基于ADC灰度直方圖分析鑒別顱內孤立性纖維瘤/血管外皮瘤和血管型腦膜瘤

王佳, 胡春洪, 王希明

孤立性纖維性腫瘤(solitary fibrous tumor,SFT)/血管外皮細胞瘤(hemangiopericytoma，HPC)是一類腦膜間葉組織來源腫瘤，中樞神經系統少見[1]，而血管型腦膜瘤(angiomatous meningioma,AM)是腦膜瘤的一種組織學亞型，二者在生物學行為、治療方法及預后上存在很大差異。SFT/HPC具有惡性的生物學行為，表現為高顱內復發和顱外轉移傾向，手術切除加術后放療為主要治療手段[2]。相比之下，AM惡性程度低，僅手術切除即可獲得良好預后。因此，術前準確鑒別SFT/HPC和AM在臨床工作中至關重要。

已有研究報道傳統MRI(T1WI,T2WI和T1增強等)術前診斷SFT/HPC和AM的價值[3]，但這些圖像特征的解釋依賴于閱片者的主觀經驗。Clarencon等[4]探討磁共振波譜(MRS)、擴撒加權成像(DWI)和灌注加權成像(PWI)對SFT/HPC和AM的鑒別診斷價值，但未獲得一致性結論，可能與研究方法有關，因為用腫瘤代表性區域的平均參數值來評估腫瘤，并不能反映腫瘤組織學特征的空間異質性，可能會忽略二者之間的細微差異。

灰度直方圖分析是一種客觀且可靠的研究方法，可提供腫瘤組織特征的定量信息，該方法已被證明在鑒別腫瘤類型、預測腫瘤分級和預后方面具有重要價值[5-7]。本研究旨在探討腫瘤ADC灰度直方圖分析對SFT/HPC與AM的鑒別診斷價值。

材料與方法

1.研究對象

收集2017-2019年蘇州大學附屬第一醫院收治并經病理證實的18例SFT/HPC和21例AM患者。納入標準：①初診且未經任何治療；②均接受術前MRI檢查且無圖像偽影；③經手術切除且有確切的組織病理學檢查結果。

2.圖像采集

采用Siemens Skyra 3.0T MRI掃描儀,頭頸聯合八通道線圈。取仰臥位,頭先進,調整人腦的正中矢狀面與線圈的縱軸一致。常規MRI平掃參數如下：橫軸面T1WI：TR 1800 ms，TE 9 ms,層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，視野220 mm×220 mm，矩陣224×320，激勵次數1；橫軸面T2WI：TR 4000 ms，TE 94 ms，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，視野220 mm×220 mm，矩陣224×320，激勵次數1；DWI：TR 4400 ms,TE 61 ms,層厚5 mm，層間距1.0 mm，視野220 mm×220 mm，b值=0，1000 s/mm2，矩陣126×126，激勵次數1。MRI平掃完成后行增強掃描，對比劑為Gd-DTPA。經肘靜脈注射Gd-DTPA(0.2 mL/kg)，注射流率3 mL/s，掃描參數同T1WI平掃。

3.圖像分析

常規MRI特征包括形狀(類圓形/分葉形/不規則形)、DWI信號、T1增強特征(均勻或異質)、基底附著(廣/窄基底)、有無跨線/跨葉生長、硬腦膜尾征、血管流空征、壞死/囊變和骨質破壞征象。在病理結果未知的情況下，由兩名具有豐富經驗的放射科醫生獨立閱片并評估以上特征，結論不一致時通過協商達成一致意見。

ADC灰度直方圖分析：將數據導入Siemens Syngo后處理工作站自動計算ADC圖。以T2WI和T1增強圖像為參考，在獲得的ADC圖上，由一名放射科醫生使用Image J軟件選取腫瘤最大層面手動勾畫ROI，避免瘤周血管和水腫，并略小于腫瘤邊界，以減少部分容積效應。提取每個腫瘤的ADC灰度直方圖參數：平均ADC、中位ADC、偏度、峰度、第10百分位數(ADC 10%)、第25百分位數(ADC 25%)、第75百分位數(ADC 75%)和第90百分位數(ADC 90%)。由同一名醫生在一個月后對所有病例進行再次測量，取兩次測量結果的平均值。

4.病理檢查

所有患者均行腫瘤全切除手術，手術標本經HE染色和免疫組化染色。由一名病理科醫生依據2016年WHO中樞神經系統腫瘤分類標準確定病理結果。

5.統計學分析

所有統計分析均使用SPSS 22.0軟件。使用獨立樣本t檢驗比較SFT/HPC和AM組患者的年齡差異，采用Fisher精確檢驗比較兩組間的性別、常規MRI特征差異。兩組間ADC灰度直方圖參數的差異使用Mann-Whitney U檢驗。使用受試者工作特征曲線(ROC)評估灰度直方圖參數的診斷效能，并計算ROC曲線下面積(AUC)、截斷值、敏感性和特異性。P<0.05為差異具有統計學意義。

