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        IVIM-DWI在女性附件病變中的應(yīng)用價(jià)值研究

        2019-04-28 05:40:14楊盼盼弓靜王莉陳士躍陸建平
        放射學(xué)實(shí)踐 2019年4期
        關(guān)鍵詞:附件實(shí)性良性

        楊盼盼,弓靜,王莉,陳士躍,陸建平

        女性附件區(qū)病變包括卵巢腫瘤及附件區(qū)腫瘤樣病變,通常包括如下幾類:卵巢腫瘤、單純性卵巢囊腫、子宮內(nèi)膜異位囊腫、附件炎性病變及闊韌帶平滑肌瘤等,其中以卵巢腫瘤最為常見。不同的附件腫塊治療方案不同,術(shù)前準(zhǔn)確判斷病變的良惡性具有重要意義。女性附件病變的組織學(xué)類型繁多,常存在“同病異影”、“異病同影”的現(xiàn)象,良惡性病變的鑒別診斷較困難。DWI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于卵巢腫瘤的定性診斷和惡性程度的評(píng)估。傳統(tǒng)的DWI技術(shù)大多基于雙b值單指數(shù)模型,不能區(qū)分水分子擴(kuò)散和微循環(huán)灌注兩種信息。體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion,IVIM)DWI通過多b值序列,采用雙指數(shù)曲線擬合組織內(nèi)信號(hào)衰減,所得參數(shù)可分別反映水分子擴(kuò)散和毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)血液流動(dòng)所致的擴(kuò)散信息。本研究旨在探討基于多b值DWI序列的單指數(shù)模型擬合參數(shù)ADCstandard和IVIM模型擬合的相關(guān)定量參數(shù)(ADCslow、ADCfast、f)在鑒別良惡性附件腫塊中的診斷價(jià)值。

        材料與方法

        1.一般資料

        回顧性分析2016年2月-2017年1月行MR盆腔檢查的59例附件腫塊患者的臨床和影像資料。其中惡性病變32例,平均年齡為(54.6±11.2)歲;良性病變27例,平均年齡為(46.0±12.4)歲。除1例結(jié)腸癌合并卵巢轉(zhuǎn)移瘤系經(jīng)臨床及影像檢查明確診斷外,其余病例均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。32例惡性病變包括卵巢上皮癌24例(高級(jí)別漿液性腺癌23例,低級(jí)別漿液性腺癌1例)、轉(zhuǎn)移瘤2例、顆粒細(xì)胞瘤2例、畸胎瘤惡變鱗狀細(xì)胞癌1例和交界性上皮性腫瘤3例(交界性黏液性囊腺瘤1例,交界性黏液性囊腺瘤伴上皮內(nèi)癌2例);27例良性病變包括化膿性炎癥5例、闊韌帶平滑肌瘤8例、卵泡膜纖維瘤8例及囊腺瘤6例(漿液性囊腺瘤5例、黏液性囊腺瘤1例)。

        納入標(biāo)準(zhǔn):①有完整的MRI平掃和增強(qiáng)掃描及多b值DWI檢查資料;②病灶內(nèi)具有實(shí)性成分,使得測(cè)量ROI能大于50 mm2;③行MRI檢查前未接受過穿刺檢查、放化療或手術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn):①子宮內(nèi)膜異位囊腫及成熟囊性畸胎瘤;②單純囊性病灶;③DWI圖像上偽影較大,無(wú)法測(cè)量擴(kuò)散參數(shù)。

        2.檢查方法

        使用GE Signa HDxt V16.0 3.0T磁共振成像儀,嵌入式體部線圈用于信號(hào)激發(fā),8通道體部相控陣線圈用于信號(hào)接收。主要掃描序列和參數(shù)如下。橫軸面FSE-T1WI、矢狀面和橫軸面抑脂F(xiàn)SE T2WI:層厚5 mm,層間距1 mm,視野35 cm×35 cm;橫軸面多b值DWI:?jiǎn)未渭ぐl(fā)平面回波技術(shù),TR 4800 ms,TE 93.7 ms,視野37 cm×37 cm,層厚5 mm,層間距1 mm,擴(kuò)散梯度沿3個(gè)正交方向施加,共選取15個(gè)b值(0、50、100、150、200、400、600、800、1000、1250、1500、1750、2000、3000和3500 s/mm2);橫軸面、矢狀面和冠狀面增強(qiáng)掃描:肝臟容積快速成像(liver acquisition with volume acceleration flexible,LAVA-FLEX)序列,層厚5 mm,視野34 cm×34 cm,經(jīng)靜脈內(nèi)高壓團(tuán)注對(duì)比劑Gd-DTPA(劑量0.2 mL/kg,注射流率2.0 mL/s),注射完成后采用相同流率注射10~15 mL生理鹽水。

