基于低b值VIVM DW-MRI评价兔肝VX2瘤微血管灌注及与MVD、CT灌注参数相关性的研究

ADC values which based on monoexponential fitting of DW-MRI data are not factually reflective of the biological characteristics of molecular diffusion in tissue, but intravoxel incoherent motion (IVIM) DW-MRI with low b values could reflect the microcapillary perfusion of tissue. To explore the optimal calculation method or functional relationship which could reflect the microcapillary perfusion parameters, optimization of the data acquisition of IVIM DW-MRI with low b values and the data analysis software of biexponential model will be performed in this study. To reveal the mechanism of IVIM DW-MRI with low b values for microcapillary perfusion, a flow phantom mimicking the abnormal tumor microvascular properties will be taken as research object, and the variation of parameters of IVIM DW-MRI with low b values, such as perfusion fraction, pseudodiffusion coefficient and so on, will be observed in different blood flow velocity and direction. Then the correlation between the parameters of IVIM DW-MRI with low b values and microvessel density (MVD), CT perfusion parameters will be studied by taking liver VX2 tumor in rabbits as research object. These researches may reveal the correlation between the parameters of IVIM DW-MRI with low b values and MVD, CT perfusion parameters and verify the possibility and accuracy of the evaluation of microcapillary perfusion by parameters of IVIM DW-MRI with low b values.

基于DW-MRI传统单指数模型分析ADC值不能真实反映组织扩散的生物学特征，而低b值IVIM（双指数模型） DW-MRI能反映组织的微血管灌注状态。本项目首先对低b值IVIM DW-MRI数据采集及双指数模型数据分析软件进行优化，探索出IVIM模型中最能反映微血管灌注参数的计算方法或函数关系。通过以与微血管血流状态相似的体模为研究对象，阐明不同血流速率、血流方向状态下低b值IVIM DW-MRI灌注分数、假扩散系数等参数的变化特征，揭示低b值IVIM DW-MRI反映微血管灌注的机制。并通过兔肝VX2瘤为研究对象，验证低b值IVIM DW-MRI反映微血管灌注特征的参数与MVD、CT灌注参数之间的相关性。通过该研究，可望揭示IVIM DW-MRI灌注分数f等与MVD、CT灌注BV、BF等参数相关性的规律，进一步验证低b值IVIM DW-MRI灌注分数等参数评价微血管灌注的可能性及准确性。

针对采用高质量体素内不相干运动磁共振弥散加权成像（IVIM DW-MRI）原始数据、优化准确反映灌注分数、假扩散系数的因子或函数关系，以及验证IVIM DW-MRI反映微血管灌注特征参数准确性的问题，本项目开展了肝脏IVIM DW-MRI数据采集序列优化、扫描参数优化、数据分析软件优化的研究，以及建立动物模型探讨IVIM DW-MRI灌注因子f等参数与CT灌注BV、BF等参数的相关性,验证低b值IVIM DW-MRI 灌注因子f等参数评价微血管灌注的准确性的研究。包括：(1) 系统研究了肝脏DWI数据采集呼吸补偿技术的对比研究，结果表明自由呼吸DWI采集技术在肝脏DWI采集中具有实用的价值；（2）开发了DWI和DCE采集运动校正新方法；（3）研究了钆对比剂对ADC值及IVIM DW-MRI参数值的影响。另外还对正常肝脏DKI成像的可行性展开了研究，并评估DWI各参数测量的可重复性；（4）研究发现多模型DWI技术，D、ADC作为影像生物标志可以在治疗后1小时检测HCC靶向治疗反应（5）利用本项目的技术和方法，成功将DWI和DCE技术运用于乳腺癌、鼻咽癌等的研究。基于DWI和IVIM DW-MRI研究，发表课题相关文章15篇，其中SCI文章11篇，包括影像领域顶级期刊《Radiology》1篇（影响因子：6.798）；实用新型专利授权1项。研究结果为临床DWI及IVIM DW-MRI采集提供了标准方法，探讨了肝脏DWI受影响的因素及采集序列、扫描参数的优化，探讨了IVIM DW-MRI参数与CT灌注参数的相关性,验证了IVIM DW-MRI参数评价微血管灌注的准确性，为临床上广泛推广应用提供了理论及实验基础。DWI和IVIM DW-MRI技术在其他疾病的应用，证明了功能成像MRI技术在疾病诊断和评估方面的应用价值。.同时，在本项目的资助下，项目组借助现代图像信息处理技术，开发影像组学工具，充分挖掘蕴含于肿瘤图像中的高维图像特征，用于肿瘤的定性、分级分期、疗效评价和预后预测，有较高的临床应用价值和科研意义。项目组发表SCI文章4篇，其中影像学领域顶级杂志《Radiology》1篇。