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第一部分3D ASL灌注成像技术在脑肿瘤诊断及分级中的应用研究目的：利用3D动脉自旋标记灌注成像(Three dimensional arterial spin labeling,3D ASL)技术对不同脑肿瘤进行影像学特征描述及定量分析,以探讨3D ASL灌注成像技术在脑肿瘤诊断及分级中的应用价值。材料与方法：使用GE Discovery7503.0T超导型磁共振扫描仪,选择自2013年1月至2015年1月的57例颅脑肿瘤患者进行常规MRI扫描及3D ASL灌注成像检查,其中28例胶质瘤患者加扫动态磁敏感对比增强(Dynamic Susceptibility Contrast, DSC) MRI灌注成像,所有原发脑肿瘤病例均经手术病理学证实,部分转移瘤根据确诊的原发灶进行诊断,其中包括高级别(Ⅲ-Ⅳ级)胶质瘤16例、低级别(Ⅰ-Ⅱ级)胶质瘤12例、脑膜瘤12例、转移瘤6例、脉络丛乳头状瘤3例,血管母细胞瘤3例,胆脂瘤3例,髓母细胞瘤1例和淋巴瘤1例。通过分析其不同脑肿瘤影像学特征,在不同脑肿瘤所得的灌注成像参数图上,分别测量肿瘤实质部分最大肿瘤血流量(the maximal tumor blood flow, TBFmax)以及对侧大脑半球、灰质和白质的血流量(cerebral blood flow, CBF,采用配对样本t检验,取α=0.05为检验水准进行统计学分析,以P<0.05为差异有统计学意义：对3D ASL及DSC两种技术在胶质瘤术前所得平均最大相对脑血流量(rCBFmax)比值行线性回归分析,了解其相关性。绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC曲线),确定高、低级别胶质瘤的最佳分类阈值,并计算其敏感性、特异性及准确性。最后通过配对X2检验比较MRI常规序列和3D ASL灌注成像技术联合应用对脑肿瘤定性诊断和分级符合率。结果：1低级别胶质瘤组肿瘤实性区域各灌注指标均低于其他各组,且差异具有统计学意义(均P<0.05),余各组间比较,差异无显著性,其中高级别胶质瘤、脑膜瘤组、脑转移瘤组、平均TBFmax/对侧半球、TBFmax/对侧灰质、TBFmax/对侧白质各比值分别为：(3.30±0.86、3.01±1.2、3.81±1.26:3.55±0.47、2.73±0.44、3.85±0.95;3.29±0.64、2.71±0.34、3.35±0.85)。228例胶质瘤患者,3D ASL和DSC两种技术所得各灌注指标在低、高级别胶质瘤之间均有统计学意义(P<0.05),但两种技术之间比较,则差异无显著性(P>0.05),对两种技术肿瘤实性区域灌注指标TBFmax/对侧半球、TBFmax/对侧灰质、TBFmax/对侧白质各比值行线性回归分析,呈显著正相关,其相关系数分别为：r=0.953,r=0.892,r=0.781.33D ASL灌注成像技术在肿瘤实性区域灌注指标TBFmax/对侧半球、TBFmax/对侧灰质、TBFmax/对侧白质各比值在区分胶质瘤低、高级别间的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.969、0.956、0.896；其中以TBFmax/对侧半球比值面积最大(0.969),以TBFmax/对侧半球比值>2.11为诊断阈值时,低、高级别胶质瘤诊断的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、91.7%、94.1%、100%。4DSC灌注成像技术在肿瘤实性区域灌注指标TBFmax/对侧半球、TBFmax/对侧灰质、TBFmax/对侧白质各比值在区分胶质瘤、高级别间的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.948、0.943、0.904;其中以TBFmax/对侧半球比值面积最大(0.958),以TBFmax/对侧半球比值>1.91为诊断阈值时,低、高级别胶质瘤诊断的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、83.3%、88.9%、100%。5MRI常规序列、3D ASL灌注成像序列对高、低级别胶质瘤的分级与病理组织学结果比较,差异无统计学意义(P>0.05),两种扫描方法联合应用,其敏感性和正确指数均明显提高,分别为：93.8%和77.1%。结论3D ASL与DSC法测量胶质瘤实性区域rCBF值均有很好的相关性,3D ASL灌注成像技术具有可重复性高、完全无创性等优点,其中肿瘤实性区域TBFmax/对侧半球比值可能是区分低、高级别胶质瘤中最优参数。3D ASL能定量反应肿瘤微循环的灌注情况,与MRI常规序列联合应用,可作为其重要补充,对脑肿瘤的定性诊断以及胶质瘤的术前分级有重要参考价值。