CT值直方图鉴别诊断骨巨细胞瘤与动脉瘤样骨囊肿的效能

石大发，熊 浩*，王玉蕊，张苏雅，周静宜

(1.长江大学附属第一医院放射科，湖北 荆州 434000；2.中国医科大学附属第一医院放射科，辽宁 沈阳 110001)

CT值直方图鉴别诊断骨巨细胞瘤与动脉瘤样骨囊肿的效能

石大发1，熊 浩1*，王玉蕊2，张苏雅2，周静宜1

(1.长江大学附属第一医院放射科，湖北 荆州 434000；2.中国医科大学附属第一医院放射科，辽宁 沈阳 110001)

目的 探讨CT值直方图在骨巨细胞瘤(GCT)与动脉瘤样骨囊肿(ABC)中的鉴别诊断价值。方法 收集接受CT扫描且经病理证实的骨GCT患者34例和ABC患者9例，在病灶最大层面选取ROI，获取CT值直方图，并记录平均CT值、峰值CT值、偏度值及峰度值，采用两独立样本t检验分析GCT和ABC各参数的差异，并对有统计学差异的指标采用ROC确定最佳诊断阈值，并计算曲线下面积、敏感度、特异度和准确率。结果 GCT平均CT值和峰值CT值均显著高于ABC(t=-5.62、-5.81，P均<0.05)，ABC偏度值和峰度值大于GCT，但差异无统计学意义(t=1.58、0.75，P均>0.05)。诊断GCT的平均CT值和峰值CT值的ROC曲线下面积分别为0.96和0.95(P均<0.01)，最佳诊断阈值分别为36.67 HU和36.85 HU，此时其敏感度、特异度、准确率分别为94.12%(32/34)、88.89%(8/9)、93.02%(40/43)和97.06%(33/34)、88.89%(8/9)、95.35%(41/43)。结论 CT值直方图对GCT和ABC的鉴别诊断具有较高的临床应用价值，平均CT值和峰值CT值在两者的鉴别诊断中均具有较高的诊断准确率。

骨巨细胞瘤；动脉瘤样骨囊肿；诊断显像；体层摄影术，X线计算机

骨巨细胞瘤(giant cell tumor of bone， GCT)是临床较常见的良性骨肿瘤，但具有潜在恶性，约5%～10%病变呈侵袭性生长，甚至可发生肺转移[1-2]。动脉瘤样骨囊肿(aneurysmal bone cyst， ABC)是一种良性骨肿瘤样病变，以20岁以下青少年多见。两者均表现为膨胀性、溶骨性骨质破坏，尽管影像成像设备的改进和影像技术的发展有助于两者的鉴别诊断，但正确诊断两者仍较困难，尤其对于影像征象不典型者[3-5]。本研究探讨CT值直方图在鉴别GCT和ABC中的应用价值，旨在提高其诊断准确率。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2015年3月—2016年4月长江大学附属第一医院及中国医科大学附属第一医院接受CT扫描、且经病理证实的GCT患者34例和ABC患者9例。GCT患者男16例，女18例，年龄17～62岁，平均(31.2±11.1)岁；ABC患者男5例，女4例，年龄9～34岁，平均(18.1±7.2)岁。34例GCT发生于股骨12例，胫骨10例，桡骨6例，肱骨3例，脊柱、跟骨和耻骨各1例；9例ABC发生于股骨5例，胫骨2例，肱骨和距骨各1例。

1.2 仪器与方法 采用GE BrightSpeed 16排或GE Discovery CT 750 HD 64排CT机，管电压120 kV，管电流80～150 mA，矩阵512×512，层厚5 mm，标准算法重建。扫描后，选取轴位图像中病灶最大层面手工勾画ROI，尽可能大地包含病灶，同时避免病灶周边

骨质及病灶内部粗大骨嵴及骨性分隔。采用Image J测量软件，获得病灶CT值直方图，并记录平均CT值、峰位置CT值、偏度值及峰度值。

2 结果

GCT平均CT值和峰值CT值均显著高于ABC组，差异有统计学意义(t=-5.62、-5.81，P均<0.05)。ABC偏度值和峰度值均大于GCT组，差异均无统计学意义(t=1.58、0.75，P均>0.05)，见表1和图1、2。

