下咽癌 FS-T₂WI 序列紋理特征與Ki-67表達水平的相關性研究

Correlation between FS- ?T₂WI texture features and Ki-67 expression level in hypopharyngeal carcinoma

YU Xuewen'，LI Tong2，SUN Lixin'，WANG Linsheng1，WANG Ximing2

'Departmentofiolodogdocialealsitaldorocialial，n; 2Departmentofmaging，andongrovincialHospitalAfiliatedtondongFrstedicalUniversityinanOhina. [Abstract]Objective：ToinvestigatethecoelationbetweethetexturefeaturesextractedfromFS-TWIimagesandthe expressionlevelofKi-67inhypopharyngealcarcinoma.Methods：Atotalof33malepatientswithhypopharyngealcarcinoma confirmedbysurgeryandpathologywereretrospectivelyreviewed，including15caseswithlow-expresionand18caseswith high-expresion.All patientsunderwentconventional MRIbeforetheoperation.ThelesionROIwasmanuallysegmented bythesliceonaxialFS-TWIbyusing Mazdasoftware，andthe Mazdasoftwarewasusedtoextractthelesiontexture parameters.The statistical analysis was constructed using the independent sample t -test to compare the texture parameters betweenthetwogroups，andthetextureparameterswereconstructedusingthecolinearitydiagnosticstest.Thetexture parameterswereclasifiedbydimensionalanalysisBinarylogisticregressionanalysiswascariedoutandapredictionmodel wasbuiltusingtheparameterswithstatisticallsignificantdiferences.TheROCcurvewasdrawntoevaluatethediagnostic eficiencyoftheclasified textureparametersandpredictionmodelfortheexpressonlevelofKi-67.Results：TheAUC， sensivityandspecifityofthecommonfactor-1inpredictingtheexpresionlevelofKi-67were0.583（95%CI0.361-0.806）， 77.8%and41.7%，thoseof thecommon factor-2 were0.644（95%CI0.432-0.855），100.0%and33.3%，thoseof thecommon factor-3 were 0.602（95%CI 0.379-0.825）， 50.0% and 25.0% ，those of the common factor-4 were 0.662（95%CI 0.458-0.867）， 55.6% and 66.7% ，respectively.The regression model hadan AUC of 0.949（95%CI 0.878-1.000），a sensitivityof 88.9%，and aspecificity of 83.3% ，inpredicting the expresion level of Ki-67 in hypopharyngeal carcinoma.Conclusion：The regression modelbasedonFS-TWItextureparametershashighdiagnosticvaluesforKi-67expressoninhypopharyngealcarcinoma. [Keywords] Hypopharyngeal carcinoma;Magnetic resonance imaging;Texture feature;Ki-67

全球每年新增惡性腫瘤中有 3%～5% 為頭頸部鱗狀細胞癌[1]。下咽癌是頭頸部腫瘤中較常見腫瘤之一，中晚期預后較差，5年生存率僅 15%～45%^[2-3]

Ki-67作為細胞增殖的核抗原，與腫瘤細胞的分裂周期相關。Ki-67在大多惡性腫瘤中的表達均高于正常水平，與惡性腫瘤的發生、發展存在一定聯系[4-7]。有研究發現Ki-67表達水平是下咽癌治療后復發的獨立危險因素[7-8]

影像檢查在下咽癌的預后評估中具有一定價值，而紋理特征分析作為目前的研究熱點，能提供腫瘤影像檢查的紋理特征，反映腫瘤內部的異質性變化。紋理特征分析可較客觀、合理地評估腫瘤Ki-67的表達水平[9-10]，已在多種腫瘤評估中展現出巨大潛力。本研究旨在探討基于下咽癌FS-TWI紋理特征及其構建的回歸模型對腫瘤Ki-67表達水平的預測效能，為臨床治療下咽癌及評估預后提供幫助。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2018年1月至2021年12月在山東省第二人民醫院（山東省耳鼻喉醫院）收治的33例下咽癌患者為研究對象，均為男性；年齡 18～72 歲，平均 （56.12±9.18） 歲。臨床癥狀多為吞咽異物感、疼痛、梗塞感，以及進行性吞咽困難，或伴頸部包塊。納人標準： ① 經病理學證實為下咽癌； ② MRI圖像質量清晰； ③ 檢測病變的Ki-67表達水平； ④ 未行放化療等相關治療； ⑤ 無其他腫瘤侵犯或轉移性病變。33例中Ki-67低表達15例，Ki-67高表達18例。本研究經過醫院醫學倫理委員會批準（批號：XYK20180104）。

1.2儀器與方法

采用2種MRI掃描儀： ① Siemens Prisma 3.0T 超導型MRI掃描儀，64通道頭部線圈，橫斷面TSEFS-TWI：TR 3560ms ，TE 79ms ，層厚 3.0mm ，層距0.9mm ，矩陣 240mm×240mm ，壓脂方式為頻率選擇飽和法。 ② GE750W3.0T超導型MRI掃描儀，32通道頭部線圈，橫斷面TSEFS-TWI，TR 8932ms TE 841ms ，層厚 3.0mm ，層距 1.0mm ，矩陣 220mm× 220mm ，壓脂方式為三點法非對稱性水脂分離成像（IDEAL）技術。

