许多研究人员建立了实用的动态对比enhanced-magnetic磁共振成像(DCE-MRI)鉴别诊断在头部和颈部区域,特别是在唾液腺肿瘤。的主观评估的模式time-intensity曲线(TIC)或简单的量化的抽搐,如时间增强峰值(
T
峰)和冲洗比率(WR)是常用的。尽管上述半定量的评价已广泛应用,他们不提供底层的药代动力学分析组织信息。DCE-MRI比的量化;因此,提出了许多室模型分析。小丘和克莫德(TK)模型是一种最受欢迎的室模型,提供的信息涌入向前体积常数从等离子体转移到extravascular-extracellular空间(ee)和体积分数的ee单位体积的组织在许多临床研究使用。本文将介绍药代动力学分析的方法,描述了该技术的临床应用在头部和颈部区域。
有另一种方法,叫做
T
2
*或敏感性对比增强磁共振(DSC)。对比剂用于这项技术被认为是主要局限于血管空间,从而对灌注提供了有价值的信息,如血容量(BV)、血流量(BF)、和运输时间;因此,所需的时间分辨率是1 - 2秒。
T
2
*三序列是用于监控的通过对比媒体,因为瞬时黯淡的组织在第一次通过对比媒体。然而,有一些影像报告以外的使用大脑。特别是图像的质量
T
2
*三差图像在头部和颈部区域,由于气动空间和口腔假体的存在。因此,本研究关注DCE-MRI。
2。抽搐的主观和半定量的分析
DCE-MRI的有效性已经建立的诊断分析唾液腺肿瘤(
1- - - - - -
3]。迄今为止,许多研究评估了抽搐,在肿瘤和比较一个ROI
T
峰和弯角。的
T
峰多形性腺瘤是超过对恶性肿瘤和Warthin的肿瘤。此外,WR Warthin的肿瘤是这三个中最高的病变。快速increase-rapid冲刷模式建议Warthin的肿瘤的可能性非常高。持续增长模式表明,良性肿瘤的本质,表明多形性腺瘤的可能性非常高。高原模式与缓慢的冲刷是恶性肿瘤和多形性腺瘤的特征。DCE-MRI Yabuuchi等人成功地展示了验证(22良性肿瘤,恶性肿瘤11日)和评估之间的相关性
T
峰微血管计数和车手之间cellularity-stromal品位。微血管计数被认为代表多血管肿瘤,和
T
峰是短暂的,如果微脉管数高。或者说是取决于数量的差异之间的对比剂在肿瘤血管内和血管外的阶段。因此,cellularity-stromal等级高的肿瘤保留减少对比剂和WR(高
1]。随后的研究结合DCE-MRI diffusion-weighted形象和提高肿瘤的诊断能力与高原模式(
2]。
许多唾液腺肿瘤是由独特的组织,包括肿瘤细胞增殖、粘液瘤的组织、坏死组织和囊肿。因此,分析大型投资回报率可能会导致虚假的结果。pixel-to-pixel评估抽搐可能使有效和组织学特性的详细描述。Eida等人进行了pixel-to-pixel评价,每个获得抽搐的自动划分为四种类型的基础上
T
峰和WR分为四个类型;A型(渐进增强),B型(快速增强和低冲刷),C型(快速增强和高冲刷)和D型(平)。多形性腺瘤显示主要地区a . Warthin型的肿瘤显示主要是C型;然而,它还包括D型、与小囊太小不会。恶性肿瘤显示区域与A型和B型因此,分散B型区域表明恶性肿瘤的高可能性(
12,
13]。同事先后这种方法适用于其他类型的头部和颈部肿瘤(
14,
15]。
TK模型是一个流行的室模型,它假定等离子体之间的平衡与媒体和ee isodirectional渗透率(图
1),因此,描述的平衡
(1)
d
C
t
d
t
=
K
反式
(
C
p
- - - - - -
C
t
v
e
)
,在哪里
t是时间,
C
t的浓度对比媒体(CM)组织,
C
p在等离子体的浓度厘米,
K
反式是涌入向前卷传输常数从等离子体(ee),然后呢
v
eee的体积分数是单位体积的组织(图
1)。
示意图说明TK的模型。模型假定平衡与媒体之间的等离子体和extravascular-extracellular空间(ee)和isodirectional渗透率
K
反式:涌入向前卷传输常数从等离子体(ee),
v
e:单位体积分数的ee的组织,
K
ep:ee的流出速率常数等离子体
(
K
ep
=
K
反式
/
v
e
)。
最初的TK模型(某个部位,两个参数模型)假定的浓度厘米来源于ee组件和等离子体组件是可以忽略的:
(2)
C
t
(
t
)
=
K
反式
∫
0
t
C
p
(
t
′
)
经验值
{
(
- - - - - -
K
反式
(
t
- - - - - -
t
′
)
v
e
)
}
d
t
′
。修改后的TK模型(两舱制,参数模型)假定CM来源于ee的浓度和血浆