平均CT值的AUC为0.96(P<0.01)，峰值CT值的AUC为0.95(P<0.01)，ROC曲线分析结果见表2和图3。

表1 GCT和ABC各参数比较

表2 平均CT值和峰值CT值诊断GCT和ABC的ROC曲线分析结果

图1 患者女，44岁，右胫骨近端GCT A.右胫骨近端偏心性骨质破坏，局部骨皮质变薄，连续性中断，周围软组织肿块形成，图中黄线为手动勾选的ROI； B.CT值直方图，病灶峰值CT值为43.80 HU，波峰呈逐渐上升逐渐下降； C.病理图(HE，×200)

图2 患儿男，9岁，右肱骨上段ABC A.右肱骨上段膨胀性骨质破坏，其内密度较低，欠均匀，图中黄线为手动勾选的ROI； B.CT值直方图，病灶峰值CT值为26.84 HU，波峰呈快速上升缓慢下降； C.病理图(HE，×40)

图3 平均CT值和峰值CT值鉴别GCT和ABC的ROC曲线

3 讨论

GCT是临床常见的良性骨肿瘤，其发病率仅次于骨软骨瘤，占原发骨肿瘤的4.0%～9.5%，占良性骨肿瘤的18.2%～20.0%[6]；以20～40岁成人多见，女性略多于男性[1,6]；发病部位以长管状骨的骨端常见，尤以股骨远端及胫骨近端最为常见，占40%～50%，其次为桡骨远端、肱骨近段、股骨近端、胫骨远端、骶骨、尺骨远端、腓骨近端、骨盆、手足短管状骨及椎体等；典型影像学表现为骨端偏心性膨胀性溶骨性骨质破坏，呈“皂泡样”改变[7]，多呈横向偏心性骨质破坏。

ABC是一种良性骨肿瘤样病变，占所有骨肿瘤的1%左右[8-9]，以20岁以下青少年多见，80%发生于5～20岁青少年，女性略多于男性[6,9]；好发于长骨干骺端和脊椎骨，长骨以股骨和胫骨最常见；典型影像学表现为偏心性骨质破坏，其膨胀性表现不如GCT显著，常有明显周边硬化，中间可见粗大骨嵴；液-液平面的出现是ABC较为典型的特征，具有较高特异性。

依据发病年龄、发病部位、典型影像学表现，诊断GCT和ABC并不难，但对于不典型者常易误诊[10-11]。

直方图分析法已广泛用于病变的鉴别诊断[12]、肿瘤的分型与分级[13]、评估肿瘤治疗反应[14]等。本研究探讨CT值直方图在GCT和ABC鉴别诊断中的价值。CT值直方图以CT值为x轴，以ROI内相同密度范围内像素数为y轴。本研究测量GCT和ABC的平均CT值，并利用CT值直方图测量病灶峰值CT值及反映直方图形态的偏度值和峰度值等指标，以探讨其在GCT和ABC鉴别诊断中的价值。

本研究中GCT平均CT值(47.68±9.59)HU，峰值CT值(48.01±9.65)HU，与司慧勇等[15-16]的研究结果相近；ABC平均CT值和峰值CT值分别为(28.61±6.32)HU和(26.89±9.85)HU；GCT平均CT值及峰值CT值均显著高于ABC组(P均<0.05)，与上述学者[15-16]的研究结果不同，分析原因主要是因为本研究与上述研究的患者资料不同及GCT和ABC的病理基础不同。上述研究[15-16]中将病例分为GCT组和非GCT组，而本研究分为GCT和ABC，避免了非GCT中非动脉瘤样骨囊肿病变对结果的影响。病理上GCT主要由大量破骨细胞型多核巨细胞和单核间质细胞组成，内可见纤维化、囊变、出血及含铁血黄素沉着[17-18]。而ABC主要由扩张的大小不等的囊腔和宽窄不等的间隔组成，囊内多为液体，主要为不凝固的血液，间隔由成纤维细胞、肌纤维母细胞、破骨巨细胞、骨样组织和编织骨组成，以纤维组织为主[4,19-20]。因而，GCT主要表现为软组织密度，高于ABC的密度，即GCT的平均CT值和峰值CT值高于ABC组。

