第一部分磁共振扩散峰度成像检测荷人鼻咽癌裸鼠移植瘤乏氧及放射敏感性的研究目的:鼻咽癌的治疗效果与癌组织的放射敏感性关系密切,而肿瘤乏氧被认为是影响鼻咽癌放射敏感性的重要因素。本研究旨在通过分析不同放射敏感性的鼻咽癌裸鼠移植瘤分割照射前后DKI参数以及乏氧相关因子表达水平的相关性,探讨DKI用以检测鼻咽癌裸鼠移植瘤组织乏氧及其评估鼻咽癌移植瘤放射敏感性的潜在机理。材料与方法:采用高放射敏感性（CNE-2系）和低放射敏感性（CNE-1系）鼻咽癌细胞,构建裸鼠移植瘤模型。将每一系的裸鼠30只各自随机分成5个小组,每组6只裸鼠。分别为照射前组（G0）、1/3剂量照射组（G1）、2/3剂量照射组（G2）、全剂量照射组（G3）和全剂量照射后第三日组（G4）;其中G1-G3组于相应剂量照射完次日行DKI扫描;G4组则在接受全部剂量后的第三日进行DKI序列的扫描,G0组不进行分割照射,直接行DKI扫描。每组裸鼠均于磁共振扫描完成后进行移植瘤剥取。利用PCR、Western-blot和免疫组化方法检测移植瘤组织的乏氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达。采用One-way ANOVA检验不同多个参数变量之间的差异。采用Pearson相关分析或Spearman秩相关分析检验DKI参数D值和K值与HIF-1α表达之间的相关性。显著性水平α选择0.05。结果:两系移植瘤在分割照射前的体积差异没有统计学意义（p=0.296）,分割照射之后体积出现不同程度缩小,整体变化具有统计学意义（p<0.001）,而长径的变化不具有统计学意义（p>0.05）。D值和K值的整体变化差异均具有统计学意义（P<0.001）,D值上升、K值下降。瘤组织HIF-1αmRNA表达水平的整体变化差异均具有统计学意义（p<0.001和p<0.001）,且均呈下降趋势。免疫组化显示HIF-1α表达CNE-1各组得分之间的总体差异也具有统计学意义（p=0.041）,呈上升趋势。而CNE-2各组得分之间的总体差异则没有统计学意义（p=0.534）。相关性研究结果显示,CNE-1系鼻咽癌移植瘤组织在分割照射前后的D值变化与移植瘤体积变化呈现中度负相关（r=-0.631,p<0.001）;与HIF-1αmRNA表达变化呈现出低度负相关（r=-0.375,p=0.024）;与HIF-1α免疫组化表达不具有相关性（r=0.178,p=0.347）。K值变化与移植瘤体积变化呈现高度正相关（r=0.842,p<0.001）;与HIF-1αmRNA表达变化呈现出低度负相关（r=0.592,p<0.001）;与HIF-1α免疫组化表达呈现出中度负相关（r=-0.526,p=0.003）。CNE-2系鼻咽癌移植瘤组织D值变化与移植瘤体积变化呈现高度度负相关（r=-0.856,p<0.001）;与HIF-1αmRNA表达变化无显著相关（r=-0.098,p=0.570）;但是与mRNA前3组表达变化呈现中度负相关（r=-0.668,p=0.002）;与HIF-1α免疫组化表达不具有相关性（r=-0.161,p=0.395）。K值变化与移植瘤体积变化呈现高度正相关（r=0.964,p<0.001）;与移植瘤长径变化呈现出中度正相关（r=0.615,p<0.001）;与HIF-1αmRNA表达变化无显著相关（r=0.079,p=0.646）;但是与mRNA后2组表达变化呈现中度负相关（r=-0.628,p=0.005）;与HIF-1α免疫组化表达无显著相关（r=-0.078,p=0.683）。结论:DKI参数的动态变化具有鉴别不同放射敏感性鼻咽癌移植瘤的能力,并且具有检测移植瘤乏氧情况的潜力以及评估鼻咽癌移植瘤放射敏感性的应用价值。这可能与移植瘤组织内HIF-1α参与调节其放射敏感性的潜在机理有关。第二部分磁共振扩散峰度成像检测荷人鼻咽癌裸鼠移植瘤血管生成的价值研究目的:鼻咽癌对放射线的抵抗能力除了与肿瘤乏氧有关之外,还与肿瘤本身的血管生成能力有关。研究表明水通道蛋白1（AQP-1）和血管内皮生长因子（VEGF）是介导肿瘤血管生成的主要因素。本研究通过分析鼻咽癌裸鼠移植瘤分割照射前后DKI参数以及鼻咽癌血管生成相关因子表达水平的相关性,探讨DKI在检测鼻咽癌移植瘤组织血管生成的潜在机理。材料与方法:构建CNE-2系鼻咽癌裸鼠移植瘤模型36只,然后进行分割照射。将裸鼠各自随机分成6个小组,每组6只。分别为照射前组（G0）、1/3剂量照射组（G1）、2/3剂量照射组（G2）、全剂量照射组（G3）和全剂量照射后第3、5日组（G4、G5）;其中G0组直接行DKI扫描,G1-G3组于照射后次日行DKI扫描;G4、5组于全量照射后第3、5日行DKI扫描。每组裸鼠均于磁共振扫描完成后处死取瘤。利用PCR、Western-blot和免疫组化方法检测移植瘤组织的AQP-1和VEGF的表达以及移植瘤组织细胞密度和坏死比例的变化情况。