        3.圖像后處理和分析

        利用GE工作站自帶軟件(Function Tool 9.4.05)進(jìn)行多b值數(shù)據(jù)的后處理,采用單指數(shù)模型可獲得標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADCstandard)偽彩圖,采用雙指數(shù)模型可獲得的慢速擴(kuò)散系數(shù)(ADCslow)、快速擴(kuò)散系數(shù)(ADCfast)和灌注分?jǐn)?shù)(f)偽彩圖。由兩位有5年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的情況下獨(dú)立完成閱片和測(cè)量,有雙側(cè)附件腫塊者選擇較大的一側(cè)進(jìn)行測(cè)量。參考T2WI及增強(qiáng)圖像,于DWI圖像(b=1000 s/mm2)上在病灶的實(shí)性區(qū)內(nèi)勾畫ROI(>50 mm2),避開病灶邊緣以及病灶內(nèi)部的囊變、壞死和出血區(qū)。隨后軟件自動(dòng)將其關(guān)聯(lián)到各項(xiàng)擴(kuò)散參數(shù)的偽彩圖上,分別測(cè)量病灶的ADCstandard、ADCslow、ADCfast和f值。取兩位醫(yī)師測(cè)量值的平均值作為各項(xiàng)參數(shù)的最終測(cè)量值。

        4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

        使用SPSS 19.0和MedCalc統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。定量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。兩位醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)(符合正態(tài)分布及方差齊)或配對(duì)Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)(符合偏態(tài)分布或方差不齊)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)評(píng)估兩位醫(yī)師之間測(cè)量結(jié)果的一致性。對(duì)良性組與惡性組之間各項(xiàng)參數(shù)值的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(符合正態(tài)分布及方差齊)或非參數(shù)Mann Whitney U檢驗(yàn)(符合偏態(tài)分布或方差不齊)。繪制各項(xiàng)擴(kuò)散參數(shù)的ROC曲線,評(píng)估其鑒別附件良惡性病變的診斷效能。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        結(jié) 果

        1.兩位醫(yī)師測(cè)量值的一致性比較

        兩位醫(yī)師對(duì)各項(xiàng)DWI參數(shù)的測(cè)量結(jié)果及比較見表1。兩位醫(yī)師測(cè)量的四項(xiàng)DWI定量參數(shù)值比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。信度分析結(jié)果顯示,兩位醫(yī)師測(cè)量的各項(xiàng)參數(shù)值均具有較好的一致性,其中以ADCstandard和ADCslow的觀察者間一致性較高。

        表1 兩位醫(yī)師對(duì)多b值DWI參數(shù)的測(cè)量結(jié)果及比較

        表2 附件病變良性組和惡性組多b值DWI定量參數(shù)比較

        圖1 女,42歲,左側(cè)卵巢高級(jí)別漿液性腺癌。 a)T2WI示左側(cè)卵巢內(nèi)囊實(shí)性腫塊,實(shí)性部分呈稍高信號(hào)(箭);b)DWI(b=1000s/mm2)示腫塊實(shí)性部分呈高信號(hào)(箭),在腫塊的實(shí)性區(qū)內(nèi)勾畫ROI;c)ADCstandard偽彩圖,病灶實(shí)性部分的ADCstandard值較低(0.65×10-3mm2/s)呈藍(lán)色 ;d)ADCslow偽彩圖,病灶實(shí)性部分的ADCslow值較低(0.42×10-3mm2/s)呈藍(lán)色;e)ADCfast圖,病灶實(shí)性部分的ADCfast值較低(3.76×10-3mm2/s)呈藍(lán)色 ;f)f偽彩圖,病灶實(shí)性部分的f值(0.43)較高呈紅色。

        2.多b值DWI定量參數(shù)對(duì)附件良惡性病變的診斷價(jià)值

        良、惡性附件病變的4項(xiàng)多b值DWI定量參數(shù)測(cè)量結(jié)果及比較見表2。除ADCfast外,ADCstandard、ADCslow和f值在良惡性組間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),惡性組的ADCstandard和ADCslow的均值小于良性組(圖1、2)。兩組內(nèi)ADCstandard測(cè)量值較ADCslow測(cè)量值高。

