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论文
目录
中文摘要……………………………………………………………………………1
英文摘要……………………………………………………………………………4
符号说明……………………………………………………………………………7
前言………………………………………………………………………………8
材料与方法…………………………………………………………………………10
结果………………………………………………………………………………13
讨论………………………………………………………………………………15
结论………………………………………………………………………………23
附图表………………………………………………………………………………24
参考文献……………………………………………………………………………36
综述………………………………………………………………………………39
致谢………………………………………………………………………………47
攻读硕士学位期间完成的论文……………………………………………………48
单体素1HMRS在肝脏良恶性病变诊断中的应用价值
研究生:
杨子峰
专业:
影像医学与核医学
摘要
目的结合MRI扫描,利用氢质子磁共振波谱(hydrogenprotonmagneticresonancespectroscopy,1HMRS)技术研究肝脏良、恶性病变主要代谢物,如胆碱、脂质等的代谢变化规律,探讨1HMRS在肝脏良、恶性病变诊断与鉴别诊断中的应用价值。
方法对超声和/或CT检查发现肝脏病变的患者45例(共55个病灶)行肝脏磁共振3D动态增强扫描(3D-DynamicContrastEnhanced,商品名为LAVA,LiverAcquisitionwithVolumeAcceleration,即肝脏容积加速快速成像)与单体素1HMRS成像检查,所有病例均经手术/穿刺病理或者临床随访观察证实。
根据病理及临床随访结果将病变分为良性组和恶性组:
良性病变共计21例(27个病灶),其中10例海绵状血管瘤(15个病灶),5例肝硬化并肝硬化结节形成(6个病灶),2例炎性病变(1例炎性假瘤,1例局灶性肝炎),2例局灶性结节性增生,1例间叶性错构瘤,1例布-加氏综合征并肝内单发结节形成;恶性病变共计24例(28个病灶),其中肝细胞癌16例,6例转移瘤(10个病灶),2例胆管细胞癌。
所有病例均采用GESignaExcite3.0T超导磁共振扫描仪,腹部8通道相控表面线圈,MRI检查序列为冠状位及横轴位T1WI、T2WI、FS-T1WI、FS-T2WI及LAVA序列;1HMRS采用单体素点分辨率回波(pointresolvedselectivespectroscopy,PRESS)磁共振波谱技术进行检查,采用自身对照法,分别进行病变区和对照区(肝组织非肿瘤部位)的波谱采集。
多选用横轴位的呼吸触发脂肪抑制快速自旋回波即FSE-T2WI进行定位,自动预扫描完成匀场和抑水后,进行波谱采集;扫描参数为:
TR1300ms,TE35ms,FOV24×24cm,体素大小为25×25×25mm,采集时间为1分54秒。
使用ADW4.3工作站SAGE7.0后处理软件包进行处理,选出8个通道中信噪比最高的1个原始图像进行分析与后处理,主要观察胆碱复合物(choline,Cho)、脂质(lipide,Lip)的波峰指标(位置、峰高)以及病变区的血液动力学特点,计算Cho/Lip值,并应用SPSS12.0统计学软件包进行统计分析。
结果1、45例受检病人的肝脏对照区单体素1HMRS均一次采集成功;55个病灶一次采集成功者43个(43/55)。
对照区波谱可以观察到的波峰主要有Cho峰,约位于3.20ppm处,平均峰高值为22971.6603±22583.3862;Lip峰,约位于1.30ppm,平均峰高值为310843.7138±3076170.2453;还可以检测到Glx峰,即谷氨酰胺和谷氨酸复合物峰,位置约为2.25ppm;Glu峰,即糖原和葡萄糖复合物峰,位置约为3.70ppm。
2、肝脏病变区波谱中Cho峰出现的位置介于3.10-3.34ppm之间。
良性病变峰高平均值为22355.7450±20624.2371,恶性病变为32585.1650±24063.8876,比较肝脏良、恶性病变波谱中Cho峰的峰高值,两组之间无显著统计学差异(t=1.3388,P>0.05)。
7个良性病变(4个肝硬化结节、3个海绵状血管瘤)与21个恶性肿瘤(13个肝细胞癌、7个转移瘤、1个胆管细胞癌)的1HMRS出现了明显升高的Cho峰。
比较良、恶性病变1HMRS中,明显升高(较之自身对照区)Cho峰出现的阳性率,两组之间有显著统计学差异(χ2=13.2453,P<0.005)。
