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第一部分肺癌DCE-MRI和IVIM-DWI的可行性及相关参数的一致性、可重复性研究
目的:探讨肺癌动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging，DCE-MRI)和体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion-diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)的可行性及相关参数的一致性和(或)可重复性。
资料与方法:对41例经病理证实的肺腺癌患者术前均采用呼吸门控法进行两次IVIM-DWI检查，然后其中26例(A组)采用自由呼吸法行DCE-MRI检查，15例(B组)采用屏气法行DCE-MRI检查。两位观察者独立测量DCE-MRI定量参数及IVIM-DWI相关参数各两次(时间间隔为1个月)，包括容积转运常数(Ktrans)、速率常数(K ep)、血管外细胞外容积分数(V e)、血浆分数(V p)和慢速表观扩散系数(Slow ADC)、快速表观扩散系数(Fast ADC)、快速扩散所占容积分数(f)。IVIM-DWI相关参数采用配对样本t检验(正态分布)或Wilcoxon检验(非正态分布)比较重复测量、不同观察者间及重复扫描的系统误差。DCE-MRI定量参数值两组间的比较，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。观察者间一致性及观察者内可重复性及一致性采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)，并采用Bland-Altman分析评估测量值的分布情况。ICC＜0.20为可重复性差，0.20～0.40为一般，0.41～0.75为较好，＞0.75表示可重复性非常好;同时，计算观察者内及两次扫描的变异系数(coefficient of variation，CV)，CV＜10％代表可重复性极好，10％～20％代表可重复性好，20％～30％代表可重复性中等，CV＞30％代表可重复性差。
结果:两名观察者测量SlowADC、FastADC和f值的差异无统计学意义(P＞0.05)，两名观察者测量之间的一致性好，ICC＞0.75。观察者1及观察者2前后两次测量之间的可重复性非常好，ICC＞0.75。IVIM相关参数在两次扫描中的可重复性好，SlowADC、FastADC和f值的ICC分别为0.976、0.894和0.907，CV分别为4.612、15.034和11.575。DCE-MRI中A组肺癌病灶的Ktrans、Kep、Ve及Vp测量值分别为(0.600±0.232)min-1、(1.318±0.316)min-1、0.517±0.120和0.060±0.019;B组中相应测量值分别为(0.497±0.190)min-1、(1.258±0.260)min-1、0.521±0.114和0.058±0.024;各项参数值在两组间的差异均无统计学意义(P值分别为0.145、0.528、0.914及0.791)，两种成像方法中观察者间隔一个月两次测量的肺癌Ktrans值均具有较好的一致性(ICC为0.908～0.972，95％置信区间为0.792～0.990)，两种成像方法中观察者间Ktrans测量值也具有较好的一致性(ICC为0.820～0.925，95％置信区间为0.639～0.987)。
结论:肺癌DCE-MRI及IVIM-DWI可行，其参数值中(IVIM-DWI)SlowADC值的一致性和可重复性较FastADC和f值的好，(DCE-MRI)Ktrans值的一致性较其它参数(Kep、Ve及Vp)值的好。自由呼吸法DCE-MRI可推广运用于临床检查。
第二部分DCE-MRI联合IVIM-DWI在肺癌鉴别诊断中的临床价值
目的:探讨DCE-MRI联合IVIM-DWI在肺部良恶性病变鉴别诊断中的应用价值。
