基于DCE-MRI Ktrans纹理分析评价四氧嘧啶诱导兔糖尿病早期骨骼肌变化

目的:采用基于动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)容量转移常数(K trans )纹理分析评价四氧嘧啶诱导兔糖尿病早期骨骼肌变化。方法: 18只雄性日本大耳白兔随机分为糖尿病组(n=10)和对照组(n=8)。四氧嘧啶造模成功后各时间点(0、4、8、12、16周)对所有兔腰部多裂肌行轴位FSE-T 1WI、FSE-T 2WI及DCE-MRI检查。通过拟合药代动力学模型获得多裂肌DCE-MRI定量参数K trans ,并于K trans 图提取灰度共生矩阵(GLCM)参数能量、熵、自相关、逆差矩及对比度。16周处死所有兔,取腰部多裂肌行HE染色计算肌纤维横截面积(CSA),行CD31免疫组化染色计算微血管密度(MVD)及毛细血管数/肌纤维数(C/F)。采用独立样本 t 检验或Mann-Whitney U检验比较同一时间点糖尿病组、对照组多裂肌K trans 值及GLCM参数的差异。对不同时间点K trans 值及GLCM参数差异比较采用重复测量的方差分析或Friedman检验。两组间多裂肌CSA、MVD及C/F值差异比较采用独立样本 t 检验。将K trans 与MVD及C/F值行Pearson相关分析。结果:不同时间点K trans 、熵、逆差矩、对比度在糖尿病组差异具有统计学意义( F 值分别为33.563、16.790、19.128、3.577, P 均<0.05)。不同时间点糖尿病组自相关差异无统计学意义( F =3.024, P =0.068)。糖尿病组K trans 及熵第8、12、16周较第0、4周升高,逆差矩第8、12、16周较第0、4周减低( P 均<0.05),K trans 在第8周以后出现降低趋势。糖尿病组对比度第8周较第0周升高( P <0.001),能量第8周较第4周减低( P =0.047)。K trans 、熵、自相关、逆差矩、对比度及能量在对照组差异均无统计学意义( P 均>0.05)。与对照组相比,糖尿病组第8、12及16周GLCM参数熵升高,逆差矩减低( P 均<0.05);糖尿病组第8周能量减低( Z =-2.310, P <0.05),对比度增高( t =2.374, P <0.05)。自相关在两组间差异均无统计学意义( P 均>0.05)。第16周糖尿病组多裂肌CSA、C/F值低于对照组( t 值分别为-11.081、-12.812, P 均< 0.001), MVD值高于对照组( t =7.672, P <0.001)。Pearson相关分析结果显示K trans 与C/F呈负相关( r =-0.809, P <0.05),而与MVD呈正相关( r =0.681, P <0.05)。结论: DCE-MRI定量参数K trans 可用于评估糖尿病骨骼肌微血管渗透性改变,基于K trans 图的GLCM参数可识别糖尿病早期骨骼肌微结构变化。

Texture analysis based on Ktrans of DCE-MRI to identify changes of skeletal muscle in alloxan-induced diabetic rabbits in early stage

LIU Bai-yu;ZHA Yun-fei;HU Lei(Department of Radiology,Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,China)