CT紋理分析在卵巢透明細(xì)胞癌與高級(jí)別漿液性囊腺癌鑒別診斷中的價(jià)值?

邵景超 杜文壯 鞠文萍 時(shí)鵬飛 蒲如劍 王現(xiàn)亮,*

1.濰坊醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院(山東 濰坊 261053)

2.濰坊市人民醫(yī)院放射科(山東 濰坊 261041)

近年來卵巢惡性腫瘤發(fā)生率越來越高，對(duì)女性身心健康、社會(huì)功能影響巨大。卵巢原發(fā)腫瘤分為上皮源性、間葉源性、性索-間質(zhì)源性、生殖細(xì)胞源性腫瘤等，其中上皮源性腫瘤最為常見，高級(jí)別漿液性囊腺癌和透明細(xì)胞癌是上皮源性腫瘤中常見的兩種病理類型，在卵巢上皮源性腫瘤中的占比分別約70%、10%[1-2]。HGSC侵襲性較強(qiáng)，腫瘤發(fā)展快，發(fā)現(xiàn)多為晚期，預(yù)后差，但其對(duì)化療敏感性高；OCCC易合并深靜脈血栓、高鈣血癥、子宮內(nèi)膜異位癥，早期OCCC預(yù)后優(yōu)于HGSC，但因其細(xì)胞低增殖的特點(diǎn)導(dǎo)致對(duì)鉑類化療藥物反應(yīng)差，晚期OCCC預(yù)后可能差于HGSC[3-4]，故早期明確OCCC極為重要。影像學(xué)診斷可以為臨床早期診斷提供有價(jià)值的信息，CT檢查成像速度快、密度分辨率高、診斷率高、不受體內(nèi)金屬異物的影響、檢查禁忌較MRI少，CT平掃和增強(qiáng)掃描更易觀察腫瘤的形態(tài)、大小以及周圍的情況，對(duì)卵巢腫瘤具有較高的診斷價(jià)值。HGSC及OCCC的CT檢查均可表現(xiàn)為：囊實(shí)性不規(guī)則腫塊，增強(qiáng)掃描囊性成分不強(qiáng)化，實(shí)性成分持續(xù)強(qiáng)化[5-6]，單純影像學(xué)診斷較難鑒別HGSC和OCCC。目前病理檢查是鑒別二者的金標(biāo)準(zhǔn)，但為有創(chuàng)檢查，且時(shí)效性、整體性欠佳[7]；免疫組化可以提高診斷正確率，但也增加了檢查費(fèi)用及檢測(cè)的步驟。紋理分析是影像組學(xué)的一個(gè)屬支，可以不受人的主觀判斷影響，目前已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如腦腫瘤[8]、鼻咽癌[9]、肺腫瘤[10-11]、結(jié)腸癌[12]、前列腺腫瘤[13]等，可以對(duì)惡性腫瘤的異質(zhì)性[14]進(jìn)行量化。張懿等[15]通過研究表明CT平掃紋理分析對(duì)卵巢上皮腫瘤的良惡性鑒別有一定的價(jià)值，但并未對(duì)具體的病理亞型鑒別。目前通過CT紋理分析鑒別OCCC與HGSC的研究相對(duì)較少，本文旨在探究基于CT紋理分析在OCCC與HGSC鑒別中的潛在價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2020年1月至2022年4月濰坊市人民醫(yī)院收治的經(jīng)病理證實(shí)的OCCC與HGSC患者的臨床資料，所有患者均接受CT平掃與增強(qiáng)掃描。研究共納入患者58例，其中OCCC患者23例，年齡43～67歲，平均年齡(53.09±6.70)歲，HGSC患者35例，年齡36～76歲，平均年齡(55.87±8.87)歲。本研究通過醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：影像檢查前無穿刺、放化療等檢查或治療；術(shù)前或放化療(新輔助放化療)前1～2周接受完整的CT平掃與增強(qiáng)掃描；經(jīng)病理或活檢證實(shí)為OCCC與HGSC，且病理為放化療前獲得。排除標(biāo)準(zhǔn)：圖像有偽影；腫瘤太小，長(zhǎng)徑小于0.5cm；同時(shí)患有其他腫瘤(如淋巴瘤、肺癌等)。

