检索结果-内蒙古大学图书馆

基于分数阶微积分模型DWI全容积直方图分析对乳腺良恶性病变的鉴别诊断价值

放射学实践 2025年第3期40卷 331-338页

作者：张宝媞汪飞孙宜楠章少兰汪敏敏高何燕程兰兰刘孟潇朱娟安徽医科大学第五临床医学院(安庆医学中心)医学影像科安徽安庆246003 安庆市立医院医学影像科安徽安庆246003 西门子医疗系统有限公司MR科研市场部上海200126

目的:探讨基于分数阶微积分(FROC)模型DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中的应用价值。方法:回顾性分析本院91例乳腺良恶性病变患者的临床及影像资料。所有患者均行常规MRI平扫、动态增强扫描及多b值DWI扫描,经后处理得到FROC... 详细信息

目的:探讨基于分数阶微积分(FROC)模型DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中的应用价值。方法:回顾性分析本院91例乳腺良恶性病变患者的临床及影像资料。所有患者均行常规MRI平扫、动态增强扫描及多b值DWI扫描,经后处理得到FROC-DWI[异常扩散系数(D)、体素内扩散异质性参数(β)和空间参数(μ)]及ADC图全容积直方图参数。采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较良恶性病变组的D、β、μ及ADC图全容积直方图参数的差异。通过二元Logistic回归构建综合模型,采用受试者操作特征(ROC)曲线评价综合模型及各直方图参数对乳腺良、恶性病变的诊断效能。结果:除D_(熵)、β_(最大值、峰度、90th、最小值)及ADC_(熵)外,其他FROC-DWI及ADC图全容积直方图参数在乳腺良、恶性病变组间差异均有统计学意义(P<0.05)。在各直方图参数组中,D50th、β_熵、μ偏度、ADC50th的ROC曲线下面积(AUC)最高(分别为0.889、0.813、0.759、0.894)。纳入组间差异有统计学意义的FROC-DWI及ADC图全容积直方图参数建立综合模型1,AUC为0.960;纳入组间差异有统计学意义的FROC-DWI全容积直方图参数建立综合模型2,AUC为0.962。结论:基于FROC-DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中具有一定价值,在各直方图参数组中,D50th、β_(熵)、μ_(峰度)、ADC_(50th)的诊断价值最高;多直方图参数联合诊断可进一步提高诊断效能。

关键词：乳腺肿瘤分数阶微积分模型直方图扩散加权成像磁共振成像

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分数阶微积分模型DWI结合SMS技术在乳腺良恶性病变中的应用价值

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磁共振成像 2024年第1期15卷 48-54页

作者：汪飞孙宜楠张宝媞陈明杨擎陈曦刘孟潇朱娟安庆市立医院医学影像科安庆246003 安庆市立医院甲状腺乳腺外科安庆246003 西门子医疗系统有限公司MR科研市场部上海200126

目的探讨分数阶微积分(fractional-order calculus, FROC)模型扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)结合多层同时(simultaneous multi-slice, SMS)技术在乳腺良恶性病变中的应用价值。材料与方法回顾性分析2021年1月至2022年12月在我院接受乳腺MRI扫描的124例患者(141个病变),所有患者均应用3.0 T MR行两组多b值(14个b值、最高b值3 000 s/mm^(2)) DWI扫描,一组为常规单次激发平面回波成像(single-shot echo planar imaging, SSEPI)-DWI,另一组为SMS-SSEPI-DWI。采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较良恶性病变组的图像质量评分、FROC模型参数值[异常扩散系数(D)、体素内扩散异质性参数(β)和空间参数(μ)]和表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值。并利用受试者工作特性(receiver operating characteristic, ROC)曲线评价各参数的诊断效能。应用Bland-Altman图评估两组DWI衍生参数间的一致性。结果乳腺恶性病变的ADC、D、β值均低于良性组,差异具有统计学意义(P<0.05),恶性病变的μ值高于良性组,差异具有统计学意义(P<0.05)。在SSEPI-DWI和SMS-SSEPI-DWI序列中,D值曲线下面积最大,β值诊断敏感性最高,D值特异性最高。Bland-Altman图显示两组DWI序列衍生的相对应参数值均无偏倚,具有良好的一致性。结论基于SMS-SSEPI-DWI FROC模型可以在临床可接受时间内提供良好的图像质量和病变特征参数值,与SSEPI-DWI相比,其在鉴别乳腺良恶性病变方面具有一致的诊断性能,D值和β值表现出较好的诊断性能。