(3)
C
t
(
t
)
=
K
反式
∫
0
t
C
p
(
t
′
)
经验值
{
(
- - - - - -
K
反式
(
t
- - - - - -
t
′
)
v
e
)
}
d
t
′
+
v
p
C
p
(
t
)
,在哪里
v
e是等离子体的体积分数单位体积的组织。
替换
C
t和
C
p分为(
2)或(
3)允许变量(
K
反式,
v
e,
v
p估计)。药代动力学分析要求
C
t;然而,信号强度之间的关系(SI)和CM不是线性的浓度;因此,如果转换为厘米的浓度是必要的。
关键概念是松弛率的增加线性相关组织的浓度:
(4)
1
T
1
=
1
T
10
+
R
1
C
,在哪里
T
10是
T
1弛豫时间注入厘米,
T
1是
T
1放松次动态序列(CM)注射期间及之后,
R
1是一个常数(弛豫率)决定每厘米,然后呢
C是厘米的浓度在动态序列。
的估计
C
t(厘米组织浓度)。厘米总血液的浓度
(
C
b
=
(
1
- - - - - -
血细胞比容
)
·
C
p
)同样可以估计的理论,如果感兴趣的区域(ROI)放在一个动脉;然而,这估计是相当不准确的因为动脉高厘米浓度和流入的影响。高速的主要动脉和船舶定位,这几乎是垂直轴向DCE-MRI,很难估计准确
C
b,特别是在头部和颈部区域。另外,实证或population-derived输入函数描述biexponential形式是常用的在这一领域
26- - - - - -
28]。
替换
C
t和
C
p分为(
2)或(
3)允许参数映射(
K
反式,
v
e,
v
p地图)估计(图
3)。
左舌癌患者的参数映射得到的TK模型分析。
K
反式(一),
K
ep(b),
v
e(c)
v
p(d)地图。
白利模型是一个线性两舱制开放模式,在外围隔间只有微不足道的对中央室(图的影响
4)。模型第一次被应用于DCE-MRI缓慢注入。的
C
t数据拟合白利药代动力学模型所示以下方程:
(7)
C
t
=
- - - - - -
啊
K
ep
- - - - - -
K
埃尔
(
经验值
{
(
- - - - - -
K
ep
(
t
- - - - - -
助教
)
)
}
- - - - - -
经验值
{
(
- - - - - -
K
埃尔
(
t
- - - - - -
助教
)
)
}
经验值
{
(
- - - - - -
K
ep
(
t
- - - - - -
助教
)
)
}
]
,在哪里
助教是厘米的到来的时候,
K
埃尔是消除常数CM的中央室,
K
epee的交换速率常数是等离子体,然后呢
啊是振幅比例常数。
啊主要是受ee的比例,尽管各种指标的属性组织(
T
10,
T
20.,
K
12,ee的比例,等等),扫描参数(
TR
,
TE),注入率(
19,
20.]。
示意图说明白利糖度的模型。模型是一个线性两舱制开放模式,在外围对中央室隔间只有微不足道的影响。
K
ep:ee的交换速率常数等离子体,
K
埃尔:CM的消除常数从中央室和啊:振幅比例常数。
原白利模型假定讯号数据(SI)是第一个规范化(SI0),然后转换成浓度时间数据(
C
t基于以下关系:
(8)
C
t
=
δ
如果
t
- - - - - -
如果
0
如果
0
,在哪里
如果
0基线信号强度对比剂注射前和
δ是一个比例常数。
C
t可以近似(
8)在低浓度的厘米,短TR / TE,尽管(
8)不是完全正确的。它不需要
T
10映射或动脉输入函数的测量,因此,它已被应用于临床研究为一个简单的量化方法。然而,涌入向前体积不断转移到ee从等离子体(
K
反式),这是一个重要的参数在灌注研究中,无法获得的,这被认为是一个主要的缺点的分析。
6。药代动力学分析的临床应用
药代动力学分析的研究已经证明了效用在头部和颈部病变的鉴别诊断。李等人药代动力学分析应用于63例未分化癌(UD), 26日28鳞状细胞癌(SCC)和8个淋巴瘤。他们表现出显著差异
K
反式UD和鳞状细胞癌之间UD和淋巴瘤。他们建议
K
反式结果似乎与血管内皮生长因子(VEGF)的表达。的
v
e淋巴瘤是最小的三种类型的肿瘤;然而,差异不显著(
29日]。
罗伯茨相比腮腺微血管特征干燥综合征患者(
n
=
21)与健康志愿者(
n
=
11)。他们证明了干燥综合征患者有高度显著差异的
K
反式和
v
e。腺异质性明显大于干燥综合征患者(
30.]。
李等人还评价了辐射损伤的腮腺头部和颈部癌症治疗期间(
n
=
21)。DCE-MRI执行之前和放射治疗后3个月。意思是辐射剂量
47.1
±
6.6Gy患者接受化疗并发。三个参数(
K
