多參數(shù)磁共振功能成像在體評估大鼠肝纖維化的實驗研究.pdf

1、第一部分：體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像評估大鼠肝纖維化：b值優(yōu)化初探
　　目的：探討大鼠肝纖維化模型IVIM-DWI中b值的優(yōu)化選擇。
　　方法：建立CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型，實驗組50只每周2次腹腔注射50%CCl4橄欖油混合液共14周，對照組11只同時腹腔注射生理鹽水。大鼠肝纖維化模型行IVIM-DWI檢查后，圖像導(dǎo)入FireVoxel軟件，根據(jù)雙指數(shù)IVIM-DWI模型擬合三種b值組合方案圖像（A方案8個b值：0

2、，10，20，40，80，200，400，800 s/mm2；B方案6個b值：0，10，20，80，200，800s/mm2；C方案4個b值：0，10，80，800 s/mm2）得到三組DT、DP和f。根據(jù)METAVIR分期方案將肝纖維化分為三組：無肝纖維化（F0）、早期肝纖維化（F1-F2）和晚期肝纖維化（F3-F4）。采用單因素方差分析比較三組DT、DP和f的差異，通過ROC曲線分析和Z檢驗比較三組DT、DP和f對肝纖維化分期評估效

3、能。
　　結(jié)果：實驗組50只（早期肝纖維化組和晚期肝纖維化組各25只）和對照組11只共61只大鼠完成IVIM-DWI檢查及圖像后處理。A方案擬合參數(shù)DT1、f1和B方案擬合參數(shù)DT2在不同肝纖維化分期組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。ROC分析結(jié)果顯示，DT1對F0的預(yù)測效能優(yōu)于f1和DT2，DT1對F3-F4的預(yù)測效能優(yōu)于DT2。
　　結(jié)論：A方案8個b值組合取得了良好的IVIM-DWI參數(shù)擬合效果，是三個方案中的最佳

4、方案。B方案6個b值組合可以減少1/3的掃描時間，IVIM-DWI擬合參數(shù)DT對肝纖維化分期評估有意義，此方案有潛在的臨床應(yīng)用價值。
　　第二部分：IVIM-DWI直方圖分析在體評估大鼠肝纖維化的價值
　　目的：探討雙指數(shù)IVIM-DWI模型定量參數(shù)結(jié)合直方圖分析無創(chuàng)性在體評估大鼠肝纖維化的價值。
　　方法：建立CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型，實驗組50只每周2次腹腔注射50%CCl4橄欖油混合液共14周，對照組11只

5、同時注射生理鹽水。大鼠肝纖維化模型行8個b值（0，10，20，40，80，200，400，800 s/mm2）IVIM-DWI檢查后，圖像導(dǎo)入FireVoxel軟件，根據(jù)雙指數(shù)IVIM-DWI模型和傳統(tǒng)單指數(shù)DWI模型擬合得到DT、DP、f和ADC，使用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件計算得到相應(yīng)的直方圖參數(shù)，包括偏度、峰度及第25、50、75百分位數(shù)。MRI檢查后斷頭法處死大鼠獲取肝臟標(biāo)本，行HE、Masson膠原纖維染色，以及CD31、V

6、EGF和HIF-1α免疫熒光染色。根據(jù)METAVIR分期方案將肝纖維化分為三組：無肝纖維化（F0）、早期肝纖維化（F1-F2）和晚期肝纖維化（F3-F4）。采用單因素方差分析比較三組間DT、DP、f和ADC的差異，各參數(shù)與肝纖維化分期及血管生成指標(biāo)的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析，通過ROC曲線分析和Z檢驗比較DT、DP、f和ADC對肝纖維化分期的預(yù)測效能。
　　結(jié)果：實驗組50只（早期肝纖維化組和晚期肝纖維化組各25只）和對

7、照組11只共61只大鼠完成IVIM-DWI檢查及圖像后處理。DT及其第25、50、75百分位數(shù)、f第25、50百分位數(shù)隨纖維化進展而降低，F(xiàn)0、F1-F2和F3-F4三組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。DT及第25、50、75百分位數(shù)與肝纖維化分期及血管生成指標(biāo)存在高中度負相關(guān)關(guān)系，其中DT與肝纖維化分期（r=-0.891）之間的關(guān)系最密切。ROC分析結(jié)果顯示，DT均值、DT中位數(shù)、DT第75百分位數(shù)對F0的預(yù)測效能優(yōu)于f第25百分

8、位數(shù)，DT對F3-F4的預(yù)測效能優(yōu)于f。
　　結(jié)論：水分子擴散與微循環(huán)血流灌注共同導(dǎo)致了肝纖維化進展過程中表觀擴散的變化，DT和f可作為評估肝纖維化分期的影像標(biāo)志物，且DT優(yōu)于f。IVIM-DWI參數(shù)與肝纖維化血管生成有相關(guān)性，具有反映組織缺氧的潛在價值。直方圖分析方法可以提供更多有意義的無創(chuàng)性定量參數(shù)，DT和f的百分位數(shù)可反映肝纖維化的不均質(zhì)性。
　　第三部分：磁共振擴散峰度成像定量參數(shù)與大鼠肝纖維化分期的相關(guān)性研究