1.2 檢查方法通過Siemens Somatom Force雙源CT行盆腔CT平掃與增強(qiáng)掃描。掃描參數(shù)：管電壓120kv，管電流220mA，層厚1.25mm，層間距1mm。掃描范圍髂嵴連線至坐骨結(jié)節(jié)水平。經(jīng)肘靜脈團(tuán)注非離子對(duì)比劑碘佛醇(1～1.5mL/kg)，注射速率2.5mL/s，分別在注射對(duì)比劑30s、60～65s、90s采集動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期圖像。

1.3 圖像處理在圖像存檔和通信系統(tǒng)(picture archiving and communication system，PACS)導(dǎo)出患者平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期四個(gè)時(shí)期的圖像，利用Image J 1.53c軟件(http://imagej.nih.gov/ij)，首先對(duì)OCCC組與HGSC組圖像進(jìn)行灰階標(biāo)準(zhǔn)化，將軟件各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值：像素間距d為1，兩點(diǎn)間連線與軸的夾角θ為0°。由于靜脈期病灶邊界較清晰，在其最大橫截面[16]圖像上沿著腫瘤邊緣內(nèi)約1-2mm距離勾畫感興趣區(qū)間(region of interest，ROI)，包括液化壞死區(qū)域，將勾畫的ROI保存，然后將所得ROI復(fù)制到平掃期、動(dòng)脈期、延遲期相同層面，以求各序列ROI一致(圖1-2)。ROI勾畫由兩名影像科具有十五年以上工作經(jīng)驗(yàn)副主任醫(yī)師及十年以上工作經(jīng)驗(yàn)主治醫(yī)師共同完成，當(dāng)二人意見不一致時(shí)，通過溝通協(xié)商達(dá)成一致。軟件自動(dòng)生成直方圖紋理參數(shù)(均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度、峰度)及灰度共生矩陣紋理參數(shù)(能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵)。

圖1A-圖1E 女性，53歲，右側(cè)卵巢透明細(xì)胞癌。圖1A-1D分別為平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期圖像，1E為靜脈期手動(dòng)勾畫ROI示意圖；圖2A-圖2E 女性，73歲，右側(cè)卵巢高別漿液性囊腺癌。圖2A-2D分別為平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期圖像，2E為靜脈期手動(dòng)勾畫ROI示意圖；

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析以SPSS 27.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)評(píng)價(jià)兩名測(cè)試者內(nèi)及測(cè)試者間所得數(shù)據(jù)的一致性，ICC>0.80為一致性良好。對(duì)于計(jì)量資料行正態(tài)分布檢驗(yàn)及方差齊性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；符合偏態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)±四分位數(shù)表示，組間比較采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)。采用Medcal 20.1軟件對(duì)差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的紋理參數(shù)進(jìn)行受試者工作特征(receive operating characteristic，ROC)曲線分析以評(píng)估各參數(shù)值對(duì)OCCC與HGSC的診斷效能。當(dāng)P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 紋理參數(shù)比較平掃期，OCCC組與HGSC組9個(gè)紋理參數(shù)中均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且OCCC組均值、標(biāo)準(zhǔn)差小于HGSC組，OCCC組偏度大于HGSC組；峰度、能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 平掃期OCCC與HGSC紋理參數(shù)比較

動(dòng)脈期，OCCC組與HGSC組9個(gè)紋理參數(shù)中均值、標(biāo)準(zhǔn)差差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且OCCC組均值、標(biāo)準(zhǔn)差小于HGSC組；偏度、峰度、能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 動(dòng)脈期OCCC與HGSC紋理參數(shù)比較

靜脈期，OCCC組與HGSC組9個(gè)紋理參數(shù)中均值、偏度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且OCCC組均值小于HGSC組，OCCC組偏度大于HGSC組。標(biāo)準(zhǔn)差、峰度、能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表3 靜脈期OCCC與HGSC紋理參數(shù)比較

延遲期，OCCC組與HGSC組9個(gè)紋理參數(shù)中均值、偏度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且OCCC組均值小于HGSC組，OCCC偏度大于HGSC組；標(biāo)準(zhǔn)差、峰度、能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

表4 延遲期OCCC與HGSC紋理參數(shù)比較

2.2 紋理參數(shù)的診斷效能對(duì)各期有意義的紋理參數(shù)進(jìn)行R O C 曲線分析，其中診斷效能最佳者是平掃期均值，AUC=0.881(P<0.001)，是以113.39為臨界值，鑒別卵巢透明細(xì)胞癌與卵巢高級(jí)別漿液性囊腺癌的敏感度、特異度分別為65.22%、97.14%(圖3-4，表5)。