        多b值DWI定量參數(shù)在鑒別附件良惡性病變中的診斷效能相關(guān)參數(shù)值見表3。其中,ADCstandard和ADCslow對(duì)附件良惡性病變的鑒別具有較高的診斷效能,曲線下面積分別為0.890、0.893;而ADCfast和f的診斷效能相對(duì)較低,AUC分別為0.623和0.630(圖3)。

        表3 多b值DWI定量參數(shù)鑒別附件良惡性病變的診斷效能分析

        注:ADCstandard、ADCslow和ADCfast的臨界值的單位為×10-3mm2/s。

        討 論

        Le等[1]首次提出體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(IVIM)理論,水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和微循環(huán)內(nèi)血液的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)被稱為不相干運(yùn)動(dòng)。IVIM-DWI通過多b值DWI序列,采用雙指數(shù)曲線擬合組織內(nèi)信號(hào)衰減,所得參數(shù)可分別反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)血液流動(dòng)所致的擴(kuò)散效應(yīng)[2]。IVIM-DWI模型的計(jì)算公式為:

        圖2 女,43歲,右側(cè)卵巢化膿性炎性。a)對(duì)比增強(qiáng)T1WI示右側(cè)附件區(qū)囊實(shí)性腫塊,囊壁明顯增厚并強(qiáng)化(箭);b)DWI(b=1000s/mm2)示腫塊實(shí)性部分呈低信號(hào)(箭),在其內(nèi)勾畫ROI,囊液呈稍高信號(hào);c)ADCstandard偽彩圖,示病灶的ADCstandard值(0.97×10-3mm2/s)較高呈藍(lán)綠色; d) ADCslow偽彩圖,示病灶的ADCslow值(0.62×10-3mm2/s)稍高呈淺藍(lán)色;e)ADCfast偽彩圖,示病灶的ADCfast值(4.56×10-3mm2/s)稍高呈藍(lán)綠色;f)f偽彩圖,示病灶的f值(0.57)較高呈紅色。

        圖3 多b值DWI定量參數(shù)鑒別附件良惡性病變的ROC曲線。

        S/S0=f×exp(-b×ADCfast)+(1-f)exp(-b×ADCslow)

        (1)

        其中,S0為b=0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度,S為不同b值下的信號(hào)強(qiáng)度,ADCslow稱為真性擴(kuò)散系數(shù)(也稱慢擴(kuò)散系數(shù)),主要反映單純水分子擴(kuò)散成分;ADCfast稱為假性擴(kuò)散系數(shù),也稱快擴(kuò)散系數(shù),反映的是微循環(huán)灌注狀態(tài);f為灌注分?jǐn)?shù),大小介于0到1之間,翻譯的是微循環(huán)灌注在DWI信號(hào)衰減中所占的比重。根據(jù)IVIM-DWI模型可以得到ADCslow、ADCfast和f等相關(guān)參數(shù)[3]。

        目前IVIM-DWI的臨床應(yīng)用主要集中在良惡性腫瘤的鑒別、惡性腫瘤的分期及慢性代謝性疾病的分級(jí)等,在頭頸部、乳腺、肝臟、胰腺、宮頸及前列腺等方面的應(yīng)用較多[4-7],而在卵巢腫瘤中的應(yīng)用相對(duì)較少[8-10]。本研究通過分析的IVIM-DWI相關(guān)定量參數(shù)(ADCslow、ADCfast、f)和單指數(shù)模型定量參數(shù)(ADCstandard)的測(cè)量值在良惡性附件腫塊間的差異及個(gè)參數(shù)的鑒別診斷效能,發(fā)現(xiàn)ADCstandard及ADCslow對(duì)附件良惡性病變的鑒別診斷有較高價(jià)值,而ADCfast和f的鑒別診斷能力有限。