9、>　　目的：利用DKI模型探討大鼠肝纖維化非高斯擴散特征以及評估肝纖維化分期的價值。
　　方法：建立CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型，實驗組每周2次腹腔注射50%CCl4橄欖油混合液共14周，對照組同時注射生理鹽水。大鼠肝纖維化模型行6個b值（0，50，500，1000，1500，2000 s/mm2）DKI檢查后，圖像導(dǎo)入FireVoxel軟件，根據(jù)DKI模型和傳統(tǒng)單指數(shù)DWI模型擬合得到MD、MK和ADC值，使用SPSS19.0

10、統(tǒng)計學(xué)軟件計算得到相應(yīng)的直方圖參數(shù)，包括偏度、峰度及第25、50、75百分位數(shù)。MRI檢查后斷頭法處死大鼠獲取肝臟標(biāo)本，行HE、Masson膠原纖維染色。根據(jù)METAVIR分期方案將肝纖維化分為三組：無肝纖維化（F0）、早期肝纖維化（F1-F2）和晚期肝纖維化（F3-F4）。采用單因素方差分析比較三組間MD、MK和ADC值的差異，各參數(shù)與肝纖維化分期的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析，通過ROC曲線分析和Z檢驗比較MD、MK和ADC值

11、對肝纖維化分期的預(yù)測效能。
　　結(jié)果：實驗組50只（早期肝纖維化組和晚期肝纖維化組各25只）和對照組11只共61只大鼠完成DKI檢查及圖像后處理。MK、MD、ADC及其第25、50、75百分位數(shù)在F0、F1-F2和F3-F4三組間差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），MD、ADC值隨纖維化進展而降低，而MK隨纖維化進展而增高。MK及其第25、50、75百分位數(shù)與肝纖維化分期之間存在中度正相關(guān)關(guān)系，其中MK第75百分位數(shù)與肝纖維化分

12、期（r=0.780）之間的關(guān)系最密切。ROC分析和Z檢驗結(jié)果顯示，MK對F3-F4的預(yù)測效能優(yōu)于ADC。
　　結(jié)論：DKI為大鼠肝纖維化模型提供了無創(chuàng)性定量評估方法，MK反映了肝纖維化偏離理想高斯擴散行為的程度，有助于對肝纖維化分期的評估；直方圖分析方法提供了更多有價值的無創(chuàng)性定量參數(shù)，MK及其直方圖參數(shù)可反映肝纖維化的不均質(zhì)性。
　　第四部分：DCE-MRI定量灌注參數(shù)評估大鼠肝纖維化血管生成的實驗研究
　　目的：探

13、討DCE-MRI定量灌注參數(shù)及其衍生的直方圖分析參數(shù)在肝纖維化分期評估及與肝纖維化血管生成相關(guān)性方面的應(yīng)用價值。
　　方法：建立CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型，實驗組每周2次腹腔注射50%CCl4橄欖油混合液共14周，對照組同時注射生理鹽水。大鼠肝纖維化模型行T1 MAP和DCE-MRI檢查，采用e-THRIVE序列，時間分辨率5s，共掃75個時相，通過Omni-Kinetics2.0軟件后處理圖像得到定量灌注參數(shù)Ktrans、K

14、ep、Ve和半定量灌注參數(shù)iAUC，使用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件計算得到Ktrans和iAUC直方圖參數(shù)。MRI檢查后斷頭法處死大鼠獲取肝臟標(biāo)本，行HE、Masson膠原纖維染色，以及CD31、VEGF和HIF-1α免疫熒光染色。根據(jù)METAVIR分期方案將肝纖維化分為三組：無肝纖維化（F0）、早期肝纖維化（F1-F2）和晚期肝纖維化（F3-F4）。采用單因素方差分析比較三組DCE-MRI定量及半定量灌注參數(shù)的差異，灌注參數(shù)與肝纖維化

15、分期及血管生成指標(biāo)的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析，通過ROC曲線分析和Z檢驗比較定量和半定量灌注參數(shù)對肝纖維化分期的預(yù)測效能。
　　結(jié)果：實驗組50只（早期肝纖維化組和晚期肝纖維化組各25只）和對照組11只共61只大鼠完成DCE-MRI檢查及圖像后處理。Ktrans、iAUC及其第25、50、75百分位數(shù)隨肝纖維化進展而下降，F(xiàn)0、F1-F2和F3-F4三組間差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。Ktrans及其百分位數(shù)與肝

16、纖維化分期及血管生成指標(biāo)存在高中度負相關(guān)關(guān)系，其中Ktrans中位數(shù)與肝纖維化分期（r=-0.90）、CD31（r=-0.82）及VEGF（r=-0.64）之間的關(guān)系最密切，Ktrans與HIF1α（r=-0.58）的關(guān)系最密切。ROC分析結(jié)果顯示，Ktrans與iAUC對F0的預(yù)測效能相當(dāng)，Ktrans對F3-F4的預(yù)測效能優(yōu)于iAUC。
　　結(jié)論：DCE-MRI定量灌注技術(shù)為大鼠肝纖維化模型提供了新的無創(chuàng)性定量評估方法，定量灌