王 怡,張 林
(1石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院 新疆 石河子 832000)
(2石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院CT核磁室 新疆 石河子 832000)
肝臟實性占位是我國常見病,由于肝臟占位的良惡性不同,其對應(yīng)的臨床治療和預(yù)后評價也千差萬別。MR檢查具有無輻射、多參數(shù)、多方位成像的特點(diǎn)。MRI增強(qiáng)掃描近年常用擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)已越來越多地應(yīng)用于診斷各種實性占位。目前在影像醫(yī)學(xué)方面,疾病的診斷全依靠人工,但影像數(shù)據(jù)庫大,人工效率低。紋理分析(texture analysis, TA)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)近年來才發(fā)展起來的評價腫瘤異質(zhì)性的新工具,能對人眼無法觀察到的微小異常進(jìn)行分析,進(jìn)而幫助腫瘤準(zhǔn)確診斷[1]。
前瞻性收集2019年2月—10月在石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲、臨床懷疑肝臟實性占位的患者,納入標(biāo)準(zhǔn):(1)未經(jīng)介入治療和放化療的患者;(2)實性占位在DWI圖像上至少有三層圖像;(3)良性占位及除原發(fā)性肝癌外的惡性占位均進(jìn)行病理證實,原發(fā)性肝癌符合原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2017年版)[2];排除標(biāo)準(zhǔn):(1)制動性差,配合不良的患者;(2)有MRI檢查禁忌證的患者;(3)手術(shù)治療、介入治療、放化療的患者。
采用3.0T高場磁共振成像儀(Discovery MR 750;General Electric Medical Systems, Milwaukee,
Wisconsin)和配套的體部線圈對疑有肝臟實性占位的患者進(jìn)行上腹部MRI平掃和增強(qiáng)。檢查前應(yīng)與患者充分溝通,消除其緊張情緒,告知患者在檢查過程、檢查所需時間及注意事項,讓患者充分準(zhǔn)備。呼吸門控軟管上下緣放置軟墊,防止線圈直接壓迫呼吸門控軟管。線圈中心對準(zhǔn)胸骨劍突,三平面定位圖像上觀察肝臟既不能偏上也不能偏下,確保肝臟位于線圈的中心。
將DWI序列圖像傳輸至GE ADW 4.6工作站,經(jīng)Functool軟件重建后獲得ADC圖。而后將ADC原始圖像導(dǎo)入MaZda(Version 4.7, Technical University of Lodz)軟件,得到未經(jīng)濾過的原始細(xì)紋理圖像,由2名副主任醫(yī)師參考MR平掃及增強(qiáng)掃描圖像,共同協(xié)商在選取的病灶每層ADC圖像逐層勾畫感性興趣區(qū)(region of interest, ROI)(圖1),將灰度級設(shè)置在16,距離設(shè)為1,而得出每層病灶得灰度行程矩陣(gray-level run-length matrix, GLRLM)的參數(shù),包括水平、垂直、45°及135°方向的長度異質(zhì)性(the run-length non-uniformity, RLNU)、灰度異質(zhì)性(the gray-level non-uniformity, GLNU)、長游程灰度重點(diǎn)(long-run grey-level emphasis, LRE)、短游程灰度重點(diǎn)(short-run grey-level emphasis, SRE)、游程分?jǐn)?shù)(the fraction in runs, Fraction)等20個特征值,每個患者的最后GLRLM參數(shù)取至少三層圖像數(shù)據(jù)的均值。
應(yīng)用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,按照病灶的病理性質(zhì),分為良性組、惡性組,進(jìn)shapiro-wilk檢驗,顯著性>0.05即為正態(tài)分布。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用獨(dú)立樣本t檢驗,P<0.05即差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,能夠良好鑒別肝臟實性占位的良惡性,非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用Mann-Whitney秩和檢驗,P<0.05即具有統(tǒng)計學(xué)意義,參數(shù)具有鑒別肝臟實性占位的可能性。采用受試者工作曲線(receiver operator characteristic curve, ROC curve)分析灰度游程矩陣的診斷效能。
此次研究共納入患者43人,其中惡性實性占位患者21人,良性實性占位患者22人,共50個病灶,26個惡性實性占位病灶,其中有1人納入3枚病灶,3人納入2枚病 灶;良性實性占位24枚,其中有2人納入了兩枚病灶。
