大鼠肝纤维化扩散峰度成像定量分析的初步研究

大鼠肝纤维化扩散峰度成像定量分析的初步研究第一部分不同感兴趣区设置方法对大鼠肝纤维化扩散峰度成像定量参数一致性的影响目的:探讨大鼠肝纤维化扩散峰度成像（diffusionkurtosisimaging,DKI）定量研究中选择不同的感兴趣区（regionofinterest,ROI）设置方法对DKI定量参数测量结果一致性的影响。材料与方法:建立CCl₄诱导的大鼠肝纤维化模型,模型组大鼠按1ml/kg腹腔注射50%CCl₄橄榄油混合液每周2次,共注射14周,所有大鼠肝纤维化模型均行DKI检查,并获得46例符合分析要求的大鼠肝纤维化病例资料。由两名放射科医师（医师1和医师2）分别按照三种ROI设置方法,包括1.小ROI设置法;2.轮廓ROI设置法;3.全容积ROI设置法,对肝右叶肝纤维化病灶进行ROI设置,测定肝纤维化DKI的定量参数,包括平均扩散系数（meandiffusivity,MD）和平均峰度（meankurtosis,MK）,医师1和医师2独立测量MD和MK,医师1间隔3个月重复上述测量,每种ROI设置方法共测量3次。将上述两位医师采用每一种ROI设置方法测得的MD、MK值集合为该ROI设置方法所测得的MD、MK的最终值,用配对样本t检验比较三种不同ROI设置方法测得的DKI各定量参数最终测值间的差异;通过比较组内相关系数（intra-classcorrelationcoefficient,ICC）对医师1前后2次、医师1与医师2分别采用3种ROI设置方法所测得的DKI定量参数值间的一致性比较,同时通过Bland-Altman法作散点图进一步比较。结果:医师1、医师2共3次分别采用三种不同ROI设置方法测得的MD、MK比较时,采用小ROI法测得的MD值高于轮廓ROI法和全容积ROI法测得的MD值,差异有统计学意义（t值分别为4.879、5.778,P值均<0.05）;采用小ROI法测得的MK低于轮廓ROI法和全容积ROI法测得的MK值,差异有统计学意义（t值分别为-2.986、-3.578,P值均<0.05）;采用轮廓ROI法与全容积ROI法测得的MD和MK值间的差异均无统计学意义（t值分别为1.888、-1.623,P值分别为0.061、0.107）;医师1不同时间两次采用小ROI设置法测得的MD和MK的ICC值分别为0.67（0.47,0.81）和0.53（0.28,0.72）;采用轮廓ROI设置法所测得的MD和MK的ICC值分别为0.75（0.57,0.85）和0.64（0.42,0.79）;采用全容积ROI设置法所测得的MD和MK的ICC值分别为0.85（0.74,0.92）和0.99（0.92,0.99）。Bland-Altman散点图显示轮廓ROI法与全容积ROI法测得的MD、MK值分布较小ROI法测得的MD、MK值分布集中,提示轮廓ROI法与全容积ROI法测得的DKI定量参数在同一医师两次测量间的一致性水平高于小ROI法,并且全容积ROI法测得的DKI定量参数一致性水平明显高于轮廓ROI法。2名医师分别采用小ROI设置法测得的MD和MK的ICC值分别为0.64（0.33,0.81）和0.49（0.06,0.73）;采用轮廓ROI设置法所测得的MD和MK的ICC值分别为0.73（0.50,0.85）和0.65（0.35,0.81）;采用全容积ROI设置法测得的MD和MK的ICC值分别为0.82（0.67,0.90）和0.97（0.94,0.98）。Bland-Altman散点图显示轮廓ROI法与全容积ROI法测得的MD、MK值分布较小ROI法测得的MD、MK值分布集中,提示轮廓ROI法与全容积ROI法测得的DKI定量参数在不同医师间测量结果的一致性水平高于小ROI法,并且全容积ROI法测得的DKI定量参数一致性水平高于轮廓ROI法。结论:ROI设置方法对大鼠肝纤维化DKI定量参数值的测定具有一定影响,在三种不同ROI设置方法中,全容积法所测得的DKI参数一致性水平最高。第二部分MR扩散峰度成像定量参数在大鼠肝纤维化诊断中的初步应用目的:探讨MR扩散峰度成像定量参数对大鼠肝纤维化的诊断价值,初步评估扩散峰度成像定量参数分析结果与METAVIR分期的相关性。材料与方法:建立CCl₄诱导的大鼠肝纤维化模型,模型组大鼠每周2次腹腔注射50%CCl₄橄榄油混合液共14周;对照组大鼠腹腔注射相同剂量的生理盐水,方法、剂量同实验组。所有大鼠均行DKI检查（6个b值0-2000s/mm2）,并获得57例符合分析要求的病例资料,其中模型组46例,对照组11例。采用全容积ROI法,由1名放射科医师在不知道病理结果的前提下独立分析MR图像,测量大鼠肝右叶DKI各定量参数（MD和MK）值及ADC值。F0为对照组,将F1与F2合并为早期肝纤维化组（F1-F2）,F3与F4合并为晚期肝纤维化组（F3-F4）;将F1、F2与F3合并为非肝硬化组（F1-F3）,F4为肝硬化组。用单因素方差分析比较不同肝纤维化分期MD、MK及ADC值的差异;通过ROC曲线进一步分析DKI参数与DWI的诊断效能;大鼠肝纤维化MD、MK及ADC值的分析结果与METAVIR分期的相关性用Spearman相关分析进行研究。结果:1.单因素方差分析的结果显示,对照组、早期肝纤维化组与晚期肝纤维化组的MD、MK及ADC值比较,差异均有统计学意义（F值分别为103.654、6.226、41.975,P值分别为0.000、0.004、0.000）;组间两两比较,MD:F0与F1-F2、F0与F3-F4、F1-F2与F3-F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）;MK:F0与F3-F4、F1-F2与F3-F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）;F0与F1-F2比较差异无统计学意义（P值为0.198）;ADC:F0与F1-F2、F0与F3-F4、F1-F2与F3-F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）。对照组、非肝硬化组与肝硬化组的MD、MK、ADC值比较,差异均有统计学意义（F值分别为85.493、7.591、41.210,P值分别为0.000、0.001、0.000）;组间两两比较,MD:F0与F1-F3、F0与F4、F1-3与F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）;MK:F0与F4、F1-3与F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）,F0与F1-3比较差异无统计学意义（P值为0.077）;ADC:F0与F1-F3、F0与F4、F1-3与F4比较差异有统计学意义（P值均<0.05）。2.ROC曲线分析显示:MD、MK在诊断F0与F1-F2、F0与F1-F3时差异有统计学意义（Z值分别为2.039、2.944,P值均<0.05）,ADC与MK在诊断F0与F1-F2时差异有统计学意义（Z值为2.039,P值<0.05）,其余各组MD、MK与ADC两两比较差异均无统计学意义。3.Spearman相关分析结果显示MD与肝纤维化分期呈强负相关（r=-0.708,P值<0.05）,MK与肝纤维化分期呈中度正相关（r=0.420,P值<0.05）,ADC