资料与方法:前瞻性纳入2015年9月至2018年10月因CT检查发现肺部孤立性结节或肿块(最小径≥1cm)，并均行DCE-MRI及IVIM-DWI扫描的患者114例，包括男51例、女63例;年龄范围38～79岁。所有患者病理最终经手术病理、CT引导下穿刺或纤维支气管镜活检细胞学及组织学证实，包括肺癌患者77例和良性病变37例。测量DCE-MRI定量参数:容积转运常数(Ktrans)、速率常数(Kep)、血管外细胞外容积分数(V e)、血浆分数(V p);利用体素内不相干运动模型计算慢速表观扩散系数(Slow ADC)、快速表观扩散系数(Fast ADC)、快速扩散所占容积分数(f)。采用Kolmogorov-Smimov正态分布检验对计量资料的数据进行分析，符合正态分布的数据采用均数±标准差((x)±s)的形式描述，不符合正态分布的资料采用中位值(median，M)[95％可信区间(confidence interval，CI)]的形式表示。比较良性病变与肺癌的DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI相关参数SlowADC、FastADC、f值的差异，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验，并绘制各参数的柱形分布图。运用多因素Logistic回归分析确定DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合鉴别诊断肺部良恶性病变的独立影响因素。以病理诊断结果为金标准，绘制ROC曲线，计算曲线下面积(AUC)，比较DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合诊断效能的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。
结果:肺部良性病变Ktrans、Kep值[0.117(0.105，0.240)min-1，0.665(0.636，0.866)min-1]明显低于肺癌[(0.530±0.271)min-1，(1.189±0.378)min-1]，差异有统计学意义(统计量U值分别为302和572.5，P值均＜0.05)，肺部良性病变Ve、Vp值[0.364±0.244，0.045(0.041，0.075)]与肺癌的Ve、Vp值[0.421±0.201，0.062(0.058，0.077)]之间差异无统计学意义(t=1.337，U=1168，P值均＞0.05)。肺癌的SlowADC值[0.810(0.802，0.988)×10-3mm2/s]明显低于良性病变[1.30(1.210，1.524)×10-3mm2/s]，差异有统计学意义(U=494.5，P＜0.05);肺癌FastADC值和f值[(14.330±7.280)×10-3mm2/s，27.0(26.14，32.96)％]与肺部良性病变的FastADC值和f值[14.60(12.60，23.99)×10-3mm2/s，24.0(23.46，31.66)％]差异无统计学意义(U值分别为1331和1265，P值均＞0.05)。以病理结果为金标准绘制Ktrans、Kep及SlowADC值3个参数的ROC曲线，得出3者ROC曲线下面积分别为0.895、0.799、0.810，并根据ROC曲线找出Ktrans、Kep和SlowADC指标的最佳诊断切点值(根据约登指数)分别为0.242min-1、0.81min-1、1.09×10-3mm2/s，判断肺部良恶性病变的敏感度分别为85.7％、90.9％，72.7％;特异度分别为81.1％、67.6％、78.4％。将DCE-MRI和IVIM-DWI联合指标进行Logistic回归得到的预测值(百分数)进行联合指标的分析，绘制ROC曲线，联合诊断效能的ROC曲线下面积为94.6％，敏感度为87.0％，特异度为91.9％，明显高于DCE-MRI检查和IVIM-DWI检查。
结论:(DCE-MRI)Ktrans、Kep量化参数和(IVIM-DWI)SlowADC值对肺部良性病变与肺癌间的鉴别诊断分别有意义，其中两种检查联合显著提高肺部良性病变与肺癌鉴别诊断效能。
第三部分DCE-MRI联合IVIM-DWI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值
目的:探讨DCE-MRI联合IVIM-DWI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值，并分析纵隔淋巴结转移的危险因素。