圖3A-圖3B 平掃期、動(dòng)脈期有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義參數(shù)值的ROC曲線；圖4A-圖4B 靜脈期、延遲期有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義參數(shù)值的ROC曲線；

表5 鑒別OCCC與HGSC紋理參數(shù)的診斷效能

3 討論

3.1 紋理分析的應(yīng)用紋理分析是近些年來新興的一個(gè)技術(shù)，隸屬于影像組學(xué)的一個(gè)分支，在影像領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，如在超聲、CT、MRI以及PET/CT、PET/MRI等方面都有具體的應(yīng)用。傳統(tǒng)影像學(xué)診斷易受診斷者的主觀意識(shí)影響，有時(shí)診斷結(jié)果不甚準(zhǔn)確。紋理分析依據(jù)病灶本身內(nèi)部特有的紋理特質(zhì)，既可以反映圖像表面的特性，又可以反映人肉眼不易發(fā)現(xiàn)的微毫差距，從而做到客觀的判斷。紋理分析可用于腫瘤良性與惡性鑒別[17]，明確腫瘤分期，預(yù)測(cè)腫瘤分級(jí)[18]，指導(dǎo)腫瘤治療[19]，預(yù)測(cè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[20]，評(píng)價(jià)新輔助治療后療效[21]。Seo Minkook等[22]通過CT紋理分析可以有效地鑒別卵巢粘液性囊腺瘤與其他良性附件囊性腫瘤。An He等[23]基于CT紋理分析在卵巢上皮腫瘤組織學(xué)亞型的分類方面有很好的應(yīng)用前景，但并未對(duì)具體的病理亞型鑒別。目前通過CT紋理分析鑒別OCCC與HGSC的研究相對(duì)較少。本研究旨在利用CT紋理分析鑒別卵巢透明細(xì)胞癌與高級(jí)別漿液性囊腺癌，以求為臨床提供更多有價(jià)值的參考信息。

3.2 OCCC與HGSC的CT紋理參數(shù)差異及結(jié)果分析均值反映病變內(nèi)部像素的平均值，灰度值與均值正相關(guān)[24]。標(biāo)準(zhǔn)差反映病灶的不均勻性，不均勻性與標(biāo)準(zhǔn)差亦呈正相關(guān)[25]。偏度反映病灶總體取值分布形態(tài)的對(duì)稱性，其數(shù)值越小則形態(tài)偏斜程度越小，反之則越大[25]。本研究四期OCCC組的均值、標(biāo)準(zhǔn)差均小于HGSC組，均值在四期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而標(biāo)準(zhǔn)差只有在平掃期、動(dòng)脈期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；四期偏度OCCC組均大于HGSC組，只有平掃期、靜脈期、延遲期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。推測(cè)其原因可能與腫瘤內(nèi)部成分復(fù)雜程度及腫瘤血供相關(guān)。HGSC病理學(xué)組織表現(xiàn)其細(xì)胞層次更多、多形性更明顯、微血管更密，OCCC乳頭表面被覆細(xì)胞多為單層、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，故OCCC均值小。四期的標(biāo)準(zhǔn)差OCCC組均小于HGSC組，分析原因可能是HGSC內(nèi)部微小血管及細(xì)胞密度的改變，使其更易囊變壞死，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)更不均勻。研究表明標(biāo)準(zhǔn)差可以反映病變的異質(zhì)性[26]，二者呈正相關(guān)，因此我們可以推測(cè)，HGSC的異質(zhì)性更高。魏赟[27]等研究發(fā)現(xiàn)偏度可預(yù)測(cè)胰腺導(dǎo)管腺癌的分化程度，分化程度高的偏度大。OCCC組織病理學(xué)由透明細(xì)胞、嗜酸細(xì)胞核和靴釘樣細(xì)胞構(gòu)成，其乳頭結(jié)構(gòu)較為規(guī)則，砂粒罕見[28]；HGSC組織病理學(xué)由高度異型性腫瘤細(xì)胞構(gòu)成，多呈實(shí)性，內(nèi)可見囊變壞死及出血，少見乳頭狀結(jié)構(gòu)，常見砂粒體[29]；OCCC組細(xì)胞異型性較HGSC組小，分化程度較HGSC組高，故OCCC組偏度高于HGSC組。An He等[23]利用CT紋理分析鑒別HGSC與非HGSC時(shí)，HGSC組紋理特征明顯高于非HGSC組，這與本研究相符。

