眼眶淋巴瘤占眼眶附件淋巴瘤的50%~60%,绝大多数眼眶淋巴瘤起源于B细胞(97%)[1]。低级别单发淋巴瘤首选放疗,而弥漫性和高级别淋巴瘤首选化疗,必要时联合放疗[1]。眼眶炎性假瘤是一种常见的的眼眶疾病,其发病率仅次于甲状腺相关眼病和淋巴增生性疾病,占眼眶疾病的7.1%,通常应用类固醇或免疫抑制剂治疗[2]。由于两者临床和影像表现相似,而治疗方法不同,治疗前的鉴别诊断显得尤为重要。
纹理分析可定量分析医学图像的灰度分布、像素之间的空间关系等灰阶信息,提供肉眼无法获得的图像信息[3],在肿瘤间的鉴别、病灶良恶性预测等方面已有诸多报道[4-5]。游程长矩阵(run-length matrix, RLM)特征在肿瘤间的鉴别也有研究[6]。本研究探讨基于T1WI对比增强(contrast-enhanced T1-weighted images, CE-T1W)的RLM特征在鉴别眼眶淋巴瘤与炎性假瘤中的价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集2013年1月至2019年6月在本院经术后病理检查证实的25例眼眶淋巴瘤患者和24例眼眶炎性假瘤患者的资料。淋巴瘤组男性10例,女性15例,年龄40~66岁,平均(55.4±12.5)岁。炎性假瘤组男性13例,女性11例,年龄30~68岁,平均(45.2±13.9)岁。所有患者检查前均未行药物治疗。本研究经医院伦理委员会审核批准,患者知情同意并签署知情同意书。
1.2 扫描方法采用3.0 MRI扫描仪(美国GE公司,Discovery MR750),8通道头部相控阵线圈。CE-T1W具体参数:重复时间(repetition time, TR) 400 ms, 回波时间(echo time, TE) 20 ms,层厚3 mm,层间距3 mm,视野240 mm×240 mm,矩阵256×256。对比剂采用钆喷酸葡甲胺盐(gadolinium-diethylene triamine pentaacetic acid, Gd-DTPA),经肘正中静脉注射,流率2.5 mL/s,剂量0.1 mmol/kg。
1.3 图像处理与分析将所有患者CE-T1W原始图像的窗宽、窗位在后处理工作站调整一致后导出并储存,像素为512×512,使用MicroDicom软件(http://www.microdicom.com/)全部转换成bmp格式,保持像素不变。选择肿瘤横断面最大层面,用MaZda软件(version 4.6.0, 波兰)沿病灶边缘勾画感兴趣区(region of interest,ROI;图 1);提取RLM的5个特征,包括游程长不均匀度(run length non-uniformity, RLNU)、灰度不均匀度(grey level non-nuniformity,GLNU)、长游程优势(long run emphasis,LRE)、短游程因子(short run emphasis,SRE)、游程图像分数(fraction of image in runs, FIR),在4个方向(0°、45°、90°和135°)上共选20个参数,重复3次取平均值。RLM纹理特征及意义见表 1。
参数 | 意义 |
RLNU | 值越小,图像游程程度越相似,表示图像纹理粗细越均匀 |
GLNU | 值越小,表示某种灰度出现次数较多,对应图像灰度越均匀 |
LRE | 值越大,表示图像纹理越粗 |
SRE | 值越大,游程越短,表示图像纹理越细 |
FIR | 值越大,表示图像纹理越细 |
RLNU:游程长不均匀度;GLNU:灰度不均匀度;LRE:长游程优势;SRE:短游程因子;FIR:游程图像分数 |
采用SPSS 19.0统计软件进行数据分析。计量资料以
结果(表 2)表明:淋巴瘤组GLNU、LRE的4个参数高于炎性假瘤组(P < 0.001);淋巴瘤组SRE、FIR的4个参数低于炎性假瘤组(P < 0.001)。两组间RLNU的4个参数差异无明显统计学意义。
特征 | 方向 | 淋巴瘤(n=25) | 炎性假瘤(n=24) | P值 |
GLNU | 0° | 184.364±120.226 | 63.110±42.097 | < 0.001 |
45° | 203.798±128.941 | 68.855±46.125 | < 0.001 | |
90° | 243.806±152.287 | 77.189±50.776 | < 0.001 | |
135° | 242.776±153.130 | 77.737±51.765 | < 0.001 | |
LRE | 0° | 10.259±5.419 | 4.358±2.508 | < 0.001 |
45° | 8.028±5.344 | 3.597±1.658 | < 0.001 | |
90° | 5.152±2.666 | 2.603±1.001 | < 0.001 | |
135° | 5.318±2.917 | 2.600±1.078 | < 0.001 | |
SRE | 0° | 0.530±0.125 | 0.735±0.104 | < 0.001 |