资料与方法:分析2015年10月至2018年10月在我院行肺叶切除术及系统淋巴结清扫的34例肺癌患者的临床及影像资料，术前均行胸部CT、DCE-MRI和IVIM-DWI扫描。共清扫纵隔淋巴结179枚，其中转移25枚，无转移154枚。评估MRI检查对纵隔转移性淋巴结的判断准确率与术后病理的一致性，分析纵隔淋巴结转移的危险因素。测量纵隔淋巴结DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI参数SlowADC、FastADC、f值。首先采用Kolmogorov-Smimov正态分布检验对计量资料的数据进行分析，符合正态分布的数据采用均数±标准差((x)±s)的形式描述，不符合正态分布的资料采用中位值(median，M)((P25，P75)的形式表示。比较转移性淋巴结与非转移性淋巴结的DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI参数SlowADC、FastADC、f值的差异，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验。以病理诊断结果为金标准，绘制ROC曲线，计算曲线下面积(AUC)，根据最大约登指数确定最佳诊断切点值，评价各参数值对纵隔淋巴结转移的诊断效能，比较DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合诊断效能的差异。比较DCE-MRI定量参数(Ktrans、Kep、Ve)及IVIM-DWI参数(SlowADC、FastADC和f值)在肺癌原发病灶与其纵隔转移性淋巴结之间的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。
结果:CT、MRI+DWI、MRI+DCE、MRI+DWI+DCE诊断肺癌纵隔淋巴结是否转移的总准确率分别为83.8％、77.1％、78.8％、81.6％;结果发现肿瘤的大小，肿瘤分化程度及胸膜牵拉征象在转移性淋巴结与非转移性淋巴结中差异有统计学意义(P＜0.05)，而患者性别、年龄、病变部位、肿瘤病理类型及分叶征、毛刺征在纵隔转移性淋巴结与非转移性淋巴结间无差异(P值均＞0.05)。转移性淋巴结的Ktrans、Ve值[0.165(0.047，0.188)min-1，0.131(0.084，0.329)]均高于非转移性淋巴结[0.049(0.036，0.103)min-1，0.056(0.045，0.096)]，差异有统计学意义(U=659.0，583.5;P＜0.05);转移性淋巴结的Kep、Vp值[0.766(0.525，1.527)min-1，0.015(0.010，0.035)]与非转移性淋巴结的Kep、Vp值[0.822(0.595，1.068)min-1，0.014(0.011，0.022)]之间差异均无统计学意义(U=1208.0，1139.0;P=0.946，0.623)。转移性淋巴结的SlowADC值[(0.940±0.311)×10-3mm2/s]低于非转移性淋巴结[(1.335±0.484)×10-3mm2/s]，差异有统计学意义(t=3.747，P＜0.05);转移性淋巴结的FastADC、f值[(16.110±8.548)×10-3mm2/s，(38.89±16.77)％]与非转移性淋巴结的FastADC、f值[(15.64±6.673)×10-3mm2/s，(33.10±15.84)％]间的差异没有统计学意义(t=0.291，1.571，P值均＞0.05)。以病理结果为金标准绘制Ktrans、Kep、Ve、Vp和SlowADC、FastADC、f值的ROC曲线，曲线下面积分别为0.730、0.505、0.761、0.533和0.750、0.502、0.600，可知Ktrans、Ve、SlowADC曲线下面积在0.7以上，具有一定的诊断效能，找出最佳诊断切点值分别为0.111min-1、0.073，0.93×10-3mm2/s，Ktrans的敏感度和特异度为79.25％和69.57％，Ve的敏感度和特异度为69.81％和86.96％，SlowADC敏感度为77.3％，特异度为60.8％。将DCE-MRI和IVIM-DWI联合指标进行Logistic回归得到的预测值(百分数)进行联合指标的分析，联合诊断效能的ROC曲线下面积为0.784，敏感度为85.85％，特异度为65.22％，联合诊断效能并没有明显高于DCE-MRI检查和IVIM-DWI检查。(IVIM-DWI参数)SlowADC值在肺癌原发病灶与其纵隔转移性淋巴结之间无明显统计学差异。
结论:常规MRI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值有限。纵隔淋巴结的转移与肺原发肿瘤的大小、肿瘤分化程度及胸膜侵犯有关。(DCE-MRI)Ktrans、Ve量化参数及(IVIM-DWI)SlowADC值可以鉴别肺癌纵隔淋巴结是否转移，具有一定的诊断效能，尤其(IVIM-DWI)SlowADC值作为肺癌原发病灶与纵隔淋巴结转移同源性影像学指标，为指导临床制定个体化治疗方案提供更多有用的信息。