基于1HMRS中是否出现明显升高的Cho峰诊断肝脏恶性肿瘤的敏感度为75%,特异性为74.1%,准确率为74.5%。
3、病变区波谱中Lip峰出现于1.20-1.35ppm之间。
良性病变峰高平均值为326133.6278±339024.2253,恶性病变为257403.0021±223153.9800。
良、恶性组之间Lip峰无显著统计学差异(t=1.5906,P>0.05)。
4、肝脏恶性病变Cho/Lip比值升高,平均比值为0.1266±0.1124;良性病变Cho/Lip平均比值为0.0686±0.0283。
良、恶性组之间差异有显著统计学意义(t=3.2037,P<0.05)。
以肝脏恶性病变Cho/Lip95%可信区间的下界0.0294定为鉴别肝脏良、恶性病变的临界值,诊断敏感度为61.9%,特异性为71.4%,准确率为64.2%。
5、MRI检查与病理学结果相一致的肝脏恶性病变24个,诊断敏感度为85.7%,特异性为92.6%,准确率为89.1%;MRI结合1HMRS确诊肝脏恶性病变26个,其诊断敏感度、特异性和准确率分别为92.6%、88.9%、90.9%。
结论
1、肝脏恶性病变在单体素1HMRS中的Cho/Lip比值比良性病变升高,以0.0937定为鉴别肝脏良、恶性病变的临界值,诊断敏感度为61.9%,特异性为71.4%,准确率为64.2%。
2、肝脏恶性病变较易出现明显升高的Cho峰,基于此诊断肝脏恶性病变的敏感度为75%,特异性为74.1%,准确率为74.5%。
3、根据单体素1HMRS中出现的Cho峰与Lip峰的波峰高度不能鉴别肝脏良、恶性病变。
4、少数良性病变1HMRS也可探测到明显升高的Cho峰,因此Cho峰并非肝脏恶性病变的特异性表现。
5、单体素1HMRS与MRI联合应用,对肝脏恶性病变的诊断敏感度、特异性和准确率分别为92.6%、88.9%、90.9%。
关键词肝脏;氢质子磁共振波谱;磁共振成像
Theapplicationvalueofsingle-voxel1HMRspectroscopyinthediagnosisofbenignandmalignantliverdiseases
Postgraduate:
YangZifeng
Major:
Radiology
Abstract
Objective
Toanalyzethechangesofmajormetabolitesinsignalintensitiesmeasuredbyhydrogenprotonmagneticresonancespectroscopy(1HMRS),withthecombinationofMRIbetweenbenignandmalignantliverdiseases;Toevaluatetheapplicationvalueof1HMRSinthediagnosisoflivercancers.
MaterialsandMethods
45livermassespatients(with55lesions)detectedbyultrasoundor/andCTexaminationwereexaminedwith3D-DynamicContrastEnhanced(LiverAcquisitionwithVolumeAcceleration,LAVA)andsingle-voxelhydrogenprotonMRspectroscopyimaging.Alllesionswereconfirmedbypathologyorclinicalfollow-upresults.
Allcasesweredividedintotwogroupsaccordingtotheirpathologyandfollowing-up.Ofthebenigngroup(21cases,27lesions),therewere10casesofhemangioma(15lesions),5casesoflivercirrhosis(6lesions),2casesoffocalnodularhyperplasia,1caseofmesenchymalhamartoma,2casesofinflammation(1casesofinflammatorypseudotumor,1caseofinflammation)and1caseofBudd-Chiarisyndrome.Ofthemalignantgroup(24cases,28lesions),therewere16casesofhepatocellularcarcinoma,6casesofmetastatictumor(10lesions)and2casesofcholangiocellularcarcinoma.
