不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者M(jìn)RI圖像紋理特征分析

舒明軍，樊曉明，徐世道

(信陽(yáng)市第四人民醫(yī)院 影像科，河南 信陽(yáng) 464100)

腦膠質(zhì)瘤是常見的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤，占顱內(nèi)腫瘤的40%～50%，手術(shù)切除為主要治療手段，因腦膠質(zhì)瘤發(fā)展迅速，大多患者治療效果欠佳，復(fù)發(fā)率高，預(yù)后較差，故加強(qiáng)早期診斷控制病情進(jìn)展十分重要。磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)是診斷腦部腫瘤的常用技術(shù)，但常規(guī)MRI無(wú)法鑒別腦膠質(zhì)瘤的級(jí)別，給臨床上制定有效的治療方案帶來(lái)很大困難[1]。MRI圖像紋理是通過(guò)圖像處理后獲取的紋理參數(shù)，可對(duì)圖像分布特征、像素間關(guān)系等定量評(píng)估，還可獲取常規(guī)MRI無(wú)法識(shí)別的圖像信息[2]。但是，將MRI圖像紋理用于不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的鑒別診斷相關(guān)研究較少。本研究探討不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者M(jìn)RI圖像紋理特征，為臨床上治療方案的制定提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年8月至2020年5月信陽(yáng)市第四人民醫(yī)院收治的84例腦膠質(zhì)瘤患者，其中男60例，女24例；年齡32～56歲，平均(44.12±3.15)歲；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)18.8～24.4 kg·m-2，平均(21.54±0.64)kg·m-2；腫瘤直徑26～65 mm，平均(45.58±2.76)mm。(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國(guó)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦膠質(zhì)瘤診斷和治療指南(2015)》[3]中腦膠質(zhì)瘤診斷標(biāo)準(zhǔn)；②行手術(shù)治療，經(jīng)病理學(xué)確診為腦膠質(zhì)瘤；③術(shù)前未接受化療、放療等相關(guān)治療；④自愿簽署知情同意書。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI圖像不清晰，未達(dá)到后期處理標(biāo)準(zhǔn)；②合并腦梗死；③有腦部手術(shù)史。

1.2 研究方法

1.2.1腫瘤分類方法 根據(jù)《WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤最新分類標(biāo)準(zhǔn)(2016)》[4]對(duì)84例腦膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行登記分類，將Ⅰ級(jí)患者納入低級(jí)別組，將Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)患者納入高級(jí)別組。

1.2.2診斷方法 采用西門子公司生產(chǎn)的3.0T超導(dǎo)型MRI儀，對(duì)比劑采用釓噴替酸葡甲胺(西安瑞禧生物科技有限公司，生產(chǎn)批號(hào)20180612、20191104，規(guī)格10 mL)，劑量為0.2 mmol·kg-1，速率為3.0 mL·s-1。患者取平臥位，先行常規(guī)MRI掃查，掃描序列包括T1加權(quán)成像(T1-weighted image，T1WI)、T2加權(quán)成像(T2-weighted image，T2WI)、彌散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging，DWI)、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid-attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR)，設(shè)置掃描參數(shù)如下。T1WI：重復(fù)時(shí)間為200 ms，回波時(shí)間為2.50 ms，層厚為5 mm，層間距為1 mm，視野為 240 mm×240 mm。T2WI：重復(fù)時(shí)間為4 000 ms，回波時(shí)間為93 ms。DWI：重復(fù)時(shí)間為2 800 ms，回波時(shí)間為90 ms。FLAIR序列：重復(fù)時(shí)間為9 000 ms，回波時(shí)間為93 ms。之后行增強(qiáng)掃描，包括冠狀位、矢狀位、軸位，掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間為450 ms，回波時(shí)間為 9 ms，層厚為5 mm，層間距為1 mm，視野為250 mm×250 mm。

1.2.3圖像處理及紋理分析 對(duì)掃描的圖像采用Image J軟件處理，勾畫出腫瘤最大徑層面的感興趣區(qū)，避開水腫區(qū)，去除靜脈竇、大血管、偽影的腦膜、囊變及壞死區(qū)。由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)專家單獨(dú)分析圖像。在T1增強(qiáng)軸位圖像上勾畫出連續(xù)層面整個(gè)腫瘤邊界的感興趣區(qū)，除腫瘤周邊水腫區(qū)域。由紋理分析軟件計(jì)算偏度、峰度、熵值、一致性、逆差矩等相關(guān)參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 腫瘤級(jí)別分類結(jié)果84例患者中經(jīng)病理學(xué)診斷出低級(jí)別腫瘤者44例，占52.38%(44/84)，高級(jí)別腫瘤者40例，占47.62%(40/84)。

2.2 MRI紋理參數(shù)低級(jí)別與高級(jí)別腫瘤圖像紋理偏度、峰度相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；低級(jí)別腫瘤者熵值低于高級(jí)別者，一致性、逆差矩高于高級(jí)別者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同級(jí)別腫瘤者M(jìn)RI紋理參數(shù)比較