1.臨床和常規MRI特征結果

SFT/HPC出現腦膜尾征較AM少見，而血管流空征、壞死/囊變及骨質侵犯較AM多見(P均<0.05)。兩組的年齡(t=1.638)、性別、腫瘤形態、DWI信號和T1增強特征等均無統計學差異(P均>0.05，表1)。

2.ADC灰度直方圖分析結果

SFT/HPC和AM患者的ADC灰度直方圖參數值見表2。SFT/HPC組的ADC 90%明顯高于AM組(P<0.001)，峰度明顯低于AM組(P=0.026)。兩者間ADC 10%、ADC 25%、ADC 75%、平均ADC、中位ADC及偏度均無統計學差異(P均>0.05)。ROC曲線分析結果如圖1。峰度和ADC 90%區分SFT/HPC和AM的AUC分別為0.88(敏感度72.2%，特異度100.0%)和0.87(敏感度94.4%，特異度68.4%)，最佳截斷值分別為4.76和22.75。典型病例如圖2、3所示。

表1 SFT/HPC和AM患者的臨床和常規MRI特征比較

注：*為數據符合正態分布，以均數±標準差表示，使用獨立樣本t檢驗，余數據均使用Fisher精確檢驗；#為差異具有統計學意義。

表2 SFT/HPC和AM患者的灰度直方圖參數值比較

注：數據均呈非正態性分布，以中位數(四分位數)表示，使用Mann-Whitney U 比較，#為差異具有統計學意義。

討 論

SFT/HPC發病率低，位于中樞神經系統更為罕見，國內外未見大宗病例總結報道；且腫瘤發病部位及病理級別不同，其影像學表現各異，因此放射科醫師對該病的影像學特點認識尚不充分，發生于顱內時常誤診為腦膜瘤。

1.常規MRI特征

常規MRI是評估顱內腫瘤的首要方式，但受限于閱片者的主觀性，不同研究往往得出不同結論[8-10]。本研究中，SFT/HPC和AM在腦膜尾征、血管流空征、壞死/囊變以及骨質侵犯方面存在統計學差異，而性別、年齡、形態、T1增強特征等均無明顯差異。

2.ADC值頻數特征

ADC值與腫瘤細胞密度、細胞核漿比有關；高細胞密度和核漿比限制細胞內外水分子的自由運動，導致ADC值下降[11]。目前已有學者報道最小ADC值或平均ADC值在SFT/HPC和AM中的鑒別診斷價值[12，13]。灰度直方圖通過提取病灶圖像像素值的灰度分布情況進行統計分析，可獲得大量與疾病組織學特征相關的參數，為進一步評估腫瘤提供優化分類方法，已成為一種重要的腫瘤評價方法[14]。既往研究多采用常規MRI序列進行紋理分析[3]，而ADC圖作為功能成像方法，可能含有更豐富的紋理信息，有望提供比平均ADC值更敏感的診斷信息。本研究結果顯示，SFT/HPC組ADC 90%明顯高于AM組，符合SFT/HPC多呈DWI等/低信號的特點，也與既往文獻報道SFT/HPC的ADC值高于AM的結論一致[15]。原因可能在于SFT/HPC血管組織較豐富,水分子擴散受限程度降低，此外病灶中無法察覺的微囊變區也可能影響SFT/HPC的ADC值。本研究中，其他所有的百分位數以及平均ADC、中位ADC值在SFT/HPC和AM組間均無統計學差異。Liu等[16]報道HPC的平均ADC值顯著高于間變性腦膜瘤，而HPC和AM的平均ADC值無顯著差異，因此筆者認為平均ADC值僅能區分分化程度相差較大的腫瘤類型，對HPC和AM的鑒別診斷價值有限。

3.ADC值分布特征

ADC直方圖可以通過可視化圖形的不對稱性和平坦度來評估參數值的空間分布。峰度和偏度是評價組織空間異質性的重要指標。峰度是峰值高度的位置，反映分布的峰值，即ADC值的最大頻率。本研究中，SFT/HPC組峰度明顯小于AM組，表明AM圖像的灰度分布更集中于平均值附近。筆者認為這主要是由于AM內瘤細胞分布更均勻，結構更致密，而SFT/HPC內細胞成分混雜，壞死和囊變較多所致[3]。ADC偏度在鑒別病變類型和良惡性中也具有重要價值[17]。偏度反映平均值周圍分布的不對稱性，正偏斜表明病灶內多數ADC值低于平均值，曲線向右傾斜。然而，本研究沒有發現偏度有助于區分SFT/HPC和AM的結果。

本研究存在一定局限性。首先這是一項回顧性研究，樣本量相對較??；此外，手動勾畫ROI不可避免地會產生偏差，未來圖像自動分割和提取技術將提供更為客觀的研究方法。

綜上所述，基于ADC的灰度直方圖分析可有效地反映SFT/HPC和AM之間細微的組織病理學差異，其中峰度和ADC 90%具有較高的診斷效能，可為治療方案的制定和預后評估提供幫助。