关键词：乳腺癌分数阶微积分模型多层同时扩散加权成像表观扩散系数磁共振成像

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扩散时间对离体小鼠脑拉伸指数模型和分数阶微积分模型DWI参数的影响

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中国医学影像技术 2018年第12期34卷 1761-1766页

作者：温清清童海洋杨鸿毅中国科学院强磁场科学中心安徽合肥230031 中国科学院大学合肥物质科学研究院安徽合肥230031

目的探讨扩散时间对小鼠离体脑拉伸指数模型和分数阶微积分(FC)模型DWI参数的影响。方法采用9.4T MR对6只正常小鼠离体脑行DWI,随机分为2组,分别行EPI序列DWI,扩散时间为10、16、22、28、34ms;FSE序列DWI,扩散时间为12、18、25和33ms。... 详细信息

目的探讨扩散时间对小鼠离体脑拉伸指数模型和分数阶微积分(FC)模型DWI参数的影响。方法采用9.4T MR对6只正常小鼠离体脑行DWI,随机分为2组,分别行EPI序列DWI,扩散时间为10、16、22、28、34ms;FSE序列DWI,扩散时间为12、18、25和33ms。在Matlab平台上采用Levenberg-Marquardt算法拟合计算拉伸指数模型和FC模型参数,获得离体脑灰质和白质的DWI参数,包括拉伸指数模型扩散系数(DDC)、不均匀性指数(α)和FC模型扩散系数(D)、复杂性参数(β)、空间常数(μ);分析DWI参数与扩散时间的关系。结果 EPI和FSE序列DWI中,小鼠离体脑灰质和白质DDC和D均随扩散时间增大而减小,α和β均略增大,μ增大明显。结论小鼠离体脑中,拉伸指数模型和FC模型DWI参数与扩散时间的变化关系基本一致。观察生物组织中水分子扩散时,除考虑微观障碍物的影响,还需考虑各种膜结构的渗透作用。

关键词：扩散磁共振成像扩散时间分数阶微积分模型拉伸指数模型

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非高斯扩散加权成像:拉伸指数模型与分数阶微积分模型对术前预测肝细胞癌微血管侵犯的价值

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临床放射学杂志 2022年第12期41卷 2250-2256页

作者：谢金桓龙莉玲李晨晖张会婷杨光广西医科大学第一附属医院放射科南宁530021 Siemens医疗系统有限公司磁共振事业部武汉430015 华东师范大学上海市磁共振重点实验室上海200062

目的评估拉伸指数模型(SEM)与分数阶微积分(FROC)扩散模型在术前预测肝细胞癌(HCC)微血管侵犯(MVI)中的潜在价值。方法前瞻性搜集术前2周内行3.0 T MRI多个b值(0~3000 s/mm^(2))的扩散加权成像(DWI)扫描,术后病理证实为HCC的患者76例,... 详细信息

目的评估拉伸指数模型(SEM)与分数阶微积分(FROC)扩散模型在术前预测肝细胞癌(HCC)微血管侵犯(MVI)中的潜在价值。方法前瞻性搜集术前2周内行3.0 T MRI多个b值(0~3000 s/mm^(2))的扩散加权成像(DWI)扫描,术后病理证实为HCC的患者76例,分别采用单指数模型、SEM和FROC进行数据拟合,获得对应参数:表观扩散系数(ADC);分布扩散系数(DDC)和扩散异质性系数(α);扩散系数(D)、空间分数阶参数(β)和空间参数(μ)。采用组内相关系数(ICC)以评估两位放射科医师量化参数的一致性。采用独立样本t检验比较MVI阳性组和MVI阴性组之间各个扩散参数的差异。P<0.05表示差异具有统计意义。通过受试者工作特性(ROC)曲线评价两组之间有显著差异的参数的诊断效能。结果76例HCC患者中,包括MVI阳性40例及MVI阴性36例。HCC MVI阳性组的DDC值与D值均显著低于MVI阴性组,差异有统计学意义(P均<0.001);HCC MVI阳性组的α值均显著高于MVI阴性组,差异有统计学意义(P<0.005);DDC、D及α值的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.876、0.824和0.722,最佳诊断界值分别为1.477μm^(2)/ms、0.958μm^(2)/ms、0.550。ADC、β和μ在两组的差异无统计学意义。结论SEM与FROC的影像学定量参数,对术前无创性评估HCC患者是否存在MVI具有潜在价值。