采用One-way ANOVA检验不同多个参数变量之间的差异。DKI参数D和K与AQP-1、VEGF、细胞密度和组织坏死比例间的相关性采用Pearson或Spearman相关分析。显著性水平α选择0.05。结果:移植瘤在分割照射后的D值升高、K值下降,并且整体变化差异均具有统计学意义（P<0.001和P<0.001）;移植瘤组织的AQP-1和VEGF mRNA在分割照射后表达下降,整体变化差异具有统计学意义（p<0.001和p<0.038）;细胞密度值（CD）在分割照射后下降而组织坏死比例值在分割照射后上升,整体变化差异也均具有统计学意义（p<0.001和p<0.001）。相关性研究结果显示,D值变化与移植瘤体积变化呈现高度负相关（r=-0.856,p<0.001）;与AQP-1 mRNA表达水平变化呈现出高度负相关（r=-0.838,p<0.001）;与VEGF mRNA表达变化呈现中度负相关（r=-0.504,p=0.002）;与细胞密度（CD）变化呈现高度负相关（r=-0.918,p<0.001）;与组织坏死比例呈现高度正相关（r=0.908,p<0.001）;与AQP-1免疫组化表达呈现低度负相关（r=-0.381,p=0.022）;与VEGF免疫组化表达呈现低度负相关（r=-0.545,p=0.001）。K值变化与移植瘤体积变化呈现高度正相关（r=0.964,p<0.001）;与移植瘤长径变化呈现出中度正相关（r=0.615,p<0.001）;与AQP-1 mRNA表达变化呈现高度正相关（r=0.955,p<0.001）;与VEGF mRNA表达变化呈现高度正相关（r=0.891,p<0.001）;与细胞密度（CD）变化呈现高度正相关（r=0.888,p<0.001）;与组织坏死比例呈现高度正相关（r=-0.930,p<0.001）;与AQP-1免疫组化表达呈现低度正相关（r=0.330,p=0.049）;与VEGF免疫组化表达呈现低度正相关（r=0.594,p<0.001）。结论:DKI参数D和K具有潜在检测鼻咽癌移植瘤血管生成相关因子AQP-1和VEGF的表达情况的能力,且参数K值比参数D值更具有优势。两参数能够用来评价移鼻咽癌植瘤放射治疗效果,可能与它们能够检测分割照射后鼻咽癌移植瘤内AQP-1和VEGF表达变化的潜在能力有关。第三部分磁共振扩散峰度成像早期评估荷人鼻咽癌裸鼠移植瘤放射治疗效果的价值研究目的:鼻咽癌放射治疗后仍有约10%-20%患者效果不佳或者复发以及远处转移。然而常规MRI的形态学检查并不能及早发现这部分患者,若能在病灶形态学改变前就能检测出该部分患者,就可以更及时改变治疗方案,提高这部分患者的放疗效果。本研究通过对比鼻咽癌裸鼠移植瘤分割照射前后DKI和DWI参数的变化情况,探讨DKI在早期检测鼻咽癌移植瘤放射治疗效果的价值。材料与方法:构建高低（CNE-2和CNE-1）放射敏感性鼻咽癌裸鼠移植瘤模型,进行分割照射。每系各包含裸鼠36只,随机将裸鼠分成分别为照射前组（G0）、1/3剂量照射组（G1）、2/3剂量照射组（G2）、全剂量照射组（G3）和全剂量照射后第3、5日组（G4、G5）,共6组,每组6只;其中照射前组（G0）组不进行分割照射,直接行DKI扫描,G1-G3组于照射后次日行DKI扫描;G4、5组于全量照射后第3、5日行DKI扫描。独立样本t检验进行两样本之间的比较;Pearson相关分析进行样本间相关性的分析。ROC曲线分析各参数预测移植瘤分割放疗疗效的价值,根据AUC（Area Under the Curve）值判断DWI和DKI参数值的诊断准确度。显著性水平α选择0.05。结果:两系移植瘤体积在分割照射后呈下降趋势,整体变化具有统计学意义（p<0.001和p<0.001）。两系移植瘤D值和ADC值在照射之后总体呈上升趋势,在未照射时（G0）D值和ADC值两系对比没有统计学差异（p>0.05）,照射后G3组没有统计学差异（p>0.05）,其余各时间点两系之间的D和ADC值的差异具有统计学意义。并且CNE-2系的D值和ADC值明显高于CNE-1（p<0.019）。两系移植瘤的K值均有统计学差异（p<0.009）,且CNE-2系移植瘤照射前的K值高于CNE-1系,照射之后下降幅度大于CNE-1系,并于第二次照射（G2）后低于CNE-1系。两系移植瘤的影像参数变化值ΔD、ΔK和ΔADC部分存在统计学差异,并且CNE-2系的变化值大于CNE-1系。ROC曲线分析显示D_G1的AUC最高,为0.972,其次为ΔK₂的0.944,均高于ADC值中AUC最高的ADC_G2的0.861。D_G1在诊断阈值为1.04×10^-3mm²/s的时候,其诊断低放射敏感组的敏感性达到100%,特异性为83.3%。结论:DKI和DWI参数在移植瘤分割照射早期的疗效评估中具有一定的应用价值,且D值优于ADC值。