峰度與病灶中像素分布曲線的峰度有關(guān)，高峰度反映了組織學(xué)異質(zhì)性的增加，而這又往往與腫瘤誘導(dǎo)的血管生成、缺氧、壞死所引起的不規(guī)則組織結(jié)構(gòu)有關(guān)[17]。對(duì)比可以反映紋理溝紋的深淺，兩者是正相關(guān)的關(guān)系，即紋理越深，對(duì)比值越大[25]。相關(guān)反映病變紋理結(jié)構(gòu)的相似度，兩者呈正相關(guān)，即圖像紋理越相似越細(xì)致，相關(guān)越大，與腫瘤異質(zhì)性呈反比[30]。逆差距可以反映出病變紋理的規(guī)則度，兩者呈正相關(guān)，即紋理越規(guī)則，逆差距越大。能量和熵可以反映病變內(nèi)部紋理灰度變化的整體性質(zhì)，能量反映病變的紋理的一致性和平滑性，內(nèi)部越均勻一致則能量越大，二者正相關(guān)；熵是病變異質(zhì)性的代表參數(shù)之一，反映病變的內(nèi)部紋理的復(fù)雜程度，兩者正相關(guān)[17,31]，即病變內(nèi)紋理參數(shù)越復(fù)雜，熵越大異質(zhì)性越高。以往研究[32]表明熵與病變的良惡性有很好的相關(guān)性，宋小玲[33]等研究發(fā)現(xiàn)基于T2WI的熵有助于區(qū)分Ⅰ型和Ⅱ型卵巢上皮腫瘤。本研究峰度、能量、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、熵在CT平掃與增強(qiáng)掃描四期中差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析原因OCCC與HGSC均為惡性腫瘤，其內(nèi)部的紋理參數(shù)差異可能較小，從而可能導(dǎo)致峰度、對(duì)比、相關(guān)、逆差距、能量和熵的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；亦不排除與樣本量較小有關(guān)，有待于進(jìn)一步擴(kuò)展到其他病例進(jìn)一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)診斷效能最佳者是平掃期均值，說明平掃期紋理分析能較好的挖掘病變的潛在特征，動(dòng)、靜脈及延遲期未見診斷效能的增加，這可能與本研究樣本量較小以及對(duì)比劑使用影響CT圖像像素強(qiáng)度、模糊病變異質(zhì)性相關(guān)[14]；除此之外亦可能與腫瘤的微環(huán)境相關(guān)，即ROI內(nèi)既含有腫瘤成分，亦含有非腫瘤成分，平掃期腫瘤ROI可以更真實(shí)地反映整個(gè)腫瘤的空間異質(zhì)性，故平掃期診斷效能較高，Choi等研究亦顯示平掃期紋理分析能更好反映肺腺癌病理異質(zhì)性[34]，但增強(qiáng)檢查提取的放射學(xué)變量可反映增強(qiáng)腫瘤成分的異質(zhì)性及腫瘤血管信息，對(duì)CT平掃具有補(bǔ)充價(jià)值，聯(lián)合平掃及增強(qiáng)掃描的紋理分析特征能更好的反映腫瘤的異質(zhì)性。本研究中動(dòng)脈期均值、標(biāo)準(zhǔn)差差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，靜脈期及延遲期均值、偏度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能是腫瘤強(qiáng)化方式的不同以及腫瘤內(nèi)部微細(xì)血管構(gòu)成及細(xì)胞組成的不同導(dǎo)致的。

本研究尚存在的局限性：(1)本研究的樣本量較小，今后將擴(kuò)大樣本量繼續(xù)分析研究。(2)ROI的勾畫存在主觀性差異，且僅在病灶最大截面上勾畫ROI，沒有評(píng)估單層與全容積評(píng)估的差異，以后的研究中將嘗試進(jìn)行全容積的方法。(3)本研究是回顧性研究，病例的選擇上難免存在選擇偏倚。(4)OCCC的病理分級(jí)本次未考慮進(jìn)來，將在日后的研究中逐步完善。

綜上所述，基于CT的紋理分析可以為鑒別卵巢透明細(xì)胞癌和卵巢高級(jí)別囊腺癌提供有效的信息，從而提高鑒別診斷正確率，對(duì)臨床有一定的應(yīng)用價(jià)值。