45° | 0.577±0.123 | 0.745±0.084 | < 0.001 | |
90° | 0.653±0.099 | 0.802±0.068 | < 0.001 | |
135° | 0.660±o.097 | 0.805±0.075 | < 0.001 | |
FIR | 0° | 0.439±0.110 | 0.636±0.125 | < 0.001 |
45° | 0.493±0.119 | 0.664±0.110 | <0.001 | |
90° | 0.572±0.108 | 0.736±0.093 | <0.001 | |
135° | 0.572±0.109 | 0.740±0.099 | <0.001 | |
GLNU:灰度不均匀度;LRE:长游程因子;SRE:短游程因子;FIR:游程图像分数 |
结果(表 3,图 2)表明:在两组间差异有统计学意义的RLM特征中,GLNU的参数建立的多变量logistic回归模型的效能最高,灵敏度、特异度及AUC分别为95.9%、72.0%、0.905;PCA于两组间差异有统计学意义的16个特征参数中提取的2个主成分(特征值大于1)建立的多变量logistic回归模型的灵敏度、特异度及AUC分别为87.5%、88.0%、0.913。
模型 | 灵敏度/% | 特异度/% | AUC | 95%CI |
GLNU | 95.9 | 72.0 | 0.905 | 0.815~0.995 |
LRE | 79.2 | 80.0 | 0.888 | 0.798~0.978 |
SRE | 87.5 | 88.0 | 0.902 | 0.815~0.989 |
FIR | 75.0 | 88.0 | 0.893 | 0.805~0.982 |
PCA | 87.5 | 88.0 | 0.913 | 0.831~0.996 |
GLNU:灰度不均匀度;LRE:长游程优势;SRE:短游程因子;FIR:游程图像分数;PCA主成分分析;AUC:曲线下面积;CI:可信区间 |
纹理分析常用于眼眶内淋巴瘤与炎性假瘤间的鉴别诊断。Ren等[7]研究发现,基于表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图的纹理直方图参数可有效鉴别眼眶淋巴瘤和炎性假瘤。任继亮等[8]提取T1WI、T2WI以及CE-T1W的纹理特征,发现T1WI、T2WI鉴别眼眶淋巴瘤与炎性假瘤的纹理特征主要集中在RLM及灰度共生矩阵,CE-T1W鉴别两者的纹理特征主要集中于灰度共生矩阵及直方图参数。
本研究发现,与炎性假瘤组相比,淋巴瘤组的LRE数值较大而SRE和FIR较小,说明炎性假瘤图像纹理更细;淋巴瘤组GLNU的数值较大,说明其图像灰度分布更不均匀。淋巴细胞浸润型炎性假瘤组织内存在大量的淋巴细胞,其间散布浆细胞、粒细胞等,无明显纤维组织增生;而硬化型则相反,表现为大量的纤维结缔组织增生,其间亦可见浆细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞等散布[9]。炎性假瘤图像的纹理较细,推测可能与其组织内炎性细胞散在分布有关。眼眶淋巴瘤的肿瘤细胞多呈圆形或类圆形, 体积中到大,呈弥漫性生长,胞质多,染色质细,核仁单个或多个,影像学表现为信号均匀,囊变、坏死少见[10-11]。淋巴瘤纹理较炎性假瘤更粗,推测可能与肿瘤细胞密集及少有坏死有关。此外,淋巴瘤瘤体内部毛细血管内皮细胞连接不紧密,通透性较高使造影剂渗出,增强后多呈轻到中度均匀强化[7, 11];而炎性假瘤瘤体内毛细血管丰富,管壁通透性更高,组织结构相对松散,增强后多呈明显不均匀强化[12]。本研究中炎性假瘤组的图像灰度分布相对于淋巴瘤更均匀,推测可能由于炎性假瘤组造影剂渗出到炎性组织的量更大,由造影剂反映出的相同灰度更多,故其GLNU的数值更小。
4个特征(GLNU、LRE、SRE、FIR)所建模型中,通过GLNU参数建立的模型的诊断效能最佳,灵敏度、特异度及AUC分别为95.9%、72.0%、0.905,说明在CE-T1W序列图像上,纹理的均匀程度可以较好地鉴别眼眶淋巴瘤与炎性假瘤,这也体现了两者的强化方式存在明显差异[7, 13]。PCA能在消除纹理特征参数间相关性同时进行降维,在既往研究[4-5]中均体现良好的诊断结果。本研究通过PCA提取出2个主成分,通过这2个主成分建立的多变量logistic回归诊断模型的复杂度更低,且诊断效能得到进一步提高,灵敏度、特异度及AUC分别达到87.5%、88.0%、0.913。
本研究的局限性:(1)样本量较小;(2)仅研究了CE-T1W序列纹理特征,未研究其他序列,如鉴别眼眶淋巴瘤与炎性假瘤效果更佳的T2WI;(3)分析了RLM特征参数,未研究其他纹理特征。
综上所述,基于CE-T1W的RLM特征参数可有效鉴别眼眶淋巴瘤和炎性假瘤,具有一定的临床应用价值,其中以GLNU模型的诊断效能最佳。
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