关键词：肝细胞癌微血管侵犯扩散加权成像拉伸指数模型分数阶微积分模型

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扩散加权成像非单指数扩散参数依赖研究及猴脑定量磁化率成像

扩散加权成像非单指数扩散参数依赖研究及猴脑定量磁化率成像

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作者：温清清中国科学院大学

学位级别：博士

磁共振成像能从分子水平上检测组织的病变，近年来在临床疾病诊断方面得到了越来越广泛的应用。其中扩散加权成像(Diffusion-weighted Imaging，DWI)作为功能磁共振成像的一种，可以非侵入性地对活体生物组织中的水分子扩散过程成像，... 详细信息

磁共振成像能从分子水平上检测组织的病变，近年来在临床疾病诊断方面得到了越来越广泛的应用。其中扩散加权成像(Diffusion-weighted Imaging，DWI)作为功能磁共振成像的一种，可以非侵入性地对活体生物组织中的水分子扩散过程成像，在脑出血等疾病的诊断中具有重要价值。通过单指数衰减模型推导所得的表观扩散系数(Apparent Diffusion Coefficient，ADC)是DWI中最常用的描述水分子扩散的参数，但随着b值的增大，组织中的信号衰减偏离单指数模型。因此，双指数、拉伸指数和分数阶微积分等模型相继提出，以便正确描述组织中高b值情况下的信号衰减，期望可以得到更准确的组织微观结构信息。　　本文观察了离体小鼠脑中拉伸指数模型和分数阶微积分模型参数与扩散时间的关系。采用自编写Levenberg-Marquardt算法计算不同扩散时间时拉伸指数模型参数DDC、α与分数阶微积分模型参数D、β、μ的变化。结果发现DDC与D均随扩散时间增大而减小，α、β随扩散时间增大略有增大，μ显著增大。小鼠脑中拉伸指数模型和分数阶微积分模型参数与扩散时间的变化基本一致。参数DDC与D能够反映组织的某种本质的物理性质，而不完全是与扩散微观环境有关。同时，β和α的增大说明在研究组织中的水分子扩散时，除了微观结构障碍物的影响，各种膜结构的渗透性对水分子扩散的影响也不可忽视。此外，本文研究了分数阶微积分模型参数D、β、μ的各向异性。DWI的扩散梯度分别从三个方向施加，采用小鼠离体脑、心脏和肾脏进行分析，结果发现在灰质、白质、心脏和肾脏皮质中，参数β对组织结构方向不敏感，而D和μ的各向异性比较显著。因此，单方向的DWI得到的β图即可提供组织的复杂度信息，但反映组织的方向性方面参数D更有优势。　　定量磁化率成像（Quantitative Susceptibility Mapping，QSM）从相位图中提取组织的磁化率信息，一直是近些年的研究热点。目前QSM多用于人脑的磁化率信息分析，猕猴脑高分辨率QSM的研究和应用尚未见报道。高分辨率会导致奇点密集，磁化率重建过程中局部场的噪声放大，可能引起更强的伪影。本文针对9.4T条件下的高分辨率猴脑图像，寻找合适的QSM方法。研究发现L2范数法和基于形态学的偶极子反演法重建的猴脑磁化率图像都存在着较为严重的条纹伪影，而K空间阈值分割法可以有效地消除伪影，且阈值选择0.2～0.3时，磁化率结果更为精确。采用QSM方法评估离体猴脑中铁沉积与年龄的关系，发现猴脑的苍白球、尾状核、壳核和黑质中，铁沉积随年龄呈线性增长关系，未出现人脑中一定年龄之后的铁含量稳定状态。猴脑中苍白球和黑质铁沉积增长速度较快，尾状核和壳核相对较慢。本实验为高分辨率猴脑磁化率成像提供了一种可行的方法，正常猴脑中铁沉积与年龄的关系为与铁沉积过量相关的动物神经退行性疾病模型研究提供了正常猴脑铁含量的参考。

关键词：扩散加权成像拉伸指数模型分数阶微积分模型定量磁化率成像 K空间阈值分割法

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基于多b值DWI成像的多模型在肾乏脂血管平滑肌脂肪瘤与肾透明细胞癌中的应用

基于多b值DWI成像的多模型在肾乏脂血管平滑肌脂肪瘤与肾透明细胞...