Allthepatientswereexaminedona3.0TMRscanner(signalexcitesuperconductionscanner,GEcompany)witha8channelsurfacecoils.Usingtheself-controllaw,FSET2WIwithtransverserespiratorytriggeringandsingle-voxelpointresolvedselectivespectroscopy(PRESS)wereperformed,withallthedatapost-processedbySAGE7.40softwarepackageinADW4.3workstage.Thepeakparameters(locationandheightofcholineandlipidepeak)andthedynamiccharacteristicsofthebloodflowinthelesionweredetectedandanalyzedbySPSS12.0statisticpackage.
Results
1.1HMRSinallthecontrolzonesand43lesionsof45casesexaminedpatientsareacquisitedsuccessfullyforonetime.4compoundspeakweredetectedinthe1HMRSofthecontrolzones:
Chopeaklocatedin3.20ppm,itsaveragepeakvaluewas22971.6603±22583.3862;Lippeaklocatedin1.30ppm,itsaveragepeakvaluewas310843.7138±3076170.2453;Glxpeaklocatedin2.25ppm,Glupeakwas3.70ppm.
2.TheChopeaklocatedbetween3.10-3.34ppminthe1HMRSoflesions.Theaveragepeakvalueofbenigngroupswas22355.7450±20624.2371,32585.1650±24063.8876ofthemalignantgroups.TherewasnostatisticsignificanceintheheightofChopeakbetweenthetwogroups(t=1.3388,P>0.05).Increasedcholine-containingcompoundspeakof1HMRSweredetected,including21malignantoneswhichwere13lesionsofhepatocellularcarcinoma,7lesionsofmetastatictumorand1lesionofholangiocellularcarcinoma,and7benignoneswhichwere4lesionsofhepaticcirrhosisnodular,3lesionsofhemangioma.ComparisonsweremadebasedontheappearanceofChopeakbetweenthemalignantandbenigngroups,showingtherewasstatisticsignificance(χ2=13.2453,P<0.005),andthemalignanttumorsweremorelikelytohaveclearlyChopeak.Thesensitivity,specificityandaccuracyofdifferentiatingbenignlesionsfrommalignantonesbasedonincreasedcholine-containingcompoundspeakare75.0%,74.1%,74.5%.
3.TheLippeaklocatedbetween1.20-1.35ppminthe1HMRSoflesions.Theaveragepeakvalueofbenigngroupswas326133.6278±339024.2253,257403.0021±223153.9800ofthemalignantgroups.TherewasnostatisticsignificanceintheheightofLippeakbetweenthetwogroups(t=1.5906,P>0.05).
4.TheCho/Lipratioofthemalignantgroupsincreasedobviously,averageratiowas0.1266±0.1124.TherewasstatisticsignificanceintheheightofLippeakbetweenthetwogroups(t=3.2037,P<0.05).UsingMalignantlesions’Cho/Lip95%confidenceintervalofthelowerboundof0.0294asidentificationofliverbenignandmalignantlesionsofthecriticalvalue,diagnosticsensitivityof61.9%andspecificityof71.4percent,theaccuracyratewas64.2percent.
5.24malignantlivertumorswerediagnosedaccuratelyaccordingtoMRI,withthesensitivity,specificityandaccuracyof85.7%,92.6%and89.1%,whilebythecombinationofMRIand1HMRS,24malignantlivertumorswerediagnosedaccuratelywiththesensitivity,specificityandaccuracyof92.6%,88.9%,90.9%.
Conclusions
1.TheCho/Lipratioofthemalignantgroupsincreasedobviously,using0.0937asthecriticalvaluetoidentifythebenignandmalignantlesions,diagnosticsensitivityof61.9%andspecificityof71.4percent,theaccuracyratewas64.2percent.
2.EvidentlyincreasedChopeakappearsinmostofthelivermalignanttumors,andthediagnosticsensitivity,specificityandaccuracyoflivermalignanttumorsbasedontheappearanceofChopeakareseparately75.0%,74.1%and74.5%.
3.ThemalignantandbenigntumorscannotbedifferentiatedbytheheightoftheChopeak.
4.Chopeakin1HMRSisnotthespecificmanifestationofthelivermalignanttumorssinceitalsoappearsinsomeofthebenignlesions.
