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第一部分压缩感知序列中不同加速因子对实时磁共振成像观察吞咽动作的影响[目 的]使用基于压缩感知技术的实时磁共振序列,通过设置不同压缩感知加速因子,采集正常志愿者吞咽活动的连续动态图像,对比图像质量及变化规律,寻找最适合的加速因子用于吞咽功能的磁共振检查。[受试者及方法]招募吞咽功能无异常且可进行磁共振检查的健康志愿者进行试验。经本院伦理委员会批准,志愿者均签署知情同意书。志愿者纳入标准为:(1)吞咽功能正常且以往无影响吞咽功能的疾病;(2)无磁共振检查禁忌症且自愿接受检查;(3)可配合检查者进行试验,沟通无障碍。排除标准为:(1)志愿者在进行磁共振检查时由于配合不佳,出现呛咳或反复吞咽等异常动作;(2)吞咽时采集到的图像,因各种原因(丢失、错漏、时相错误等)无法用于进一步分析者。共设置4组序列,分别为3倍压缩感知加速因子(CS3)、5倍压缩感知加速因子(CS5)、8倍压缩感知加速因子(CS8)、10倍压缩感知加速因子(CS10),以CS3、CS5、CS8、CS10的顺序对每位志愿者进行4次扫描。在获得图像后传至飞利浦Intellispace Portal后处理工作站,由两名三年以上头颈影像诊断经验的医生,进行独立的图像质量主观分析与定量测量。并在志愿者吞咽的口腔期进行感兴趣区勾画,分别测量舌肌与水的信号强度及噪声,计算图像信噪比与对比噪声比。不同压缩感知加速因子图像所得测量得到的信号强度、标准差、图像信噪比、对比噪声比等定量结果,首先将使用Levene检验以上数据的方差齐性,并用Shapiro-Wilk检验其是否符合正态分布。符合正态分布及方差齐的数据,将采用单因素方差分析(One Way ANOVA)进行统计学分析,不符合正态分布及方差不齐数据将采用Kruskal-Wallis检验。以P<0.05为差异有统计学意义。[结 果]入选的10位志愿者,研究者目视及询问测评吞咽功能均正常,平均年龄为(26.8±2.52)岁。在不同压缩感知加速因子所获取的图像上,两位医师评分之间一致性良好(ICC 分别为 SI舌:0.999~0.997、SD 舌:0.988~0.802、SI水:0.997~0.964、SD水:0.972~0.878)。随着压缩感知加速因子的增大,图像质量主观评分不断下降,差异具有统计学意义(P<0.05),组间比较中3倍加速因子与8倍加速因子(P<0.01)、3倍加速因子与10倍加速因子(P<0.01)、5倍加速因子与8倍加速因子(P<0.01)、5倍加速因子与10倍加速因子(P<0.01)存在显著差异,但3倍加速因子与5倍加速因子的图像质量主观评分无显著差异。定量测量结果中,不同压缩感知加速因子图像中水与舌肌处信号标准差的差异无统计学意义(P>0.05),而图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)差异显著,具有统计学意义(P<0.01)。组间比较结果为:3倍加速因子的SNR显著高于10倍加速因子(P=0.031)。3倍加速因子的CNR显著高于8倍加速因子(P=0.049)、3倍加速因子的CNR显著高于10倍加速因子(P=0.0280)。[结 论]利用压缩感知技术加速实时磁共振对吞咽动作的扫描监测时:加速因子过高会降低图像信噪比及对比噪声比,影响图像质量;加速因子过小则会增加扫描时间,损害图像时间分辨率;5倍压缩感知加速因子条件下获得的图像时间分辨率及图像质量俱佳,是进行磁共振吞咽功能成像的最优选择。第二部分利用压缩感知实时磁共振序列成像评价头颈癌放化疗后患者的吞咽功能[目 的]为头颈癌经放化疗后患者进行压缩感知序列实时磁共振检查,验证其检测吞咽过程的安全性与可靠性,通过定量分析实时磁共振图像,对比吞咽正常志愿者,分析患者产生吞咽异常的部位与功能性改变。[受试者及方法]选取2020年6月至2021年1月来我院头颈科就诊的头颈癌患者。