2.3 MRI紋理參數(shù)對(duì)不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的評(píng)估價(jià)值將腦膠質(zhì)瘤的腫瘤級(jí)別作為狀態(tài)變量(低級(jí)別=0，高級(jí)別=1)，將熵值、一致性、逆差矩作為檢驗(yàn)變量，繪制ROC曲線圖結(jié)果顯示，熵值評(píng)估腦膠質(zhì)瘤疾病的AUC為0.931，評(píng)估價(jià)值較高，逆差矩評(píng)估腦膠質(zhì)瘤疾病的AUC分別為為0.812、0.728，評(píng)估價(jià)值中等。見表2。

表2 MRI紋理參數(shù)對(duì)不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的評(píng)估價(jià)值

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是源于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的顱內(nèi)腫瘤，根據(jù)細(xì)胞種類不同可分為多種類型，且不同類型的膠質(zhì)瘤治療及預(yù)后也有所不同。低級(jí)別的腦膠質(zhì)瘤可通過(guò)單純性手術(shù)切除進(jìn)行治療，高級(jí)別因惡性程度需在術(shù)后接受放療或化療，以控制病情的進(jìn)展。

臨床上治療腦膠質(zhì)瘤雖有多種手段，但大多患者仍預(yù)后較差，腫瘤復(fù)發(fā)率高，盡管多種影像學(xué)技術(shù)可對(duì)腦膠質(zhì)瘤作出臨床分級(jí)，但有時(shí)不同級(jí)別腫瘤影像學(xué)表現(xiàn)相似，易誤診，進(jìn)而導(dǎo)致治療方法選擇不當(dāng)，故選擇一種更準(zhǔn)確、快捷的評(píng)估方法十分重要。MRI是常用的影像學(xué)檢查技術(shù)，MRI的圖像紋理分析不受醫(yī)生主觀判斷及診斷經(jīng)驗(yàn)的影響，可通過(guò)分析圖像的灰階信息對(duì)不同疾病的腫瘤作出定量評(píng)估，在鑒別診斷方面具有一定優(yōu)勢(shì)[5]。本研究結(jié)果顯示，84例患者中經(jīng)病理學(xué)診斷出低級(jí)別腫瘤44例，高級(jí)別腫瘤40例，兩組偏度、峰度無(wú)明顯差異，但低級(jí)別熵值低于高級(jí)別，一致性、逆差矩高于高級(jí)別，提示熵值、逆差矩、一致性與腦膠質(zhì)瘤疾病有關(guān)。ROC曲線圖發(fā)現(xiàn)，熵值對(duì)腦膠質(zhì)瘤的評(píng)估價(jià)值較高，一致性、逆差矩對(duì)腦膠質(zhì)瘤的評(píng)估價(jià)值為中等，可見熵值、逆差矩、一致性對(duì)不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤有較高評(píng)估價(jià)值，其原因在于，MRI圖像紋理參數(shù)中熵值、一致性與紋理復(fù)雜度及不均質(zhì)度有關(guān)，在腦膠質(zhì)瘤中，高級(jí)別腫瘤內(nèi)部含有較多不成熟血管，級(jí)別越高則腫瘤分化越差，復(fù)雜度與不均質(zhì)度越高[6]。在常規(guī)MRI中，低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤與高級(jí)別者影像學(xué)表現(xiàn)相似，且腫瘤復(fù)雜程度不一，導(dǎo)致肉眼無(wú)法判別影像的差異[7]。在增強(qiáng)圖像中，與高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤相比，低級(jí)別者圖像象素值總體分布較集中，離散程度較小，直方圖的形態(tài)相對(duì)陡峭，且紋理相對(duì)規(guī)則、均勻，熵值偏低，一致性偏大；但高級(jí)別者圖像象素總體分布散亂，離散程度大，直方圖形態(tài)平整，熵值偏大，一致性偏低[8-9]。本研究結(jié)果提示，熵值、一致性用于評(píng)估腦膠質(zhì)瘤級(jí)別有一定價(jià)值。還有研究認(rèn)為，在增強(qiáng)成像中，熵值和逆差矩可反映腦膠質(zhì)瘤等級(jí)，熵值可反映腫瘤復(fù)雜程度，逆差矩可評(píng)估圖像均勻性[10]，與本研究結(jié)果相符?？梢奙RI圖像紋理中熵值、一致性、逆差矩可作為評(píng)估腦膠質(zhì)瘤級(jí)別的客觀標(biāo)準(zhǔn)，有助于降低誤診率。

綜上所述，不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤圖像熵值、一致性、逆差矩存在一定差異，臨床上可通過(guò)MRI紋理參數(shù)對(duì)腦膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行分級(jí)，為治療方案的制定提供依據(jù)。