1.3 圖像處理及紋理特征分析

將病灶最大層面圖像以BMP格式從PACS中導出，并傳至Mazda（version4.7）軟件進行紋理分析。在腫瘤最大截面手動勾畫ROI，提取紋理特征，由2位具有5年以上頭頸部影像學診斷經驗的放射科醫師采用直方圖、絕對梯度、游程矩陣、共生矩陣和小波分析5種紋理分析方法分析圖像，共獲得279個紋理參數，其中直方圖9個、絕對梯度10個、游程矩陣20個、共生矩陣220個和小波分析20個。2位醫師意見不一致時協商解決。

1.4Ki-67表達水平的評判

由2位具有5年以上工作經驗的病理科醫師采用雙盲法閱片，所有病理標本均行HE染色及免疫組化染色，每張病理切片隨機獲取5個視野，各視野內陽性細胞數與細胞總數百分比的平均值為Ki-67表達水平。當腫瘤細胞內出現棕黃色顆粒時為Ki-67陽性表達，Ki-67表達水平 lt;50% 為低表達， ?50% 則為高表達[11-12]

1.5統計學方法

應用SPSS13.0軟件進行數據處理。符合正態分布的紋理特征以 表示，組間比較行獨立樣本t檢驗;不符合正態分布時組間比較行Mann-WhitneyU 檢驗。將組間比較差異有統計學意義的紋理特征行多重共線性檢驗，容忍度 lt;0.1 或方差膨脹因子 gt; 10則表示紋理特征存在多重共線性，否則為共線性可忽略。將存在多重共線性的紋理特征采用因子分析進行降維歸類后行Bartlett檢驗，判斷能否行因子分析。最后將歸類公因子中的紋理特征行二元logistic回歸分析篩選自變量，建立回歸模型。采用Hosmer-Lemeshow檢驗，評價模型擬合效果。繪制ROC曲線，評估歸類紋理特征、公因子聯合紋理特征及回歸模型的診斷效能。以 Plt;0.05 為差異有統計學意義。

2結果

279個紋理參數中，76個差異有統計學意義，對其行多重共線性檢驗，其中32個存在多重共線性；對32個紋理特征采用因子分析進行降維歸類，Bartlett值 =2738.637，Plt;0.001，KMO=0.733 ，適合行因子分析。經因子分析得到4個歸類紋理特征（公因子 1～ 4）（表1）。

對紋理特征行二分類logistic回歸建模，模型最大似然平方對數值為14.257，Nagelkerke擬合優度值為0.786，Hosmer-Lemeshow檢驗： χ²=1.657 P= 0.990，模型的整體性擬合效果良好。繪制ROC曲線，回歸模型預測腫瘤Ki-67表達水平的AUC為0.949（ 95%CI 0.878～1.000 ，敏感度為 88.9% ，特異度為 83.3% （表2，圖1）。

3討論

Ki-67表達水平可評價腫瘤的增殖活性[7]。朱雪超等[13]研究發現膠質瘤 T₂WI 的模型可預測Ki-67表達水平，與其他常規序列或功能性序列相結合，可為評估腫瘤的增殖行為提供幫助。歐陽治強等[14]發現基于挖掘腦膜瘤 T₁WI 增強圖像構建的腦膜瘤Ki-67表達水平預測模型具有良好的預測效能，可作為臨床預測腦膜瘤Ki-67表達水平可靠的參考工具。Fan等[15]研究發現乳腺癌MRI強化及DWI圖像影像組學可預測乳腺癌腫瘤分級和腫瘤Ki-67表達水平。

表1因子分析結果

表24個公因子及回歸模型對Ki-67表達水平的診斷效能

圖14個公因子及回歸模型預測下咽癌Ki-67表達水平的ROC曲線

孫祥林等[16]研究發現基于MRI T₂WI 圖像的紋理分析可預測肝癌術后的早期復發，有助于為臨床提供個體化治療。紋理分析研究較傳統影像學具有一定優勢，可通過對圖像內在信息的挖掘，獲得常規影像檢查額外收益[17-18]。于學文等[19]認為，下咽癌強化CT紋理參數與腫瘤Ki-67表達水平具有相關性，可有效反映腫瘤Ki-67表達水平。Li等[20]發現CT影像組學可用于預測下咽癌術后早期復發的風險，證明CT影像組學在下咽癌預測模型構建方面具有良好潛力。本研究發現基于紋理分析挖掘下咽癌MRIFS-TWI圖像內紋理信息構建的預測模型對腫瘤Ki-67表達水平具有很高的預測效能。

本研究存在一定局限性： ① 由于下咽癌發病率較低，納入樣本量較小，后續研究將進一步擴大樣本量； ② 人工勾畫病灶ROI，可能存在一定誤差； ③ 僅分析了下咽癌MRI FS- ?T₂WI 序列的紋理特征，研究內容較單一，后續研究將納入其他常規序列和增強序列圖像，并結合臨床指標（尤其是預后指標）進行綜合評估，完善下咽癌MRI紋理特征的預測模型，提高預測準確性。

綜上所述，本研究對紋理特征進行定量分析，驗證了基于下咽癌MRIFS- ?T₂WI 序列紋理特征及回歸模型預測腫瘤Ki-67表達水平的可行性，并為臨床選擇最佳的個體化治療方案提供支持。

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（收稿日期 2024-07-25）