基于常規MRI圖像光學密度值術前預測垂體大腺瘤質地的價值分析

程鋼

(皖南醫學院弋磯山醫院醫學影像中心，安徽 蕪湖 241000)

0 引言

垂體腺瘤是鞍區最常見的腫瘤，微腺瘤容易導致內分泌功能障，大腺瘤常導致患者頭痛、視力減退[1]，大腺瘤的治療方式主要是外科手術切除，常用手術方式有微創的經蝶手術及開顱兩種，不同的手術方式主要針對不同質地的大腺瘤[2]。Image J是基于java的公共處理軟件，功能強大，操作簡單，能夠對多種格式的各種圖像進行顯示、編輯、分析、處理及保存等功能，可以對選定圖像的ROI進行區域和像素統計、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的相關疾病提供人眼無法識別的量化指標。本研究探討基于常規磁共振光密度值術前預測垂體大腺瘤質地的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析皖南醫學院一附院2013年1月至2021年3月經手術病理證實的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。納入標準①術前均接受常規MRI平掃及增強檢查；②圖像清晰，能夠滿足測量需求；③腫瘤直徑大于1cm。排除標準：①圖像模糊，無法測量；②瘤內囊變、出血占瘤體1/2以上。根據術中所見將腫瘤分為質軟組及質韌組，其中質軟組63例，男27例，女36例，年齡16-64歲，平均（54.17±11.29）歲，質軟的判斷標準為腦膜切開后腫瘤自行流出，或者易于用吸引器吸出。質韌組36例，男13例，女23例，年齡30-76歲，平均（50.92±12.43）歲，質韌的判斷標準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，頭顱位于線圈內，在顱腦兩側用海綿將顱腦固定；掃描序列及參數：OSagT1WI：TR2500ms，TE24ms，層厚2.0mm，層間距0.5mm，FOV240mm×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，FOV240mm×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，FOV240mm×240mm，矩 陣 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 24，Bandwidth 41.67。增強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增強掃描，增強掃描參數同平掃。

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系統以DICOM格式按序列導入ImageJ軟件內，首先用ImageJ軟件對導入的圖片進行灰度轉換：edit→invert，灰度統一調整為8bit，然后由2名放射科醫師（含1名5年及1名10年以上工作經驗）選擇自由描繪工具沿病灶內側緣對每個序列所有包含病灶的層面均勾畫ROI，然后在ImageJ內選擇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、標準差、眾數、最大最小值、中位數、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 統計學方法

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

2 結果

2.1 兩組間OSag T1WI光密度值相關參數比較

光密度值的平均值、標準差、眾數、最小值、最大值、中位數差異具有統計學意義（P＜0.05），偏態和峰度差異無統計學意義（P＞0.05）。（表1）

表1 兩組間OSag T1WI光密度值的相關參數比較

2.2 兩組間Cor FSE T2WI光密度值相關參數比較

光密度值的平均值、眾數、最小值、中位數及偏態差異具有統計學意義（P＜0.05），標準差、最大值及峰度差異無統計學意義（P＞0.05）。（表2）

表2 兩組間Cor FSE T2WI光密度值的相關參數比較

2.3 兩組間OSag T1WI+C光密度值相關參數比較

光密度值的平均值、眾數、最小值、最大值及中位數差異具有統計學意義（P＜0.05），標準差、偏態及峰度差異無統計學意義（P＞0.05）。（表3）

表3 兩組間OSag T1WI+C光密度值的相關參數比較

2.4 光密度值參數的ROC曲線分析

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

表4 光密度值相關參數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，臨床上根據其是否導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、生長激素及多種促激素并導致相應的臨床癥狀[4]。無功能腺瘤也會因為腫瘤增大壓迫周圍組織而導致相應的臨床癥狀，如壓迫視交叉導致視力受損[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，其他均需手術治療。手術方式的選擇有經蝶微創手術和開顱手術，隨著神經內鏡技術的不斷發展，經蝶手術逐漸成為垂體瘤的首選治療方案[6]。影響手術方案選擇的因素有很多，如瘤體的質地、大小和侵襲范圍等。其中，以瘤體質地最為重要[7]。單鼻孔神經內窺鏡經蝶手術適用于質軟垂體腺瘤。雙鼻孔擴大經蝶竇神經內鏡手術適用于較韌的腺瘤，當瘤體較大且質地較韌時，可直接開顱或用銳器切割以小塊慢慢切除[8]。因此，術前如能準確判斷腺瘤組織的質地，對腺瘤的手術準備及預后有重要的意義。

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

綜上所述，雖然不同質地的垂體腺瘤僅憑影像特點很難對其有效鑒別，但能夠借助Image J軟件通過平均光學密度值相關參數對腺瘤的質地進行有效的預測。