目的:探讨肺癌动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging，DCE-MRI)和体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion-diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)的可行性及相关参数的一致性和(或)可重复性。
资料与方法:对41例经病理证实的肺腺癌患者术前均采用呼吸门控法进行两次IVIM-DWI检查，然后其中26例(A组)采用自由呼吸法行DCE-MRI检查，15例(B组)采用屏气法行DCE-MRI检查。两位观察者独立测量DCE-MRI定量参数及IVIM-DWI相关参数各两次(时间间隔为1个月)，包括容积转运常数(Ktrans)、速率常数(K ep)、血管外细胞外容积分数(V e)、血浆分数(V p)和慢速表观扩散系数(Slow ADC)、快速表观扩散系数(Fast ADC)、快速扩散所占容积分数(f)。IVIM-DWI相关参数采用配对样本t检验(正态分布)或Wilcoxon检验(非正态分布)比较重复测量、不同观察者间及重复扫描的系统误差。DCE-MRI定量参数值两组间的比较，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。观察者间一致性及观察者内可重复性及一致性采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)，并采用Bland-Altman分析评估测量值的分布情况。ICC＜0.20为可重复性差，0.20～0.40为一般，0.41～0.75为较好，＞0.75表示可重复性非常好;同时，计算观察者内及两次扫描的变异系数(coefficient of variation，CV)，CV＜10％代表可重复性极好，10％～20％代表可重复性好，20％～30％代表可重复性中等，CV＞30％代表可重复性差。
结果:两名观察者测量SlowADC、FastADC和f值的差异无统计学意义(P＞0.05)，两名观察者测量之间的一致性好，ICC＞0.75。观察者1及观察者2前后两次测量之间的可重复性非常好，ICC＞0.75。IVIM相关参数在两次扫描中的可重复性好，SlowADC、FastADC和f值的ICC分别为0.976、0.894和0.907，CV分别为4.612、15.034和11.575。DCE-MRI中A组肺癌病灶的Ktrans、Kep、Ve及Vp测量值分别为(0.600±0.232)min-1、(1.318±0.316)min-1、0.517±0.120和0.060±0.019;B组中相应测量值分别为(0.497±0.190)min-1、(1.258±0.260)min-1、0.521±0.114和0.058±0.024;各项参数值在两组间的差异均无统计学意义(P值分别为0.145、0.528、0.914及0.791)，两种成像方法中观察者间隔一个月两次测量的肺癌Ktrans值均具有较好的一致性(ICC为0.908～0.972，95％置信区间为0.792～0.990)，两种成像方法中观察者间Ktrans测量值也具有较好的一致性(ICC为0.820～0.925，95％置信区间为0.639～0.987)。
结论:肺癌DCE-MRI及IVIM-DWI可行，其参数值中(IVIM-DWI)SlowADC值的一致性和可重复性较FastADC和f值的好，(DCE-MRI)Ktrans值的一致性较其它参数(Kep、Ve及Vp)值的好。自由呼吸法DCE-MRI可推广运用于临床检查。
第二部分DCE-MRI联合IVIM-DWI在肺癌鉴别诊断中的临床价值
目的:探讨DCE-MRI联合IVIM-DWI在肺部良恶性病变鉴别诊断中的应用价值。
