论文部分内容阅读
目的:基于2016版WHO中枢神经系统肿瘤分类,应用常规MRI纹理分析鉴别Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级脑胶质瘤以及其基因突变情况,探讨纹理参数与病理-基因变化的相关性,从而明确纹理分析是否可以常规应用于脑胶质瘤的无创性诊断和治疗计划中。材料和方法:回顾性研究51例脑胶质瘤患者(女27例,男24例):其中15例WHOⅡ型胶质瘤,19例WHOⅢ型胶质瘤,17例WHOⅣ型胶质瘤。术前使用1.5T MRI((Signa HDxt,General Electronic Co,Milwaukee,WI,USA)进行轴位T1WI、T2WI和T1WI增强序列扫描,在ADW4.6工作站生成DICOM格式图像。使用omnikinetics软件(GE Healthcare,CHINA)进行纹理分析(MR texture analysis,MRTA),在T1WI、T2WI、T1WI增强的每层图像上沿肿瘤全域的边缘手动描绘ROI,然后将所有层面的ROI累加为一个3D ROI。本研究分为五组:第一组根据肿瘤的等级(WHO II-III-IV)确定;其他四组根据特定基因(P53,IDH-1,GFAP,EGFR)确定,每组分别对比基因突变阳性者、突变阴性者及没有进行相同基因突变检测者。比较三种级别胶质瘤Ki-67的差异性,以及Ki-67与不同MRI序列纹理参数的相关性。测量并选择T1WI、T2WI、T1WI增强序列的一阶纹理参数(最小强度、最大强度、平均强度、均匀性、熵、标准差、偏度、峰度和百分位数),二阶纹理参数(灰度共生矩阵参数:灰度共生矩阵的熵、能量、角二阶矩、均匀性、相关性和差异性;游程长度矩阵参数:短期游程强度(Short Run Emphasis,SRE)、长期游程强度(Long Run Emphasis,LRE)、灰度不均匀性(Grey Level Non-Uniformity,GLNU)、游程不均匀性(Run Length Non-Uniformity,RLNU)、短游程低灰度(Short Run Low Grey Level,SRLGL)、长游程低灰度(Long Run Low Grey Level,LRLGL)、短游程高灰度强度(Short Run High Grey Level,SRHGL)、长游程高灰度强度(Long Run High Grey Level,LRHGL)),使用SPSS24版进行数据分析。应用单因素方差分析及秩和检验比较每组的纹理参数的差异性。应用受试者工作特征(Receiver Operating Characteristics,ROC)评估纹理参数对与鉴别不同等级的胶质瘤及基因突变情况的诊断效能。对有统计学意义的纹理参数使用Spearman相关性分析其与Ki-67的相关性。p<0.05代表有统计学差异。结果:本研究共纳入51例患者:女27例,男24例,平均年龄(21.78±21.13)岁。Ki-67的平均值为50.1%,最大值为72%,最小值为27%。在51例患者中,有27例IDH-1突变,30例P53表达阳性,33例GFAP和10例EGFR表达阳性。在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤的鉴别中,MRI三种序列的纹理参数均有统计学差异,其中在T1WI增强上,偏度的诊断效能最佳,AUC为0.858,集群阴影对其诊断的敏感度为100%,其AUC为0.825。在T2WI上,方差的诊断特异度最高(83%),AUC为0.739(p=0.009)。在T1WI上,短期低灰度运行强度(p=0.033,AUC=0.670)对鉴别三种级别的胶质瘤具有统计学意义,其敏感度及特异度为80%,50%。在P53突变的鉴别中,其中在T2WI上,偏度鉴别P53突变诊断效能最佳,AUC为0.745,敏感度为92%。集群阴影鉴别P53突变的特异度为72%。在IDH突变的鉴别中,惯性矩在T1WI增强以及T2WI上均具有最佳诊断效能,AUC及敏感度分别为(0.828,92%),(0.832,100%)。在T1WI中,均匀性的诊断特异度最高(83%)。对于鉴别GFAP突变,在所有序列中,对比度,最小强度以及第5百分位数均具有较好的诊断效能,AUC分别为0.935,0.857,0.794,敏感度及特异度均为100%。对于EGFR基因突变鉴别中,在T2WI上,惯性矩有最佳诊断效能,AUC为0.837,敏感度为100%。集群阴影诊断的特异度最高(100%)。在T1WI上,第5百分位数的诊断效能最佳,AUC为0.748,特异度为75%,敏感度为72%。Ki-67与偏度(r=0.444,p=0.001),集群阴影(r=0.413,p=0.003),集群显著性(r=0.564,p=0.009),熵值(r=0.375,p=0.007),熵总和(r=0.371,p=0.007),Haralick熵值(r=0.375,p=0.007),惯性矩(r=0.328,p=0.019),对比度(r=0.346,p=0.013),差方差(r=0.323,p=0.021),熵差(r=0.350,p=0.012)以及灰度共生矩阵的熵值(r=0.357,p=0.01)呈正相关。相反,与能量值(r=-0.361,p=0.009),均匀性(r=-0.366,p=0.008),相关性(r=-0.337,p=0.016),角二阶矩(r=-0.361,p=0.009)以及Haralick逆差矩(r=-0.371,p=0.007)呈负相关。结论:对于不同级别的胶质瘤及其基因突变情况的鉴别,MRI常规序列纹理分析是一种的可靠的、有前景的无创检查方法,可以为临床治疗提供更有价值的信息和帮助。