与转移组淋巴结的CT灌注参数及其比较
• 2.2.3 炎症组与转移组淋巴结的TDC形态
• 2.2.4 炎症组与转移组淋巴结的CT灌注参数与VEGF表达的相关性
• 2.3 讨论
• 2.3.1 CT灌注成像基本原理及其应用
• 2.3.2 炎症组与转移组淋巴结的CT灌注参数比较分析
• 2.3.3 炎症组与转移组淋巴结的TDC比较分析
• 2.3.4 炎症组与转移组淋巴结各灌注参数与VEGF表达的相关性分析
• 2.4 小结
• 结论
• 创新点
• 局限性
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 综述 良恶性淋巴结的功能影像学鉴别进展
• 综述参考文献
• 致谢