5.CombinedwithMRI,1HMRScangreatlyimprovethevalueoftheMRIinthediagnosisanddifferentialdiagnosisofliverdiseases.
Keywordsliver;1HMRS;MRI
符号说明
英文缩写英文全称中文名称
1HMRSprotonmagneticresonancespectroscopy氢质子磁共振波谱
CSchemicalshift化学位移
MRImagneticresonanceimaging磁共振成像
SEspinecho自旋回波
T1WIT1-weightedimageT1加权像
T2WIT2-weightedimageT2加权像
TRrepetitiontime重复时间
TEechotime回波时间
FOVfieldofview视野
LAVALiverAcquisitionwithVolumeAcceleration肝脏容积加速快速成像
BWbandwidth带宽
NEXnumberofexcitation激励次数
TAtimeofacquisition采集时间
TSEturbospinecho快速自旋回波
PRESSpointresolvedspectroscopy点分辨波谱分析法
SVSsinglevoxelspectroscopy单体素波谱
VOIvolumeofinterest感兴趣区
FAflipangle翻转角
Chocholine胆碱
Liplipdie脂质
SNRsignalnoiseratio信噪比
PEMphosphomonoester磷酸单酯
单体素1HMRS在肝脏良恶性病变诊断中的应用价值
前言
随着MRI检查技术的成熟及其软、硬件的迅速发展,影像诊断已由大体形态学向生理、功能、代谢、分子、基因水平深入,使得肝脏疾病的影像学检查具有了更加广阔的前景。
尽管MRI检查费用较高,但是随着人民生活水平及健康意识的提高,人们对安全、有效、微创或无创伤性诊断的需求不断提高。
MRI作为一种无创性的检查方法,因其具有良好的组织对比度和多层面多方位成像的特点,以及其快速和超快速成像、多期动态增强扫描、水成像等扫描技术的日渐成熟和飞速发展,在肝脏疾病的应用中展现了无限前景。
磁共振波谱分析(Magneticresonancespectroscopy,MRS)可以从分子代谢水平上反映组织的病理生理变化,是目前对人体唯一无创伤的研究活体组织器官代谢、生化改变及化合物定量分析的方法,能显示肿瘤和正常组织之间代谢的不同,是疾病诊断、治疗和随访的一项新的检查和监测手段[1]。
肝脏在人体物质代谢和生物转化中有极其重要的作用,而MRS的应用和研究可以进一步提高MRI对肝脏恶性肿瘤诊断的敏感性和特异性,是目前世界范围内的一个热点研究课题。
1H的自然丰度和感应度在所有应用核中最高,可用来检测肝内许多代谢物,如胆碱(Cho)、脂质(Lip)、谷氨酰胺和谷氨酸复合物(Glx)、糖原及葡萄糖复合物(Glu)等。
根据这些代谢物含量的多少,可分析肝脏的代谢改变;单体素1HMRS简单易行,后处理过程需要的时间相对较短,并且近年来随着MRI设备软硬件水平的提高,MRS的分析能力及准确性得到了明显的提高。
同时,扫描时间越来越短,数据的采集分析也越来越简单。
在MRI基础上,利用单体素1HMRS检查可以了解肝脏肿瘤的代谢特性,从而为早期制定合理的治疗方案提供帮助,Li等[2]对肝脏肿瘤行场强3.0T的1HMRS检查,发现其对胆碱复合物(Cho)的检出具有较高的敏感性和准确性,这无疑对肝癌病人的诊断和治疗十分有意义。
然而,国内报道相对较少,缺乏MRS结合MRI对肝脏肿瘤的系统研究。
笔者于2006年11月至2007年3月期间,对45例超声和/或CT示肝脏占位的患者在进行腹部MRI检查的基础上行1HMRS,旨在对以下方面进行初步探讨:
1、肝脏良、恶性病变主要代谢产物(Cho、Lip)的代谢变化规律;
2、1HMRS在肝脏良、恶性病变诊断与鉴别诊断中的应用价值;
3、对比研究1HMRS和MRI对肝脏
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