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作者：石博文大连医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨基于多b值扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）的分数阶微积分模型（fractional order calculus model,FROC）、体素内不相干运动模型（intravoxel incoherent motion model,IVIM）和扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging,DKI）对肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma,ccRCC）病理分级的诊断价值。材料与方法:62例经病理证实的ccRCC在术前行常规T2WI扫描,在此基础行多b值DWI成像（0～3000s/mm2）。测量表观扩散系数（ADC）、FROC模型相关参数扩散系数（Dfroc）、与组织异质性相关参数（分数阶参数β）、微观结构数量（μ）,DKI模型相关参数平均扩散率（MD）和平均峰度（MK）,IVIM模型相关参数真扩散系数(D、伪扩散系数（D*）和灌注分数（f）,并比较这些参数在高低级别ccRCC之间的差异,应用ROC曲线分析其对ccRCC病理分级的诊断价值。结果:高级别ccRCC的ADC、Dfroc、β、D和MD均明显低于低级别ccRCC（P<0.05）,μ和MK明显高于低级别ccRCC（P<0.05）,而D*（P=0.922）和f（P=0.217）在高、低分级ccRCC中无显著差异,其中μ具有最好的诊断效能（AUC=0.843）,其次为Dfroc（AUC=0.837）、β（AUC=0.803）、MK（AUC=0.781）、ADC（AUC=0.744）、D（AUC=0.727）和MD（AUC=0.712）,当联合参数μ、D和β时,诊断效率提高,AUC可达0.887。结论:扩散相关参数ADC、Dfroc、β、μ、MD、MK及D可定量鉴别高、低级别ccRCC。灌注相关参数D*和f均无统计学意义。其中FROC参数μ对鉴别高低级别ccRCC的价值最高,特别是当μ结合D和β时。另外我们还发现,与DKI和IVIM相比,FROC扩散模型对高、低级别ccRCC的诊断效果最好。目的:探讨基于多b值扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）的分数阶微积分模型（fractional order calculus model,FROC）对肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma,ccRCC）和肾乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤（fat-poor angiomyolipoma,fpAML）的鉴别诊断价值。材料与方法:经病理证实的43例ccRCC患者和16例fp AML患者在术前行常规T2WI扫描,在此基础行多b值DWI成像（0～3000s/mm2）。测量表观扩散系数（ADC）、FROC模型相关参数扩散系数（Dfroc）、与组织异质性相关参数（分数阶参数β）、微观结构数量（μ）,并比较这些参数在ccRCC与fp AML之间的差异,应用ROC曲线分析这些参数对ccRCC与fp AML的诊断价值。结果:ccRCC的ADC、Dfroc、β值均显著高于fp AML（P<0.001）,分别为（1.92±0.41）×10-3mm2/s与（1.28±0.43）×10-3mm2/s、（1.49±0.32）×10-3mm2/s与（0.94±0.22）×10-3mm2/s、（0.61±0.12）与（0.49±0.14）,而ccRCC的μ值显著低于fpAML（P<0.001）,为（7.94±1.13）×10-3mm与（8.51±0.32）×10-3mm。ADC、Dfroc、β、μ值鉴别ccRCC和fp AML的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.855、0.912、0.758及0.823,将FROC参数Dfroc、β、μ三者联合时诊断效能达到最高,AUC为0.929,敏感度为93.0%、特异度为87.0%。结论:扩散相关参数ADC、Dfroc、β、μ可定量鉴别ccRCC和fpAML,其中FROC参数Dfroc对鉴别ccRCC和fp AML的价值最高,将FROC参数Dfroc、β、μ三者联合时诊断效能进一步提高。

关键词：肾透明细胞癌扩散加权成像分数阶微积分模型体素内不相干运动模型扩散峰度成像肾透明细胞癌肾乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤扩散加权成像分数阶微积分模型