纳入标准包括:(1)病理证实为头颈癌(包括鼻咽癌、软腭癌、口腔癌、口底癌、舌癌、舌底癌、喉癌、会厌癌与下咽癌)的18-65岁患者;(2)吞咽量表及吞水试验证明存在吞咽困难;(3)可配合磁共振检查,且无禁忌症;(4)自愿签署知情同意书。排除标准包括:(1)严重的其他疾病,影响进行吞咽检查及评估;(2)诊断头颈癌前,曾患有影响吞咽功能的疾病或吞咽异常病史者;(3)有认知功能障碍、失语及不能配合检查与治疗者;(4)仰卧时无法进行吞咽者。并征集10位吞咽正常志愿者进行相同检查作为对比研究,纳入排除标准与第一部分相同,但该部分志愿者为重新选取。根据吞咽功能量表(EAT-10量表)将患者分为轻度、重度吞咽困难。对入组的吞咽困难患者进行实时磁共振检查,图像将传至飞利浦Intellispace Portal后处理工作站。由两位头颈组诊断医生进行双盲评测,并重复测量三次取平均值,对各组患者口开放时间、腭咽闭合时间、声门关闭时间、食管开放时间、口腔转运时间、喉部上升时间、咽部通过时间、梨状窦充盈时间等与吞咽相关的实时磁共振定量数据进行测量。通过斯皮尔曼相关系数(Spearman’s correlation coefficient)探究实时磁共振定量数据与吞咽功能量表间的相关性,验证实时磁共振分析吞咽困难程度的准确性。通过斯皮尔曼相关系数、单因素方差分析(One Way ANOVA)与Kruskal-Wallis检验探究实时磁共振定量数据与吞咽困难严重程度、T分期、肿瘤部位、治疗方法之间的关系。以P<0.05为差异有统计学意义。[结 果]共37位患者入组,其中男性31位,平均年龄(56.22±8.89)岁,根据吞咽功能量表(EAT-10量表)分为轻度吞咽困难患者18位,重度患者19位,按原发肿瘤位置分为鼻咽(包括鼻咽癌与软腭癌)共13例,口(包括口腔癌、口底癌、舌癌与舌底癌)共9例,喉与下咽(包括喉癌、会厌癌与下咽癌)共15例。共10位吞咽无异常的志愿者入组,其中男性5位,女性5位,平均年龄为(26.74±5.33)岁。在试验过程中,所有患者在仰卧位均可顺利进行吞咽,实时磁共振对所有吞咽相关的解剖标志,如嘴唇、牙齿、软腭和硬腭、下颌骨、舌根、软腭和会厌在矢状位上都能清晰地识别出来。本次入组患者无论轻度或重度吞咽困难,均在RT-MRI测得参数上较正常志愿者有统计学差异(P<0.05),存在吞咽各个阶段的时间延长。不同肿瘤部位患者的RT-MRI定量数据也存在差异,且斯皮尔曼相关性分析显示腭咽闭合时间(r=0.725,P<0.01)与喉部上升时间(r=0.547,P<0.01)、喉部下降时间(r=0.508,P<0.01)、梨状窦充盈时间(r=0.55,P<0.01)与肿瘤部位存在相关性。不同T分期患者RT-MRI定量数据的差异较少,单因素方差分析显示T1与T2分期患者和T2与T3分期患者在口腔转运时间(P<0.05)存在显著差异;T1与T3分期患者在食管开放时间(P<0.05)存在显著差异;T3与T4分期患者在腭咽闭合时间(P<0.05)存在显著差异,且斯皮尔曼相关性分析中,分期程度与定量时间延长均无相关性。患者治疗方式与RT-MRI定量数据间的统计学差异也较少,单因素方差分析结果中,进行放疗及化疗的患者较仅进行化疗的患者在口开放时间(P<0.05)、食管开放时间(P<0.05)上存在延迟;斯皮尔曼相关性分析显示口开放时间(r=0.355,P<0.05)、食管开放时间(r=0.385,P<0.01)与治疗方式存在相关性。[结 论]实时磁共振可安全准确的评价头颈癌放/化疗后吞咽困难患者的吞咽过程,并发现:(1)该类患者在吞咽动作的各个阶段均存在时间的延长;(2)除在肿瘤及周围组织出现吞咽功能障碍外,该类患者的整个吞咽过程均出现了紊乱,且临床吞咽困难越严重,影像中吞咽功能紊乱及各时期延迟越明显。因此,针对吞咽困难的患者进行实时磁共振检查,将会有助于制定个性化康复治疗方案、减少吞咽困难造成的并发症,帮助患者尽早回归正常生活。