        本組結(jié)果顯示病變的ADCstandard值均大于相應(yīng)的ADCslow值,間接表明單指數(shù)模型測(cè)得的ADCstandard值不僅僅反映了單純水分子擴(kuò)散效應(yīng),還受到微循環(huán)灌注的影響,ADCslow是ADCstandard的一部分。良性病變的ADCstandard和ADCslow測(cè)量值均大于惡性病變,與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[9,11],說明惡性病變中水分子擴(kuò)散受限程度較良性病變更加明顯,這與附件惡性腫瘤中細(xì)胞異常增殖、排列緊密、且細(xì)胞核增大、核質(zhì)比增大等病理特點(diǎn)有關(guān)。與申洋等[9]的研究結(jié)果不同,本研究中發(fā)現(xiàn)ADCstandard和ADCslow對(duì)鑒別良惡性附件腫塊的診斷效能更高,筆者認(rèn)為這種差異可能是因?yàn)檠芯恐兴{入的附件病變的病理類型不同所致,本研究中將良性病變中的成熟畸胎瘤剔除了,因成熟畸胎瘤在DWI序列上容易與惡性腫瘤混淆;另外,ADCslow的ROC曲線下面積稍大于ADCstandard,從一定程度上反映了ADCslow可能更加接近真正的水分子擴(kuò)散情況。

        本研究中,定量參數(shù)f雖然在良惡性附件病變之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.033),但其ROC曲線下面積為0.630,診斷效能較低;而另一灌注相關(guān)參數(shù)ADCfast的測(cè)量值在良惡性附件病變之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示ADCfast和f在良惡性附件病變中的鑒別診斷價(jià)值不大,這一結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[9]。一般來說,附件惡性腫瘤多表現(xiàn)為中度~明顯強(qiáng)化,呈相對(duì)的富血供表現(xiàn),而良性組病變中大多數(shù)病變表現(xiàn)為輕度強(qiáng)化,呈相對(duì)的乏血供表現(xiàn)。根據(jù)IVIM-DWI模型理論,ADCfast和f分別與組織內(nèi)的血流速度和血流量相關(guān)[2-3],惡性病變的ADCfast與f值應(yīng)大于良性組。從本研究結(jié)果來看,惡性組的ADCfast和f值均稍大于良性組,與此理論基本相符,但ADCfast在良惡性病變之間的差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,f的診斷效能較低。筆者考慮上述表現(xiàn)可能與以下原因相關(guān):一是良性組中病變類型較多,雖然大部分良性病變的強(qiáng)化程度較弱,但是也有部分炎性病變及闊韌帶肌瘤血供豐富、強(qiáng)化程度較高,這些病變可能會(huì)導(dǎo)致良性組中f與ADCfast值增大;二是目前IVIM灌注參數(shù)與病理學(xué)指標(biāo)或動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注參數(shù)之間的關(guān)系尚不明確,相關(guān)研究結(jié)果存在爭(zhēng)議[13-19],有待與病理學(xué)、其它灌注方法進(jìn)行深入地對(duì)照分析,進(jìn)一步明確IVIM相關(guān)參數(shù)的實(shí)際意義。

        本研究中比較了不同觀察者對(duì)多b值擴(kuò)散參數(shù)測(cè)量結(jié)果的一致性,結(jié)果顯示兩位觀察者間的一致性良好,ICC均達(dá)到了0.8以上,為IVIM-DWI在附件病變的研究提供了數(shù)據(jù)支持。本研究所有病例均使用同一臺(tái)3.0T MR儀、相同的多b值組合DWI序列、而且每例患者只進(jìn)行了一次檢查,因此獲得的各項(xiàng)定量參數(shù)值相對(duì)穩(wěn)定。有研究中對(duì)同一組患者進(jìn)行不同b值組合、不同時(shí)間點(diǎn)的DWI檢查,對(duì)比發(fā)現(xiàn)IVIM-DWI相關(guān)定量參數(shù)的測(cè)量值存在一定的不穩(wěn)定性,尤其是ADCfast和f值,因此對(duì)IVIM-DWI定量參數(shù)的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步研究[20-21]。

        本研究存在一定的局限性:①本研究為回顧性研究,入組的良惡性病變的病理類型較多,不同病變之間存在異質(zhì)性;②IVIM模型參數(shù)的穩(wěn)定性和重復(fù)性較單指數(shù)模型差[8,20-21],本研究未進(jìn)行不同時(shí)間、不同機(jī)型MRI、不同b值組合下定量參數(shù)的可重復(fù)性檢驗(yàn);③本研究未行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,未能分析IVIM灌注參數(shù)與動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系,有待今后進(jìn)一步研究;④數(shù)據(jù)的測(cè)量可能存在一定的誤差。

        綜上所述,單指數(shù)模型定量參數(shù)ADCstandard及雙指數(shù)模型定量參數(shù)ADCslow值有助于附件良惡性病變的鑒別診斷,ADCslow的診斷效能略高于ADCstandard,而ADCfast及f對(duì)附件良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值不大。

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