第二部分体素内不相干运动扩散加权成像在脑肿瘤诊断及分级中的应用研究目的：利用多b值体素内不相干运动扩散加权磁共振成像(introvoxel incoherent motion MR imaging, IVIMMRI)技术对不同脑肿瘤进行影像学特征描述及定量分析,以探讨IVIM单、双指数模型扩散加权成像在脑肿瘤诊断及分级中的应用价值。材料与方法：使用GE Discovery7503.0T超导型磁共振扫描仪,选择自2013年1月至2015年1月的57例颅脑肿瘤患者进行常规MRI扫描及eDWI扩散加权成像检查,所有原发脑肿瘤病例经手术病理学证实,部分转移瘤根据确诊的原发灶进行诊断,其中包括高级别(Ⅲ-Ⅳ级)胶质瘤16例、低级别(Ⅰ-Ⅱ级)胶质瘤12例、脑膜瘤12例、转移瘤6例、脉络丛乳头状瘤3例,血管母细胞瘤3例,胆脂瘤3例,髓母细胞瘤1例和淋巴瘤1例。通过分析其不同脑肿瘤影像学表现及eDWI序列参数图特征,在不同脑肿瘤所得的参数图上,分别测量肿瘤实质区及正常脑白质的单指数模型的扩散系数ADCstandard值以及双指数模型中的扩散系数D值、灌注分数f值、灌注系数D*值,采用配对样本t检验,取α=0.05为检验水准进行统计学分析,以P<0.05为差异有统计学意义：并通过受试者操作曲线(receiver operating characteristic curve. ROC)方法选择良恶性脑肿瘤鉴别诊断及高、低级别胶质瘤分级的最佳参数；最后行诊断试验评价(敏感性、特异性)。结果：1ADCstandard、 D、 f、 D*参数值在肿瘤区与对侧脑白质区之间均有显著性差异,分别为(0.81±0.14)×10-3,(0.67±0.05)×10-3,(t=73.26, P<0.001),(0.80±0.19)×10-3,(0.64±0.13)×10-3,(t=-5.54, P<0.001),(8.47±2.30)×10-3,(5.59±1.85)×10-3,(t=-7.56, P<0.001),(28.91±11.75)×10-3,(8.20±3.57)×10-3,(t=-13.06, P<0.001)2良性脑肿瘤扩散系数D值(0.94±0.15)×10-3及ADCstandard值(0.92±0.14)×10-3均显著大于恶性脑肿瘤组(0.71±0.16,0.74±0.09)×10-3,差异有统计学意义(t=5.77,5.86,P<0.001),且扩散系数D值在良、恶性脑肿瘤之间差异最大；良性脑肿瘤灌注系数D*大于恶性脑肿瘤,灌注分数f值小于恶性,提示良性肿瘤微循环灌注分数小于恶性肿瘤,但差异均无统计学意义(t=1.75,-0.96,P>0.05)。3分别比较良、恶性脑肿瘤组ADCstandard、 D、 f、 D*参数值之间的相关关系,发现两组中,D与D*值、D*值与ADCstandard值间差异均有统计学意义,(良性：t=-13.26、13.28,P<0.01;恶性：t=-13.62、-22.15,P<0.01),D值与ADCstandard值间差异无统计学意义(良性：t=-1.61,P>0.05；恶性：t=1.56,P>0.05),说明D值更接近ADCstandard值。4MRI常规序列、eDWI序列对良、恶性脑肿瘤的诊断与病理组织学结果比较,差异无统计学意义(P>0.05),两种扫描方法联合应用,其敏感性和正确指数均明显提高,分别为：91.7%和93.3%。5低级别胶质瘤组,ADCstandard值略低于对侧正常脑白质区,高级别胶质瘤组ADCstandard值略高于对侧正常脑白质区,但差异均无统计学意义(P>0.05),而D值、f值、D*值与对侧正常脑白质区均有差异(P<0.05)。6低、高级别胶质瘤D值、f值、D*值均有明显差异(P<0.05), ADCstandard值差异无统计学意义(P>0.05)。7ADCstandard值、D值、f值及D*值在区分胶质瘤低、高级别间的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.698、0.719、0.719、0.969；其中以D*值面积最大(0.969),以D*值>18.7为诊断阈值时,高级别胶质瘤诊断的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为93.8%、83.3%、88.2%、90.9%。8MRI常规序列、eDWI序列对低、高级别胶质瘤的分级与病理组织学结果比较,差异无统计学意义(P>0.05),两种扫描方法联合应用,其敏感性和正确指数均明显提高,分别为：93.7%和89.3%。结论eDWI扩散加权成像序列是诊断脑肿瘤的有效补充技术,联合应用常规MRI扫描,eDWI能提高脑肿瘤诊断的准确性。双指数模型多b值DWI较传统的单指数模型DWI能在术前更准确地评估胶质瘤级别,D*值可能是区分高、低级别胶质瘤中最敏感的参数。