將GLRLM的20組數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性分析,其中:四個方向的短游程因子、游程分?jǐn)?shù)符合正態(tài)分布,進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗,P>0.05;說明四個方向的短游程因子、游程分?jǐn)?shù)在鑒別良惡性實性占位方面無統(tǒng)計學(xué)意義。四個方向水平的長度異質(zhì)性、灰度異質(zhì)性、長游程因子不符合正態(tài)分布,所獲得的結(jié)果進(jìn)行Mann-Whitney秩和檢驗,所獲得的結(jié)果如表2:四個方向水平的長度異質(zhì)性、灰度異質(zhì)性、長游程因子在鑒別肝臟良惡性實性占位方面具有統(tǒng)計學(xué)意義,表格中所有數(shù)據(jù),P均<0.05,見表1。
表1 獨(dú)立樣本t檢驗(±s)
表1 獨(dú)立樣本t檢驗(±s)
Horzl SRE Horzl Fraction Vertl SRE Vertl Fraction良性 0.7345±0.088 0.618±0.122 0.760±0.076 0.645±0.112惡性 0.630±0.109 0.476±0.112 0.657±0.120 0.515±0.128 t 3.754 4.295 3.671 3.818 P 0.445 0.76 0.138 0.768 45°SRE 45°Fraction 135°SRE 135°Fraction良性 0.799±0.067 0.703±0.109 0.809±0.068 0.716±0.111惡性 0.703±0.109 0.582±0.119 0.711±0.100 0.589±0.115 t 3.757 3.746 4.092 3.976 P 0.078 0.529 0.125 0.88
表2 Mann-Whitney U檢驗
使用ROC曲線分析灰度游程矩陣的診斷效能評估有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)對良性實性占位、惡性實性占位的鑒別診斷效能,計算AUC,得到圖1:其中各方向上灰度異質(zhì)性較同方向的長度異質(zhì)性、長游程因子的AUC值大,且(P<0.05),均具有統(tǒng)計學(xué)意義。水平、垂直、45°、135°的長度異質(zhì)性的AUC分別為:0.748、0.764、0.780、0.768,水平、垂直、45°、135°的灰度異質(zhì)性的AUC值分別為:0.877、0.893、0.889、0.893,水平、垂直、45°、135°長游程灰度重點(diǎn)的AUC值分別為:0.816、0.792、0.779、0.793。
圖1 ROC曲線
肝臟是人體內(nèi)以代謝功能為主的一個器官,起著去氧化、分泌性蛋白質(zhì)、儲存肝糖的合成等作用。肝臟實性占位區(qū)分為良性和惡性實性占位,常見肝臟惡性實性占位主要包括肝細(xì)胞癌、肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌及肝臟轉(zhuǎn)移瘤等,肝臟良性病變又可分為再生性病變和真正的腫瘤性病變,最常見的再生病變包括血管瘤、局灶性結(jié)節(jié)性增生和肝臟的炎性假瘤等,常見的良性腫瘤性病變包括肝細(xì)胞腺瘤和血管平滑肌脂肪瘤[3]。原發(fā)性肝癌是第五常見的癌癥,是肝臟惡性實性占位最常見的腫瘤類型。
紋理分析是一個數(shù)學(xué)模型,它能夠評估像素的灰度強(qiáng)度和位置,以及體素強(qiáng)度之間的關(guān)系[4]。王永芹等[5]認(rèn)為使用CT平掃圖像來鑒別肝癌和肝血管瘤是可行的。在此次研究中,納入的肝臟良惡性實性占位的ADC圖像的GLRLM值,研究其參數(shù)值鑒別肝臟良惡性實性占位的能力。GLRLM反映了圖像灰度關(guān)于方向、變化幅度、相鄰間隔的整合信息,是分析圖像局部及排列規(guī)則的基礎(chǔ)[6]。能對灰度運(yùn)行實行量化?;叶扔纬叹仃嘝(I, j|θ)中,(I, j)th元素是描述沿角度θ出現(xiàn)的灰度級i和長度j在ROI中的運(yùn)行次數(shù)。
短游程強(qiáng)度是短游程長度的分布度量,表示較短游程長度和愈精細(xì)紋理時,值愈大;長游程強(qiáng)度與之相反,在較長游程長度和越粗糙的紋理時值越大;灰度異質(zhì)性意味著灰度值更接近時,參數(shù)值越小。長度異質(zhì)性說明圖像游程長度愈相似,參數(shù)值越小,圖像在游程長度均勻性越高[7]。在該研究中,肝臟良性實性占位的長度異質(zhì)性、灰度異質(zhì)性及長游程重點(diǎn)較小,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,說明良性實性占位的長度異質(zhì)性、灰度異質(zhì)性較惡性實性占位的小,異質(zhì)性低。長游程重點(diǎn)良性實性占位的更小說明良性實性占位灰度在長游程長度的聯(lián)合分布較不集中。短游程重點(diǎn)和游程分?jǐn)?shù)值較大,但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。在具有統(tǒng)計學(xué)意義的幾個參數(shù)中,ROC曲線的AUC值均大于0.7,說明這些參數(shù)值在鑒別肝臟良惡性占位方面有較好的診斷效能。同一方向上灰度異質(zhì)性的AUC更大,說明灰度異質(zhì)性對于肝臟良惡性實性占位的鑒別效能更好。
DWI在MRI掃描中是常規(guī)序列,若能使機(jī)器深度學(xué)習(xí)肝臟良惡性實性占位的GLRLM數(shù)值,輔助影像醫(yī)師診斷,可大大降低人工負(fù)擔(dān),提高診斷準(zhǔn)確率和效率。