彩色多普勒超聲圖像紋理分析與超聲造影對肝占位性病變鑒別診斷價值對比探究

關(guān) 欣，吳鴻莉

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 1.腎內(nèi)科;2.特診科，遼寧 沈陽 110016

多普勒超聲檢查是普查肝占位性病變的首選方法，鑒別肝占位性病變良惡性是臨床實踐中的首要問題，以指導臨床診療。超聲造影能動態(tài)觀察肝占位性病變血供情況，對鑒別病灶良惡性具有重要價值，是目前診斷肝占位性病變良惡性的常用手段之一[1-3]。彩色多普勒血流成像 (color doppler flow image,CDFI)亦可反映肝占位性病變血供情況，但僅依靠肉眼觀察常規(guī)超聲CDFI圖像判斷肝占位性病變良惡性的準確率易受主觀影響。隨著影像大數(shù)據(jù)、智能化的發(fā)展，醫(yī)學圖像分析受到臨床重視。紋理分析是醫(yī)學圖像后處理方式之一，被稱為圖像顯微鏡，可提取圖像中組織細微病變特征，得到肉眼無法識別的圖像信息[4-6]。如能通過紋理分析提取良性、惡性病灶間紋理參數(shù)特征，以鑒別其良惡性，將具有重要的臨床意義。本研究分析常規(guī)超聲CDFI圖像紋理分析的錯判率，并與超聲造影進行對比，旨在探討其對肝占位性病變良惡性鑒別的診斷價值?，F(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取自2018年1—12月收治確診為肝占位性病變的48例患者為研究對象，對其影像學資料進行分析。其中，男性28例，女性20例；年齡24～81歲；海綿狀血管瘤6例，肝腺瘤2例，肝血管脂肪平滑肌瘤3例，肝局灶性結(jié)節(jié)增生6例，肝細胞癌13例，膽管細胞癌6例，肝轉(zhuǎn)移瘤6例，肝膿腫6例。納入標準：(1)肝占位性病變經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢病理證實，或通過多種影像手段明確診斷；(2)患者均行常規(guī)超聲檢查，獲得CDFI圖像；(3)患者均行超聲造影檢查，獲得初步診斷結(jié)果。排除不宜或拒絕造影檢查及相關(guān)治療者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 患者取仰臥位，先行常規(guī)彩色超聲檢查，超聲儀型號LOGIQ E9(美國通用公司)，采用C1-6凸陣探頭，探頭頻率2～6 MHz。觀察肝內(nèi)病灶的部位、形態(tài)及血供情況，并獲取理想病灶。而后進入造影模式，經(jīng)肘正中靜脈團注射超聲造影劑，造影劑為注射用六氟化硫微泡(聲諾維，Bracco Imaging B.V.)，同時，動態(tài)觀察，對病灶不同時相強化情況及趨勢進行觀察和記錄。

1.3 圖像紋理分析 首先，將入選病例典型層面CDFI圖像(與造影觀察病灶一致)以BMP格式從工作站導出。然后，通過Mazda軟件手動勾畫病灶感興趣區(qū)域(region of interests，ROI)，選取實性部分，盡量包含血供信號區(qū)域；分析計算出紋理特征參數(shù)(圖1)。紋理特征參數(shù)包括：(1)灰度共生矩陣(gray-level co-occurrence matrix，GLCM)，角矩、二階矩、自相關(guān)、對比度、方差和、逆差矩、平方和、熵和、熵、熵差；(2)絕對梯度(absolute gradient，GRA)，梯度均數(shù)、峰度、方差、偏度、非零位；(3)游程檢驗(run-length matrix，RUN)，游程長不均勻性、灰階不均勻性、長游程權(quán)重、短游程權(quán)重、游程中的圖像分數(shù)。分析出的紋理參數(shù)繁多，需選出具有代表性的紋理特征。Mazda提供3種可自動選擇出10～30個最有意義診斷肝占位性病變良惡性特征的方法，包括Fisher系數(shù)(fisher coefficient，F(xiàn)isher)、分類錯誤概率組合平均相關(guān)系數(shù)(classification error probability combined average correlation coefficients，POE+ACC)、交互信息(mutual information，MI)，以及3種方法聯(lián)合(簡稱FPM)。

圖1 Mazda軟件紋理分析示意圖(a.導入圖像，勾畫病灶ROI，點擊分析運行；b.獲得大量紋理參數(shù))

