T2WI 灰度直方圖定量分析在原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤和腦膠質(zhì)瘤鑒別診斷中的價值

楊婷婷,占 鳴,謝春梅，高 明

（浙江蕭山醫(yī)院放射科，浙江 杭州 311202）

原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤（primary central nervous system lymphoma，PCNSL）是一種罕見的腫瘤，占所有原發(fā)性腦腫瘤3%～4%，占結(jié)外非霍奇金淋巴瘤的4%～6%[1]。腦膠質(zhì)瘤起源于神經(jīng)膠質(zhì)細胞，是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腫瘤，約占所有中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的27%、惡性腫瘤的80%[2]。PCNSL 和膠質(zhì)瘤的常規(guī)MRI 表現(xiàn)部分會有重疊，鑒別比較困難。本研究回顧性分析經(jīng)病理證實的14 例PCNSL 與17例HGG 患者的臨床資料，以磁共振T2WI 序列圖像為ROI，提取灰度值，對其進行量化分析，探討MRI灰度直方圖對PCNSL、膠質(zhì)瘤的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析本院2016 年1 月～2020年2 月PCNSL 和腦膠質(zhì)瘤患者的MRI 資料。PCNSL 其中14 例，男9 例，女5 例，年齡36～83 歲，平均67.1 歲。腦膠質(zhì)瘤17 例，其中男11 例，女6 例，年齡28～73 歲，平均51.3 歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①手術(shù)病理證為PCNSL 或膠質(zhì)瘤的患者；②術(shù)前未接受過放療、化療或免疫治療；③有完整的術(shù)前MRI 影像資料；④MRI 圖像質(zhì)量良好，無影響圖像分析的偽影。

1.2 儀器與方法 磁共振設(shè)備為GE 公司Signa 1.5 T HDxt 超導(dǎo)型磁共振掃描儀。8 通道控陣頭部線圈。掃描序列及參數(shù)包括橫斷位T1WI FLAIR（TR/TE=1750 ms/24 ms，層厚/層間距=6.0 mm/1 mm，矩陣=320×192，F(xiàn)OV=24×24）、橫斷位T2WI FSE（TR/TE=3550 ms/102 ms，層厚/層間距=6.0 mm/1 mm，矩陣=320×192，F(xiàn)OV=24×24）、橫斷位T2WI FLAIR（TR/TE=8500 ms/115 ms，層厚/層間距=6.0 mm/1 mm，矩陣=256×192，F(xiàn)OV=24×24）。

1.3 圖像分析 進入醫(yī)院PACS 系統(tǒng)，調(diào)出患者MRI圖像，調(diào)整窗寬、窗位，使每位患者相同序列MRI 圖像的窗寬、窗位保持一致，選擇bmp 格式導(dǎo)出圖像。找到T2WI 序列中腫瘤面積最大的層面，用MaZda軟件手動勾畫腫瘤邊緣獲得感興趣區(qū)（regions of interest，ROI），計算出灰度直方圖參數(shù)，包括均值（Mean）、變異度（Variance）、偏度（Skewness）、峰度值（Kurtosis）、第1 百 分 位 數(shù)（Perc.01%）、第10 百分位數(shù)（Perc.10%）、第50 百分位數(shù)（Perc.50%）、第90百分位數(shù)（Perc.90%）和第99 百分位數(shù)（Perc.99%）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 統(tǒng)計分析采用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件。數(shù)據(jù)進行正態(tài)性和方差齊性檢驗，符合正態(tài)分布采用獨立樣本t檢驗，不符合正態(tài)分布采用秩和檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。對差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)，建立受試者工作特征曲線（ROC）并獲得曲線下面積（AUC），確定最佳臨界值，計算靈敏度和特異度。

2 結(jié)果

2.1 兩組T2WI 灰度直方圖參數(shù)比較 兩組的T2WI變異度、偏度、Perc.90%、Perc.99%比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），參數(shù)分布見表1、表2。PCNSL 的ROC 繪制及直方圖見圖1，膠質(zhì)瘤的ROC 繪制及直方圖見圖2。

圖1 PCNSL 患者T2WI 橫斷位標(biāo)記圖像和直方圖分析結(jié)果

圖2 膠質(zhì)瘤患者T2WI 橫斷位標(biāo)記圖像和直方圖分析結(jié)果

表1 PCNSL 和膠質(zhì)瘤灰度直方圖均值、變異度、偏度、峰度參數(shù)值比較（）

表1 PCNSL 和膠質(zhì)瘤灰度直方圖均值、變異度、偏度、峰度參數(shù)值比較（）

表2 PCNSL 和膠質(zhì)瘤灰度直方圖百分位數(shù)值比較（）

表2 PCNSL 和膠質(zhì)瘤灰度直方圖百分位數(shù)值比較（）

2.2 灰度直方圖參數(shù)的ROC 曲線分析 直方圖提取的9 個參數(shù)中變異度、偏度、Perc.90%、Perc.99%有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其中Perc.90%鑒別PCNSL 和膠質(zhì)瘤的效能最高，AUC 最大為（0.962），敏感度和特異度分別為92.90%、82.40%；方差、偏度、Perc.99%的AUC分別為0.613、0.723、0.958，見表3、表4、圖3。