资料与方法:前瞻性纳入2015年9月至2018年10月因CT检查发现肺部孤立性结节或肿块(最小径≥1cm)，并均行DCE-MRI及IVIM-DWI扫描的患者114例，包括男51例、女63例;年龄范围38～79岁。所有患者病理最终经手术病理、CT引导下穿刺或纤维支气管镜活检细胞学及组织学证实，包括肺癌患者77例和良性病变37例。测量DCE-MRI定量参数:容积转运常数(Ktrans)、速率常数(Kep)、血管外细胞外容积分数(V e)、血浆分数(V p);利用体素内不相干运动模型计算慢速表观扩散系数(Slow ADC)、快速表观扩散系数(Fast ADC)、快速扩散所占容积分数(f)。采用Kolmogorov-Smimov正态分布检验对计量资料的数据进行分析，符合正态分布的数据采用均数±标准差((x)±s)的形式描述，不符合正态分布的资料采用中位值(median，M)[95％可信区间(confidence interval，CI)]的形式表示。比较良性病变与肺癌的DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI相关参数SlowADC、FastADC、f值的差异，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验，并绘制各参数的柱形分布图。运用多因素Logistic回归分析确定DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合鉴别诊断肺部良恶性病变的独立影响因素。以病理诊断结果为金标准，绘制ROC曲线，计算曲线下面积(AUC)，比较DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合诊断效能的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。
结果:肺部良性病变Ktrans、Kep值[0.117(0.105，0.240)min-1，0.665(0.636，0.866)min-1]明显低于肺癌[(0.530±0.271)min-1，(1.189±0.378)min-1]，差异有统计学意义(统计量U值分别为302和572.5，P值均＜0.05)，肺部良性病变Ve、Vp值[0.364±0.244，0.045(0.041，0.075)]与肺癌的Ve、Vp值[0.421±0.201，0.062(0.058，0.077)]之间差异无统计学意义(t=1.337，U=1168，P值均＞0.05)。肺癌的SlowADC值[0.810(0.802，0.988)×10-3mm2/s]明显低于良性病变[1.30(1.210，1.524)×10-3mm2/s]，差异有统计学意义(U=494.5，P＜0.05);肺癌FastADC值和f值[(14.330±7.280)×10-3mm2/s，27.0(26.14，32.96)％]与肺部良性病变的FastADC值和f值[14.60(12.60，23.99)×10-3mm2/s，24.0(23.46，31.66)％]差异无统计学意义(U值分别为1331和1265，P值均＞0.05)。以病理结果为金标准绘制Ktrans、Kep及SlowADC值3个参数的ROC曲线，得出3者ROC曲线下面积分别为0.895、0.799、0.810，并根据ROC曲线找出Ktrans、Kep和SlowADC指标的最佳诊断切点值(根据约登指数)分别为0.242min-1、0.81min-1、1.09×10-3mm2/s，判断肺部良恶性病变的敏感度分别为85.7％、90.9％，72.7％;特异度分别为81.1％、67.6％、78.4％。将DCE-MRI和IVIM-DWI联合指标进行Logistic回归得到的预测值(百分数)进行联合指标的分析，绘制ROC曲线，联合诊断效能的ROC曲线下面积为94.6％，敏感度为87.0％，特异度为91.9％，明显高于DCE-MRI检查和IVIM-DWI检查。
结论:(DCE-MRI)Ktrans、Kep量化参数和(IVIM-DWI)SlowADC值对肺部良性病变与肺癌间的鉴别诊断分别有意义，其中两种检查联合显著提高肺部良性病变与肺癌鉴别诊断效能。
第三部分DCE-MRI联合IVIM-DWI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值
目的:探讨DCE-MRI联合IVIM-DWI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值，并分析纵隔淋巴结转移的危险因素。