1.4 統(tǒng)計學方法 采用Mazda軟件自帶的B11統(tǒng)計軟件對肝占位性病變特征性紋理參數(shù)進行分類判別，統(tǒng)計方法包括線性判別分析、非線性判別分析、原始數(shù)據(jù)分析、主要成分分析，結(jié)果以錯判率表示。采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計學分析，計數(shù)資料以例(百分率)表示，比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

利用Mazda軟件對CDFI圖像進行紋理分析鑒別肝占位性病變良惡性錯判率為0～43.7%。見表1。應用FPM法提取特征性紋理參數(shù)，并采用非線性判別分析，鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率為0 (0/48)；應用FPM法提取特征性紋理參數(shù)，并采用線性判別分析，鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率為6.3%(3/48)。上述2種CDFI圖像紋理分析鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率與超聲造影診斷的錯判率[6.3%(3/48)]比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表1 紋理分析鑒別肝占位性病變良惡性的錯判率/例(百分率/%)

3 討論

近年來，隨著影像大數(shù)據(jù)及智能化的發(fā)展，圖像紋理分析逐漸受到臨床及科研工作者的重視，試圖利用圖像紋理分析為臨床診斷、鑒別診斷及評估療效提供客觀依據(jù)。圖像紋理分析可提取GLCM、GRA、RUN等多種類紋理參數(shù)特征，從圖像像素、灰階、空間特征等多角度深入剖析醫(yī)學圖像，全面提取圖像特征。陳明麗等[7]分析乙肝患者超聲圖像紋理參數(shù)特征，并與穿刺活檢結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)無創(chuàng)性超聲紋理分析能夠較準確地診斷人類乙型肝炎早期肝硬化。吳凝等[8]對射頻消融后組織超聲圖像進行紋理分析，認為其可評估射頻消融效果。孫賽花等[9]分析動態(tài)增強磁共振成像圖像紋理參數(shù)特征，認為其可早期預測乳腺癌的新輔助化療療效。本研究利用Mazda軟件對CDFI超聲圖像進行紋理分析，旨在探索其在鑒別肝占位性病變良惡性中的價值。

目前，醫(yī)學圖像紋理分析可提取病變微觀特征和差異，反映不同的病理變化，為臨床區(qū)分不同組織及不同生理、病理過程等提供依據(jù)。彩色多普勒超聲CDFI圖像不僅可反映不同組織聲阻抗，還可反映組織血供情況。肝惡性病變細胞增殖性快，細胞排列致密，且動脈血供豐富；肝良性占位性病變通常細胞增殖慢，細胞排列相對不致密，動脈供血不豐富或由靜脈供血?；谶@些病理基礎(chǔ)的差異，彩色多普勒超聲CDFI圖像存在差異。紋理分析從圖像像素、灰階、空間特征等多角度、多方法提取大量紋理參數(shù)，并分類判別出可用于鑒別肝占位性病變良惡性的紋理參數(shù)。圖像紋理分析從微觀分析圖像間差異，反映不同組織間差異，從而提取肉眼無法識別的特征。目前，超聲造影、CT增強掃描、MR增強掃描可較好的鑒別肝占位性病變良惡性[2,10-13]。但上述檢查方法均需注射造影劑，存在過敏風險，也有一定經(jīng)濟負擔[14-15]。本研究結(jié)果顯示，CDFI圖像紋理分析對鑒別肝占位性病變良惡性錯判率為0～43.7%。其中，應用FPM法提取特征性紋理參數(shù)，并采用非線性判別分析，鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率為0 (0/48)；應用FPM法提取特征性紋理參數(shù)，并采用線性判別分析，鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率為6.3%(3/48)。上述2種CDFI圖像紋理分析對鑒別肝占位性良惡性病變的錯判率與超聲造影診斷的錯判率[6.3%(3/48)]比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。說明常規(guī)彩色多普勒超聲CDFI圖像紋理分析對鑒別肝占位性病變良惡性具有一定的臨床價值。但本研究為回顧性研究，且樣本量相對較小，可能結(jié)果會產(chǎn)生偏倚，仍需大樣本進一步研究。

綜上所述，常規(guī)彩色多普勒超聲CDFI圖像紋理分析可為肝占位性病變良惡性鑒別診斷提供客觀依據(jù)，提高其鑒別準確率。