圖3 灰度直方圖參數(shù)鑒別PCNSL 和膠質(zhì)瘤的ROC 曲線圖

表3 灰度直方圖各參數(shù)值鑒別PCNSL 和膠質(zhì)瘤的效能

表4 灰度直方圖各參數(shù)值鑒別PCNSL 和膠質(zhì)瘤的效能

3 討論

PCNSL 病理學(xué)的特點是腫瘤細胞圍繞血管，并沿周圍間隙浸潤性生長，形成袖套狀結(jié)構(gòu)，破壞血腦屏障[3]，常規(guī)MRI 呈?？梢员憩F(xiàn)為“裂隙樣”改變、“缺口征”和“蝶翼征”等[4]。膠質(zhì)瘤包括星形細胞起源腫瘤，少突膠質(zhì)細胞起源腫瘤、少突星形細胞起源腫瘤、室管膜起源腫瘤、脈絡(luò)叢起源腫瘤和其它神經(jīng)膠質(zhì)細胞起源腫瘤，低級別膠質(zhì)瘤常輕度強化或明顯強化；高級別膠質(zhì)瘤易出現(xiàn)壞死、囊變及出血等，常呈不均勻明顯強化、“花環(huán)狀”強化[5]。PCNSL 和膠質(zhì)瘤在影像學(xué)表現(xiàn)是多變的，部分表現(xiàn)有重疊，僅從MRI 影像學(xué)表現(xiàn)上很難完全鑒別。淋巴瘤的治療方案以化療為主，而膠質(zhì)瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方案是最大程度安全切除輔助放化療，因此術(shù)前的準(zhǔn)確診斷具有重要的臨床意義。

隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)數(shù)字化的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像圖像的數(shù)字處理技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前科研領(lǐng)域關(guān)注的熱點?；叶戎狈綀D分析是近年來一種新的圖像分析方法，描述的是醫(yī)學(xué)圖像中像素灰度的空間分布，量化顯示圖像中人眼不能察覺的細微差異，從而反映病變的組織類型和病理特征[6，7]?；叶戎狈綀D特征參數(shù)包括均值、變異度、偏度、峰度及百分位數(shù)。本研究結(jié)果顯示，PCNSL 和膠質(zhì)瘤變異度、偏度、Perc.90%、Perc.99%這4 個參數(shù)比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

變異度反映數(shù)據(jù)的離散程度[8]。本研究中膠質(zhì)瘤組灰度直方圖的變異度值高于PCNSL 組（P＜0.05），提示膠質(zhì)瘤灰度分布變異較大，可能與膠質(zhì)瘤常伴出血、壞死有關(guān)，而PCNSL 組MRI 信號更為均勻。偏度衡量直方圖的不對稱性，偏度的絕對值越大，分布形態(tài)偏移程度越大[9]。本研究中PCNSL 的偏度絕對值高于膠質(zhì)瘤，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。由于膠質(zhì)瘤相對PCNSL 而言，壞死、囊變較多，曲線分布向右偏移；而PCNSL 實質(zhì)成分較均勻，偏度較大。百分比值反映觀察區(qū)域像素灰度值低于某百分位數(shù)的百分比，即灰度值分布范圍。本研究中，PCNSL 組Perc.90%、Perc.99%值顯著高于膠質(zhì)瘤組（P＜0.05），AUC分別為0.962、0.958，說明該值能反映實際偏斜情況，對二者的鑒別診斷有很大的意義。

本研究利用MRI 灰度直方圖對PCNSL、膠質(zhì)瘤進行精確定量診斷，表現(xiàn)出較好的診斷效能。本研究尚存在一定的局限性：①由于軟件自身特性，僅能提取病灶最大截面的二維信息，信息獲取不全面，未能分析整體屬性，有待完善；②本研究僅做了T2WI 序列直方圖，未能分析增強后直方圖情況，這將是下一步的研究方向；③本研究樣本量相對較小，未對腫瘤進一步病理分型，有待大樣本研究。

總之，T2WI 灰度直方圖捕獲病灶內(nèi)在的異質(zhì)性，客觀、多方位提供腫瘤的生物學(xué)特性，避免主觀判斷造成的診斷誤差，為鑒別PCNSL 和腦膠質(zhì)瘤提供了可高、簡便的客觀依據(jù)，其中Perc.90%、Perc.99%的診斷效能較高，可作為一種新的輔助方法，有較好的臨床價值。