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多模型扩散加权成像在乳腺病变中应用价值的研究

多模型扩散加权成像在乳腺病变中应用价值的研究

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作者：唐彩丽华中科技大学

学位级别：硕士

目的:本文第一部分比较了传统扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）、拉伸指数模型（stretched exponential model,SEM）、体素内非相干运动模型（intravoxel incoherent motion,IVIM）、扩散峰度成像模型（diffusion kurtosis imaging,DKI）、单纯随机游走模型（continuous-time random walk,CTRW）及分数阶微积分模型（fractional order calculus,FROC）对乳腺良恶性病变的诊断效能。本文第二部分旨在探究不同病理类型良性和恶性乳腺病变水分子扩散受限程度和组织结构异质性的差异。方法:本文研究均为回顾性研究。第一部分共收集了147例有乳腺病变的患者,第二部分共纳入了184名不同病理类型乳腺病变的患者。所有患者均进行磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）多b值DWI扫描。通过后处理软件获得传统DWI、IVIM、SEM、DKI、CTRW及FROC模型衍生参数。第一部分采用Mann-Whitney U检验进行良恶性病变衍生参数的比较,受试者操作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线评估各模型衍生参数对乳腺病变的诊断效能。第二部分采用完全随机设计单因素方差分析比较不同病理类型乳腺病变DWI模型衍生参数值的差异。结果:第一部分研究中所有衍生参数在乳腺良恶性病变之间均有统计学差异（P<0.001）。IVIM模型衍生参数D和FROC模型衍生参数DFROC鉴别乳腺良恶性病变的AUC值最高,均达到了0.963。第二部分研究中DKI、CTRW和FROC模型评估结果显示,良性乳腺病变和恶性乳腺病变的水分子扩散受限程度和组织结构异质性不同。良性叶状肿瘤水分子扩散受限程度和组织结构异质性较低;乳腺炎水分子扩散受限程度和组织结构异质性较高。恶性叶状肿瘤水分子扩散受限程度及组织结构异质性较低;浸润性癌合并导管原位癌水分子扩散受限程度及组织结构异质性较高。结论:传统DWI、IVIM、SEM、DKI、CTRW和FROC模型对乳腺良恶性病变具有诊断价值,反应水分子弥散受限程度的参数对乳腺良恶性病变的诊断价值高于反应异质性的参数。CTRW和FROC模型评估组织细胞密度的能力与DKI模型相当,且对组织异质性的评估效能优于DKI模型。在鉴别不同病理亚型乳腺病变中,CTRW和FROC模型衍生参数有潜在应用价值。第一部分:多模型扩散加权成像对乳腺病变诊断价值的对比研究目的:比较传统扩散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）、拉伸指数模型（stretched exponential model,SEM）、体素内非相干运动模型（intravoxel incoherent motion,IVIM）、扩散峰度成像模型（diffusion kurtosis imaging,DKI）、单纯随机游走模型（continuous-time random walk,CTRW）及分数阶微积分模型（fractional order calculus,FROC）在乳腺病变诊断中的应用价值。方法:本研究为回顾性研究,共收集了147例有乳腺病变的患者纳入了本研究。所有患者均进行磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）多b值DWI扫描。通过后处理软件获得传统DWI、SEM、IVIM、DKI、CTRW及FROC模型衍生参数。采用组内相关系数（interobserver variability coefficient,ICC）评估衍生参数的观察者间一致性。采用Mann-Whitney U检验进行良恶性病变衍生参数的比较,受试者操作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线评估各模型衍生参数对乳腺病变的诊断效能。结果:所有模型衍生参数ICC均位于良好至极好范围内（0.695-0.854）。各模型衍生参数在良恶性病变之间均有统计学差异（P<0.001）。IVIM模型衍生参数D和FROC模型衍生参数DFROC鉴别乳腺良恶性病变的AUC值最高,均达到了0.963。结论:传统DWI、IVIM、SEM、DKI、CTRW和FROC模型对乳腺病变具有诊断价值,反应水分子弥散受限程度的参数对乳腺良恶性病变的诊断价值高于反应异质性的参数。第二部分:不同病理类型乳腺病变组织结构异质性的对比研究目的:比较在不同病理类型的良性和恶性乳腺病变扩散峰度成像模型（diffusion kurtosis imaging,DKI）、单纯随机游走模型（continuous-time

关键词：扩散加权成像扩散峰度成像单纯随机游走模型分数阶微积分模型多模型DWI 乳腺癌病理类型扩散加权成像单纯随机游走模型分数阶微积分模型多模型扩散加权成像乳腺癌扩散加权成像扩散峰度成像单纯随机游走模型分数阶微积分模型乳腺癌病理类型

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