本研究对CT值直方图的形态进行分析，发现GCT分布曲线形态呈逐渐上升逐渐下降(图1)，偏度值和峰度值分别为0.13±0.27和0.30±0.87；ABC组分布曲线呈快速上升缓慢下降(图2)，偏度值和峰度值分别为0.40±0.49和0.54±0.86。ABC偏度和峰度均高于GCT，主要因ABC主要由内含囊液的囊腔和宽窄不等的间隔组成，密度较低，峰值CT值[(26.89±9.85)HU]位置左移，分布向左偏，偏度值增大；而GCT主要由大量破骨细胞型多核巨细胞和单核间质细胞组成，病灶峰值CT值[(48.01±9.65)HU]较ABC高，相对ABC组分布右偏，偏度值较小，更趋近于0。同时由于ABC病灶内主要为囊液，分布于峰值CT值左侧(低CT值)的像素更为集中，分布曲线更陡峭，峰度值更大。但本研究中，GCT与ABC的偏度值和峰度值差异均无统计学意义(P均>0.05)，可能因本研究ABC样本量偏小，还有待增加ABC的样本量进一步探讨。

本研究通过ROC曲线分析发现，采用平均CT值和峰值CT值鉴别GCT和ABC均具有较高的诊断价值，其敏感度、特异度、准确率分别为94.12%、88.89%、93.02%和97.06%、88.89%、95.35%，且峰值CT值诊断两者的敏感度、特异度、阴性预测值、阴性预测值和准确率均等于或略高于平均CT值诊断两者的相应指标。

总之，CT值直方图对鉴别诊断GCT和ABC具有较高的临床应用价值，平均CT值和峰值CT值在两者的鉴别诊断中均具有较高的诊断准确率。

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Efficacy of CT value histogram in differentiating giant cell tumor of bone from aneurysmal bone cyst

SHIDafa1,XIONGHao1*,WANGYurui2,ZHANGSuya2,ZHOUJingyi1

(1.DepartmentofRadiology,FirstAffiliatedHospitalofYangtzeUniversity,Jingzhou434000,China; 2.DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China)

Objective To investigate the value of CT value histogram in differential diagnosis of giant cell tumor of bone (GCT) and aneurysmal bone cyst (ABC). Methods Thirty-four patients with GCT and nine patients with ABC confirmed by histopathology underwent CT examinations were enrolled. ROI at the largest slice of the lesion was setted, and the CT value histogram, average CT value, peak CT value, skewness value and kurtosis value were obtained. The independent-samplesttest was used to compare the differences in GCT and ABC, and the optimum cut-off value of the parameters were achieved by ROC if the parameters had significant difference between GCT and ABC, and the area under the cure (AUC), sensitivity, specificity and accuracy were calculated. Results The average CT value and peak CT value of GCT were significantly higher than those of ABC (t=-5.62, -5.81, bothP<0.05). The skewness and kurtosis value of ABC were higher than those of GCT group, but there was no significant difference (t=1.58, 0.75, bothP>0.05). According to the ROC analysis, the AUC of average CT value and peak CT value were 0.96 and 0.95 respectively (bothP<0.01), the cut-off value were 36.67 HU and 36.85 HU respectively, the diagnostic sensitivity, specificity and accuracy were 94.12% (32/34)， 88.89% (8/9)， 93.02% (40/43) and 97.06% (33/34)， 88.89% (8/9)， 95.35% (41/43), respectively. Conclusion CT value histogram plays an important clinical role in differential diagnosis of GCT and ABC, average CT value and peak CT value both have high diagnostic accuracy in differentiating GCT and ABC.

Giant cell tumor of bone; Aneurysmal bone cyst; Diagnostic imaging; Tomography, X-ray computed

石大发(1985—)，男，湖北黄石人，硕士，医师。研究方向：磁共振功能成像。E-mail: shidafa_123.xnc@163.com

熊浩，长江大学附属第一医院放射科，434000。E-mail: xh671201@163.com

2016-07-08

2016-09-28

R738.1; R814.42

A

1003-3289(2017)01-0097-04

10.13929/j.1003-3289.201607044