资料与方法:分析2015年10月至2018年10月在我院行肺叶切除术及系统淋巴结清扫的34例肺癌患者的临床及影像资料，术前均行胸部CT、DCE-MRI和IVIM-DWI扫描。共清扫纵隔淋巴结179枚，其中转移25枚，无转移154枚。评估MRI检查对纵隔转移性淋巴结的判断准确率与术后病理的一致性，分析纵隔淋巴结转移的危险因素。测量纵隔淋巴结DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI参数SlowADC、FastADC、f值。首先采用Kolmogorov-Smimov正态分布检验对计量资料的数据进行分析，符合正态分布的数据采用均数±标准差((x)±s)的形式描述，不符合正态分布的资料采用中位值(median，M)((P25，P75)的形式表示。比较转移性淋巴结与非转移性淋巴结的DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve、Vp及IVIM-DWI参数SlowADC、FastADC、f值的差异，符合正态分布者采用独立样本t检验，不符合者采用Mann-WhitneyU检验。以病理诊断结果为金标准，绘制ROC曲线，计算曲线下面积(AUC)，根据最大约登指数确定最佳诊断切点值，评价各参数值对纵隔淋巴结转移的诊断效能，比较DCE-MRI、IVIM-DWI及二者联合诊断效能的差异。比较DCE-MRI定量参数(Ktrans、Kep、Ve)及IVIM-DWI参数(SlowADC、FastADC和f值)在肺癌原发病灶与其纵隔转移性淋巴结之间的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。
结果:CT、MRI+DWI、MRI+DCE、MRI+DWI+DCE诊断肺癌纵隔淋巴结是否转移的总准确率分别为83.8％、77.1％、78.8％、81.6％;结果发现肿瘤的大小，肿瘤分化程度及胸膜牵拉征象在转移性淋巴结与非转移性淋巴结中差异有统计学意义(P＜0.05)，而患者性别、年龄、病变部位、肿瘤病理类型及分叶征、毛刺征在纵隔转移性淋巴结与非转移性淋巴结间无差异(P值均＞0.05)。转移性淋巴结的Ktrans、Ve值[0.165(0.047，0.188)min-1，0.131(0.084，0.329)]均高于非转移性淋巴结[0.049(0.036，0.103)min-1，0.056(0.045，0.096)]，差异有统计学意义(U=659.0，583.5;P＜0.05);转移性淋巴结的Kep、Vp值[0.766(0.525，1.527)min-1，0.015(0.010，0.035)]与非转移性淋巴结的Kep、Vp值[0.822(0.595，1.068)min-1，0.014(0.011，0.022)]之间差异均无统计学意义(U=1208.0，1139.0;P=0.946，0.623)。转移性淋巴结的SlowADC值[(0.940±0.311)×10-3mm2/s]低于非转移性淋巴结[(1.335±0.484)×10-3mm2/s]，差异有统计学意义(t=3.747，P＜0.05);转移性淋巴结的FastADC、f值[(16.110±8.548)×10-3mm2/s，(38.89±16.77)％]与非转移性淋巴结的FastADC、f值[(15.64±6.673)×10-3mm2/s，(33.10±15.84)％]间的差异没有统计学意义(t=0.291，1.571，P值均＞0.05)。以病理结果为金标准绘制Ktrans、Kep、Ve、Vp和SlowADC、FastADC、f值的ROC曲线，曲线下面积分别为0.730、0.505、0.761、0.533和0.750、0.502、0.600，可知Ktrans、Ve、SlowADC曲线下面积在0.7以上，具有一定的诊断效能，找出最佳诊断切点值分别为0.111min-1、0.073，0.93×10-3mm2/s，Ktrans的敏感度和特异度为79.25％和69.57％，Ve的敏感度和特异度为69.81％和86.96％，SlowADC敏感度为77.3％，特异度为60.8％。将DCE-MRI和IVIM-DWI联合指标进行Logistic回归得到的预测值(百分数)进行联合指标的分析，联合诊断效能的ROC曲线下面积为0.784，敏感度为85.85％，特异度为65.22％，联合诊断效能并没有明显高于DCE-MRI检查和IVIM-DWI检查。(IVIM-DWI参数)SlowADC值在肺癌原发病灶与其纵隔转移性淋巴结之间无明显统计学差异。
结论:常规MRI对肺癌纵隔淋巴结转移的诊断价值有限。纵隔淋巴结的转移与肺原发肿瘤的大小、肿瘤分化程度及胸膜侵犯有关。(DCE-MRI)Ktrans、Ve量化参数及(IVIM-DWI)SlowADC值可以鉴别肺癌纵隔淋巴结是否转移，具有一定的诊断效能，尤其(IVIM-DWI)SlowADC值作为肺癌原发病灶与纵隔淋巴结转移同源性影像学指标，为指导临床制定个体化治疗方案提供更多有用的信息。