磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像不同模型在大鼠腦內(nèi)的重復(fù)性研究.pdf

1、目的：
　　采用表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）單指數(shù)模型、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）雙指數(shù)模型、擴(kuò)散峰度成像（DKI）模型及拉伸指數(shù)模型對大鼠大腦的磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像數(shù)據(jù)擬合分析，比較四種磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像不同數(shù)學(xué)模型在大鼠腦內(nèi)的重復(fù)性情況。并進(jìn)一步分析ADC單指數(shù)模型在不同腦區(qū)之間的重復(fù)性差異。
　　方法：
　　雄性SD大鼠14只（2-3月齡，315-360g）經(jīng)10％水合氯醛麻醉后，將其固定于8通道高分辨率老鼠頭顱磁共振

2、線圈內(nèi)，選用3.0T GE DISCOVERY MR750磁共振掃描儀，俯臥位掃描。在經(jīng)過二次定位像掃描后，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像采用自旋回波-回波平面成像（SE-EPI）序列，進(jìn)行大鼠全腦橫斷位掃描。b值分別采用0、30、100、200、400、1000、1500、2000 s/mm2。于第二天相同時(shí)間段，再次用同樣的掃描參數(shù)、同樣方法對大鼠大腦進(jìn)行第二次掃描。通過MItalytics軟件，基于Matlab軟件及C語言對磁共振圖像進(jìn)行后處

3、理，并對每只老鼠大腦的磁共振擴(kuò)散加權(quán)圖像進(jìn)行感興趣區(qū)（ROI）的手動(dòng)選取，選取大腦的不同區(qū)域（額頂葉皮層、紋狀體、胼胝體及海馬）進(jìn)行擴(kuò)散磁共振信號衰減曲線與四種不同擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型的擬合。擬合后，經(jīng)軟件分析獲取不同擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型的參數(shù)信息：ADC單指數(shù)模型的ADC值；IVIM雙指數(shù)模型的D、f和D*值；DKI模型的Dapp和Kapp值；以及拉伸指數(shù)模型的DDC和α值。運(yùn)用配對t檢驗(yàn)計(jì)算前后兩天的不同擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型的參數(shù)是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過計(jì)

4、算受試者內(nèi)變異系數(shù)（intra-subject coefficient of variation, intra-subject CV）和Cronbach's Alpha來評估前后兩天參數(shù)總體變異中的組內(nèi)成分。Cronbach's Alpha的截?cái)嘀禐?.6；大于0.7表示組內(nèi)變異較小，一致性良好。另外，根據(jù)Bland-Altman分析前后兩天參數(shù)的平均絕對差值分布和差值的95%一致性限度（95%limits of agreement,

5、LA）評估實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，平均絕對差值和LA越小，模型計(jì)算結(jié)果的重復(fù)性越好。
　　結(jié)果：
　　對比14只大鼠的56個(gè)腦區(qū)磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像不同數(shù)學(xué)模型前后兩天的參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)D*、Kapp和α前后兩天差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。ADC、D、f、Dapp和DDC的差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＞0.05）。另一方面，ADC單指數(shù)模型的ADC、DKI模型的Dapp和Kapp以及拉伸指數(shù)模型的DDC和α參數(shù)的配對樣本相關(guān)分析表明前后兩

6、天結(jié)果呈正相關(guān)（r分別為0.632,0.546,0.493,0.641,0.624, p均＜0.001），IVIM模型的所有參數(shù)（D、f和D*）前后兩天的結(jié)果均不存在相關(guān)性（r分別為-0.182,-0.101,0.015, p均＞0.05）。ADC模型、DKI模型和拉伸指數(shù)模型中擴(kuò)散率相關(guān)參數(shù)（即ADC、Dapp和DDC）前后兩天的Cronbach's alpha均大于0.7，intra-subject CV均小于5%。拉伸指數(shù)模型中的

7、α值的Cronbach's alpha也大于0.7，intra-subject CV小于5%。而IVIM模型中所有參數(shù)（D、f和D*）前后兩天的Cronbach's 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模型和拉伸指數(shù)模型中擴(kuò)散率相關(guān)參數(shù)（即ADC、Dapp和DDC）及拉伸指數(shù)模型中的α值的LA均小于0.15×10-3mm2/s，其中ADC的LA最小，

8、為0.086×10-3 mm2/s。IVIM模型所有參數(shù)以及DKI模型中Kapp的LA大于0.4×10-3 mm2/s。額頂葉、紋狀體、胼胝體和海馬4個(gè)ROI前后兩次ADC參數(shù)重復(fù)性比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紋狀體部位ADC值的intra-subject CV和LA最低，分別為：2.00%和0.034×10-3 mm2/s，胼胝體部位ADC值的intra-subject CV和LA最高，分別為：3.98%和0.085×10-3 mm2/s。