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目的:碘佛醇是一种广泛应用的高亲水性、低毒性的非离子型X射线造影剂,我们团队已经在乳腺癌和肝癌的动物模型中将碘佛醇作为对比剂,利用CEST技术实现了细胞外pH的测定。本研究旨在用碘佛醇作为外源性对比剂,采用基于不同饱和强度的比率法,将CESTpH成像技术从7T高场强转换为3T低场强,并在3T上实现肝脏肿瘤组织pH值的测定,从而探究CESTpH成像技术对鉴别肝脏肿瘤良恶性的可行性。
方法:本研究包括体外试管研究及体内活体研究两部分,所有的体内外实验都在3T磁共振扫描仪上进行。体外试管实验:配置5根相同浓度不同pH值的碘佛醇溶液试管,探讨体外实验pH成像范围,同时配置5根pH相同,但是浓度不同的碘佛醇溶液模型以探讨浓度对碘佛醇pH成像是否有影响,首先我们采用基于不同饱和射频脉冲强度的比率法对碘佛醇体模进行CESTpH成像研究,然后利用校正后的Z谱在4.3ppm处的不对称磁化转移率(MTRasym)来量化CEST效应。体内活体实验:活体实验分为两个阶段:第一阶段为动物实验,对兔进行CESTpH成像,在体外实验参数的基础上进一步优化参数以探究碘佛醇CEST成像在活体的最佳扫描参数。第二阶段为人体实验,15例(男13例,女2例;平均年龄63.0岁;年龄范围49–75岁)新近诊断并病理确诊为肝癌的患者,5例(男1例,女4例;平均年龄48.6岁;年龄范围37–59岁)诊断为肝血管瘤患者进行
CESTpH扫描。用Metlab软件、Spss软件及GraphPadPrism软件对实验所获得的数据进行后处理及统计分析。所有结果用平均值±标准差表示,分析采用配对t检验的分析的方法,P<0.05认为有统计学意义。
结果:体外实验结果:3T磁共振扫描仪上CESTpH成像可测量的pH范围在6.0-7.2之间,并且准确度为0.1个单位,pH成像不受碘佛醇溶液浓度的影响。体内实验结果:CESTpH成像显示所有肝癌患者肿瘤区域组织细胞外环境呈酸性,周围正常肝脏组织呈中性或弱碱性,两者差异具有统计学意义(P<0.05)。但所有肝血管瘤患者肿瘤区域组织及周围正常肝脏组织细胞外环境均呈中性或弱碱性,两者差异无明显统计学意义(P>0.05)。此外pH成像显示肝癌肿瘤区域范围与T2加权成像的病灶范围大致相同。
结论:碘佛醇CEST细胞外pH成像技术成功实现了从高场强到临床低场强的转换。不但能够测量肝脏肿瘤细胞外pH,而且能区分肝脏肿瘤的良恶性,碘佛醇CEST细胞外pH成像技术有望成为一种新型、简便、高分辨率的分子水平影像诊断技术,从而有可能为肝脏肿瘤药物治疗后疗效评估、临床转归提供一定的帮助。
方法:本研究包括体外试管研究及体内活体研究两部分,所有的体内外实验都在3T磁共振扫描仪上进行。体外试管实验:配置5根相同浓度不同pH值的碘佛醇溶液试管,探讨体外实验pH成像范围,同时配置5根pH相同,但是浓度不同的碘佛醇溶液模型以探讨浓度对碘佛醇pH成像是否有影响,首先我们采用基于不同饱和射频脉冲强度的比率法对碘佛醇体模进行CESTpH成像研究,然后利用校正后的Z谱在4.3ppm处的不对称磁化转移率(MTRasym)来量化CEST效应。体内活体实验:活体实验分为两个阶段:第一阶段为动物实验,对兔进行CESTpH成像,在体外实验参数的基础上进一步优化参数以探究碘佛醇CEST成像在活体的最佳扫描参数。第二阶段为人体实验,15例(男13例,女2例;平均年龄63.0岁;年龄范围49–75岁)新近诊断并病理确诊为肝癌的患者,5例(男1例,女4例;平均年龄48.6岁;年龄范围37–59岁)诊断为肝血管瘤患者进行
CESTpH扫描。用Metlab软件、Spss软件及GraphPadPrism软件对实验所获得的数据进行后处理及统计分析。所有结果用平均值±标准差表示,分析采用配对t检验的分析的方法,P<0.05认为有统计学意义。
结果:体外实验结果:3T磁共振扫描仪上CESTpH成像可测量的pH范围在6.0-7.2之间,并且准确度为0.1个单位,pH成像不受碘佛醇溶液浓度的影响。体内实验结果:CESTpH成像显示所有肝癌患者肿瘤区域组织细胞外环境呈酸性,周围正常肝脏组织呈中性或弱碱性,两者差异具有统计学意义(P<0.05)。但所有肝血管瘤患者肿瘤区域组织及周围正常肝脏组织细胞外环境均呈中性或弱碱性,两者差异无明显统计学意义(P>0.05)。此外pH成像显示肝癌肿瘤区域范围与T2加权成像的病灶范围大致相同。
结论:碘佛醇CEST细胞外pH成像技术成功实现了从高场强到临床低场强的转换。不但能够测量肝脏肿瘤细胞外pH,而且能区分肝脏肿瘤的良恶性,碘佛醇CEST细胞外pH成像技术有望成为一种新型、简便、高分辨率的分子水平影像诊断技术,从而有可能为肝脏肿瘤药物治疗后疗效评估、临床转归提供一定的帮助。