基于常規(guī)MRI圖像光學(xué)密度值術(shù)前預(yù)測垂體大腺瘤質(zhì)地的價值分析

程鋼

(皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 蕪湖 241000)

0 引言

垂體腺瘤是鞍區(qū)最常見的腫瘤，微腺瘤容易導(dǎo)致內(nèi)分泌功能障，大腺瘤常導(dǎo)致患者頭痛、視力減退[1]，大腺瘤的治療方式主要是外科手術(shù)切除，常用手術(shù)方式有微創(chuàng)的經(jīng)蝶手術(shù)及開顱兩種，不同的手術(shù)方式主要針對不同質(zhì)地的大腺瘤[2]。Image J是基于java的公共處理軟件，功能強(qiáng)大，操作簡單，能夠?qū)Χ喾N格式的各種圖像進(jìn)行顯示、編輯、分析、處理及保存等功能，可以對選定圖像的ROI進(jìn)行區(qū)域和像素統(tǒng)計、灰度值和光密度值計算、間距及角度計算等，可以為不同病理基礎(chǔ)的相關(guān)疾病提供人眼無法識別的量化指標(biāo)。本研究探討基于常規(guī)磁共振光密度值術(shù)前預(yù)測垂體大腺瘤質(zhì)地的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析皖南醫(yī)學(xué)院一附院2013年1月至2021年3月經(jīng)手術(shù)病理證實的99例垂體大腺瘤患者的完整資料，其中男40例，女59例，年齡16-76歲，平均（52.9±11.76）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)①術(shù)前均接受常規(guī)MRI平掃及增強(qiáng)檢查；②圖像清晰，能夠滿足測量需求；③腫瘤直徑大于1cm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像模糊，無法測量；②瘤內(nèi)囊變、出血占瘤體1/2以上。根據(jù)術(shù)中所見將腫瘤分為質(zhì)軟組及質(zhì)韌組，其中質(zhì)軟組63例，男27例，女36例，年齡16-64歲，平均（54.17±11.29）歲，質(zhì)軟的判斷標(biāo)準(zhǔn)為腦膜切開后腫瘤自行流出，或者易于用吸引器吸出。質(zhì)韌組36例，男13例，女23例，年齡30-76歲，平均（50.92±12.43）歲，質(zhì)韌的判斷標(biāo)準(zhǔn)為腫瘤不能自然流出或用吸引器吸出，要不斷電凝或用銳器切割才能以小塊慢慢切除。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

采用美國GE Signa HDxt3.0T磁共振成像儀，使用顱腦專用8通道相控陣線圈。患者平躺頭先進(jìn)，頭顱位于線圈內(nèi)，在顱腦兩側(cè)用海綿將顱腦固定；掃描序列及參數(shù)：OSagT1WI：TR2500ms，TE24ms，層厚2.0mm，層間距0.5mm，F(xiàn)OV240mm×240mm，矩陣 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 10，Bandwidth 31.25；OCorT1WI：TR2500ms，TE24ms，層厚2.0mm，層間距0.5mm，F(xiàn)OV240mm×240mm，矩陣 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 10，Bandwidth 31.25；Cor FSE T2WI：TR4000ms，TE100ms，層 厚2.0mm，層 間距0.5mm，F(xiàn)OV240mm×240mm，矩 陣 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 24，Bandwidth 41.67。增強(qiáng)掃描采用雙筒高壓注射器，先肘靜脈注射Gd-DTPA對比劑，流速為2.5mL/s、劑量為0.1mmol/kg，對比劑注射后行OSagT1WI及OCorT1WI增強(qiáng)掃描，增強(qiáng)掃描參數(shù)同平掃。

1.2.2 方法

在筆記本電腦中安裝并打開ImageJ軟件，將所有腺瘤患者的OSag T1WI、Cor FSE T2WI及OSag T1WI+C圖像從PACS系統(tǒng)以DICOM格式按序列導(dǎo)入ImageJ軟件內(nèi)，首先用ImageJ軟件對導(dǎo)入的圖片進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換：edit→invert，灰度統(tǒng)一調(diào)整為8bit，然后由2名放射科醫(yī)師（含1名5年及1名10年以上工作經(jīng)驗）選擇自由描繪工具沿病灶內(nèi)側(cè)緣對每個序列所有包含病灶的層面均勾畫ROI，然后在ImageJ內(nèi)選擇Analyze→Tools→ROI manager→Add→Measure計算出OSag T1WI、Cor FSE T2WI及OSag T1WI+C圖像腫瘤光密度值的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、眾數(shù)、最大最小值、中位數(shù)、偏度及峰度，每個序列所有包含病灶的層面均用同樣的方法測量，最后取其平均值代入計算。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。首先檢驗數(shù)據(jù)的正態(tài)性及方差齊性，符合正態(tài)分布且方差齊的計數(shù)資料用±s表示,不滿足正態(tài)分布用中位數(shù)（上下四分為數(shù)）表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗（滿足正態(tài)分布或者方差齊）或用Mann-Whiney U 檢驗（偏態(tài)分布或方差不齊）檢驗不同質(zhì)地垂體大腺瘤相關(guān)光密度值的差異。用ROC評價有統(tǒng)計學(xué)意義的相關(guān)參數(shù)的診斷效能。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組間OSag T1WI光密度值相關(guān)參數(shù)比較

