论文部分内容阅读
目的： 采用表观扩散系数（ADC）单指数模型、体素内不相干运动（IVIM）双指数模型、扩散峰度成像（DKI）模型及拉伸指数模型对大鼠大脑的磁共振扩散加权成像数据拟合分析，比较四种磁共振扩散加权成像不同数学模型在大鼠脑内的重复性情况。并进一步分析ADC单指数模型在不同脑区之间的重复性差异。 方法： 雄性SD大鼠14只（2-3月龄，315-360g）经10％水合氯醛麻醉后，将其固定于8通道高分辨率老鼠头颅磁共振线圈内，选用3.0T GE DISCOVERY MR750磁共振扫描仪，俯卧位扫描。在经过二次定位像扫描后，磁共振扩散加权成像采用自旋回波-回波平面成像（SE-EPI）序列，进行大鼠全脑横断位扫描。b值分别采用0、30、100、200、400、1000、1500、2000 s/mm2。于第二天相同时间段，再次用同样的扫描参数、同样方法对大鼠大脑进行第二次扫描。通过MItalytics软件，基于Matlab软件及C语言对磁共振图像进行后处理，并对每只老鼠大脑的磁共振扩散加权图像进行感兴趣区（ROI）的手动选取，选取大脑的不同区域（额顶叶皮层、纹状体、胼胝体及海马）进行扩散磁共振信号衰减曲线与四种不同扩散数学模型的拟合。拟合后，经软件分析获取不同扩散数学模型的参数信息：ADC单指数模型的ADC值；IVIM双指数模型的D、f和D*值；DKI模型的Dapp和Kapp值；以及拉伸指数模型的DDC和α值。运用配对t检验计算前后两天的不同扩散数学模型的参数是否具有统计学差异。通过计算受试者内变异系数（intra-subject coefficient of variation, intra-subject CV）和Cronbachs Alpha来评估前后两天参数总体变异中的组内成分。Cronbachs Alpha的截断值为0.6；大于0.7表示组内变异较小，一致性良好。另外，根据Bland-Altman分析前后两天参数的平均绝对差值分布和差值的95%一致性限度（95%limits of agreement, LA）评估实验的重复性，平均绝对差值和LA越小，模型计算结果的重复性越好。 结果： 对比14只大鼠的56个脑区磁共振扩散加权成像不同数学模型前后两天的参数，结果发现D*、Kapp和α前后两天差别具有统计学意义（P＜0.05）。ADC、D、f、Dapp和DDC的差别无统计学意义（p＞0.05）。另一方面，ADC单指数模型的ADC、DKI模型的Dapp和Kapp以及拉伸指数模型的DDC和α参数的配对样本相关分析表明前后两天结果呈正相关（r分别为0.632,0.546,0.493,0.641,0.624, p均＜0.001），IVIM模型的所有参数（D、f和D*）前后两天的结果均不存在相关性（r分别为-0.182,-0.101,0.015, p均＞0.05）。ADC模型、DKI模型和拉伸指数模型中扩散率相关参数（即ADC、Dapp和DDC）前后两天的Cronbachs alpha均大于0.7，intra-subject CV均小于5%。拉伸指数模型中的α值的Cronbachs alpha也大于0.7，intra-subject CV小于5%。而IVIM模型中所有参数（D、f和D*）前后两天的Cronbachs alpha都小于0.5，低于通常采用的截止值0.6；intra-subject CV大于40%。另一方面，ADC模型、DKI模型和拉伸指数模型中扩散率相关参数（即ADC、Dapp和DDC）及拉伸指数模型中的α值的LA均小于0.15×10-3mm2/s，其中ADC的LA最小，为0.086×10-3 mm2/s。IVIM模型所有参数以及DKI模型中Kapp的LA大于0.4×10-3 mm2/s。额顶叶、纹状体、胼胝体和海马4个ROI前后两次ADC参数重复性比较结果发现，纹状体部位ADC值的intra-subject CV和LA最低，分别为：2.00%和0.034×10-3 mm2/s，胼胝体部位ADC值的intra-subject CV和LA最高，分别为：3.98%和0.085×10-3 mm2/s。 结论： 大鼠在前后两天短时间内行大脑磁共振扩散加权成像扫描，不同扩散数学模型分析结果的重复性存在差异，其中 ADC单指数模型的重复性最好，而 IVIM双指数模型的重复性最差。此外，大脑内不同ROI经ADC单指数模型拟合分析，所得到的ADC值重复性结果也存在明显差异，4个ROI中纹状体重复性最好，胼胝体重复性则相对较差。