反式,
v
e,
v
p)与交付给腮腺的放射剂量和辐射诱导腮腺萎缩的程度
31日]。
药代动力学分析已广泛应用于治疗效果的预处理预测和监控抗癌治疗的肿瘤反应。几项研究表明,化疗对肿瘤(CRT)更有效与更高的预处理
K
反式比那些更低
K
反式表明,升高血液流动和渗透脉管系统有更高的氧化水平,从而导致更好的化疗药物和辐射敏感度。Agrawal等人执行DCE-MRI 21晚期NHC患者,治疗并发CRT。所有患者接受一个激进的剂量的剂量70 Gy的常规分次放疗(RT)随着并发每周顺铂。他们发现的值BV和男朋友都高于完全反应相比,部分反应(
32]。金等人录取33 HNSCC患者新辅助阴极射线管。治疗包括加速RT 220 cgy每一部分的总剂量70.4 Gy。他们表明,平均预处理
K
反式华润集团的公关组显著高于[
33]。
研究表明,这种染色,缺氧的外源标记,是显著相关的
K
反式和
K
ep。许多HNSCC研究表明高渗透预处理(
K
反式)与良好的治疗效果
34,
35]。
许多研究人员证明了DCE-MRI的效用监测抗癌治疗的肿瘤反应各种组织(乳腺癌、膀胱、骨等)。减少的
K
反式建议对化疗的反应好;然而,增加或没有变化表明化疗反应差。
一些HNSCC研究发现的渗透率大幅减少(
K
反式CRT)也与更好的响应(
36,
37]。然而,其他研究证明了相互矛盾的结果,增加通透性(
K
反式)或血容量(BV) CRT显示良好的结果。曹等人进行了量化的血容量和血流量基于DCE-MRI之前进行治疗和CRT的起始(2周后
n
=
14)。他们评估了当地和区域控制和得出结论,增加BV和男朋友建议良好的结果
38]。
Chikui et al。
39)执行DCE-MRI术前CRT(之前和之后
n
=
29日)。CRT的影响的组织学评估是根据Ohboshi和执行Shimosato的分类
40在手术后切除标本)。这些标准等级的肿瘤反应我第四(最小变化)(完整的肿瘤细胞消失)。成绩IIb,患者III, IV被认为是反应(
n
=
19),而那些成绩活动花絮,我被认为是nonresponders (
n
=
10)。的变化
K
反式的反应明显大于从nonresponders (
P
=
0.018)[
39)(图
5和
6)。
CRT的可怜的肿瘤反应,Ohboshi和Shimosato分类即使用专有软件分析程序(骄傲软件,飞利浦医疗保健、埃因霍温、荷兰)。Gd-enhanced Pre-CRT (a - c)
T
1WI (a),
K
反式地图(b),
v
e地图(c), Post-CRT (d-f) Gd-enhanced
T
1WI (d),
K
反式地图(e),
v
e地图(f)。肿瘤roi划定在红色pre-CRT (a, d)。
K
反式是0.13,
K
反式CRT后平均降低0.10。
v
e从0.28下降到0.23。
CRT的好肿瘤反应,Ohboshi III和Shimosato分类。分析使用专有软件程序(骄傲软件,飞利浦医疗保健、埃因霍温、荷兰)。Pre-CRT (a - c), Gd增强
T
1WI (a),
K
反式地图(b),
v
e地图(c), Post-CRT (d-f), Gd增强
T
1WI (d),
K
反式地图(e),
v
e地图(f)。肿瘤roi划定在红色(a, d)。
K
反式由0.14上升到0.22
v
e从0.28下降到0.52。
ee CRT导致显著增加,此外,肿瘤反应的程度与ee的增加。这是先前的报道,白利模型用于患者口服(
42和食管
43]癌比较CRT前后之间的参数。啊是一个重要的参数监测肿瘤反应,大量增加啊CRT显示了良好的肿瘤反应。TK分析在口腔鳞状细胞癌患者中也表明,一个更大的提高
v
e暗示了一种好的应对CRT(数字
5和
6)。
表观扩散系数(ADC)的增加反应者可以解释为降低细胞密度和扩大ee (
44,
45]。Vandecaveye等人报道了醉酒驾车的使用CRT治疗和早期反应的检测表明,在治疗后增加了ADC是指示性的局部控制的可能性非常高
44]。的结果
v
e通过DCE-MRI符合ADC diffusion-weighted获得的核磁共振的结果。
7所示。结论
图像评估DCE-MRI和药代动力学分析揭示出其潜在的组织和肿瘤生物学,从而提供额外的信息。TK模型分析建立了预测的有效性治疗和监测肿瘤的肿瘤反应的反应。然而,在文献中报告的参数相差很大;因此,很难比较研究小组之间的参数。因此,这种分析需要进一步标准化。一个精确的
T
10地图和动脉输入函数精确测量的进一步发展是至关重要的一个模型分析在头部和颈部区域。