光密度值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、眾數(shù)、最小值、最大值、中位數(shù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），偏態(tài)和峰度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。（表1）

表1 兩組間OSag T1WI光密度值的相關(guān)參數(shù)比較

2.2 兩組間Cor FSE T2WI光密度值相關(guān)參數(shù)比較

光密度值的平均值、眾數(shù)、最小值、中位數(shù)及偏態(tài)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），標(biāo)準(zhǔn)差、最大值及峰度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。（表2）

表2 兩組間Cor FSE T2WI光密度值的相關(guān)參數(shù)比較

2.3 兩組間OSag T1WI+C光密度值相關(guān)參數(shù)比較

光密度值的平均值、眾數(shù)、最小值、最大值及中位數(shù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），標(biāo)準(zhǔn)差、偏態(tài)及峰度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。（表3）

表3 兩組間OSag T1WI+C光密度值的相關(guān)參數(shù)比較

2.4 光密度值參數(shù)的ROC曲線分析

光密度值相關(guān)參數(shù)對兩組垂體大腺瘤鑒別診斷效能（表4，圖1-3）。其T1WI及T1WI增強(qiáng)圖像光密度值的最小值、T2WI圖像光密度值的眾數(shù)診斷效能較高，曲線下面積分別為0.832、0.868、0.744。

表4 光密度值相關(guān)參數(shù)對兩組垂體大腺瘤診斷效能分析

圖1

圖2

圖3

3 討論

垂體大腺瘤起源于垂體前葉的腺垂體，臨床上根據(jù)其是否導(dǎo)致激素分泌異常分為有功能腺瘤和無功能腺瘤[3]。有功能腺瘤可分泌催乳術(shù)、生長激素及多種促激素并導(dǎo)致相應(yīng)的臨床癥狀[4]。無功能腺瘤也會因為腫瘤增大壓迫周圍組織而導(dǎo)致相應(yīng)的臨床癥狀，如壓迫視交叉導(dǎo)致視力受損[5]。目前，在所有類型的垂體腺瘤中僅泌乳素腺瘤可用多巴胺激動劑治療，其他均需手術(shù)治療。手術(shù)方式的選擇有經(jīng)蝶微創(chuàng)手術(shù)和開顱手術(shù)，隨著神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)的不斷發(fā)展，經(jīng)蝶手術(shù)逐漸成為垂體瘤的首選治療方案[6]。影響手術(shù)方案選擇的因素有很多，如瘤體的質(zhì)地、大小和侵襲范圍等。其中，以瘤體質(zhì)地最為重要[7]。單鼻孔神經(jīng)內(nèi)窺鏡經(jīng)蝶手術(shù)適用于質(zhì)軟垂體腺瘤。雙鼻孔擴(kuò)大經(jīng)蝶竇神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)適用于較韌的腺瘤，當(dāng)瘤體較大且質(zhì)地較韌時，可直接開顱或用銳器切割以小塊慢慢切除[8]。因此，術(shù)前如能準(zhǔn)確判斷腺瘤組織的質(zhì)地，對腺瘤的手術(shù)準(zhǔn)備及預(yù)后有重要的意義。

目前關(guān)于腫瘤質(zhì)地的研究并不多，判斷腫瘤質(zhì)地的方法主要根據(jù)腫瘤MRI信號特點(diǎn)、瘤體內(nèi)膠原蛋白含量及腺瘤的功能性。近年來，影像組學(xué)及紋理分析也逐漸用于預(yù)測腺瘤質(zhì)地，一般腫瘤MRI T2WI信號越低、瘤體內(nèi)膠原蛋白含量越豐富及高功能腺瘤均提示瘤體質(zhì)地越韌[9]。Image J軟件可以對選定圖像的感興趣區(qū)進(jìn)行光學(xué)密度值計算，獲得光學(xué)密度值的相關(guān)參數(shù)，為不同病理基礎(chǔ)的相關(guān)疾病提供人眼無法識別的量化指標(biāo)。目前多用于生物醫(yī)學(xué)研究，用于影像學(xué)方面的研究鮮有報道。本研究結(jié)果顯示兩組腺瘤的常規(guī)磁共振光學(xué)密度值相關(guān)參數(shù)在不同序列上差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義，這是因為兩者雖然都屬于垂體腺瘤，但它們的病理基礎(chǔ)并不相同，而基于Image J軟件的光學(xué)密度值可以獲得人眼無法觀測的這種細(xì)微的病理學(xué)差異，對這些差異進(jìn)行統(tǒng)計分析，進(jìn)而得到鑒別診斷兩者的最佳特征。

綜上所述，雖然不同質(zhì)地的垂體腺瘤僅憑影像特點(diǎn)很難對其有效鑒別，但能夠借助Image J軟件通過平均光學(xué)密度值相關(guān)參數(shù)對腺瘤的質(zhì)地進(jìn)行有效的預(yù)測。