基于常规MRI图像光学密度值术前预测垂体大腺瘤质地的价值分析

程钢

(皖南医学院弋矶山医院医学影像中心，安徽 芜湖 241000)

0 引言

垂体腺瘤是鞍区最常见的肿瘤，微腺瘤容易导致内分泌功能障，大腺瘤常导致患者头痛、视力减退[1]，大腺瘤的治疗方式主要是外科手术切除，常用手术方式有微创的经蝶手术及开颅两种，不同的手术方式主要针对不同质地的大腺瘤[2]。Image J是基于java的公共处理软件，功能强大，操作简单，能够对多种格式的各种图像进行显示、编辑、分析、处理及保存等功能，可以对选定图像的ROI进行区域和像素统计、灰度值和光密度值计算、间距及角度计算等，可以为不同病理基础的相关疾病提供人眼无法识别的量化指标。本研究探讨基于常规磁共振光密度值术前预测垂体大腺瘤质地的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析皖南医学院一附院2013年1月至2021年3月经手术病理证实的99例垂体大腺瘤患者的完整资料，其中男40例，女59例，年龄16-76岁，平均（52.9±11.76）岁。纳入标准①术前均接受常规MRI平扫及增强检查；②图像清晰，能够满足测量需求；③肿瘤直径大于1cm。排除标准：①图像模糊，无法测量；②瘤内囊变、出血占瘤体1/2以上。根据术中所见将肿瘤分为质软组及质韧组，其中质软组63例，男27例，女36例，年龄16-64岁，平均（54.17±11.29）岁，质软的判断标准为脑膜切开后肿瘤自行流出，或者易于用吸引器吸出。质韧组36例，男13例，女23例，年龄30-76岁，平均（50.92±12.43）岁，质韧的判断标准为肿瘤不能自然流出或用吸引器吸出，要不断电凝或用锐器切割才能以小块慢慢切除。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器

采用美国GE Signa HDxt3.0T磁共振成像仪，使用颅脑专用8通道相控阵线圈。患者平躺头先进，头颅位于线圈内，在颅脑两侧用海绵将颅脑固定；扫描序列及参数：OSagT1WI：TR2500ms，TE24ms，层厚2.0mm，层间距0.5mm，FOV240mm×240mm，矩阵 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 10，Bandwidth 31.25；OCorT1WI：TR2500ms，TE24ms，层厚2.0mm，层间距0.5mm，FOV240mm×240mm，矩阵 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 10，Bandwidth 31.25；Cor FSE T2WI：TR4000ms，TE100ms，层 厚2.0mm，层 间距0.5mm，FOV240mm×240mm，矩 阵 320×224，NEX 2次，Echo Train Length 24，Bandwidth 41.67。增强扫描采用双筒高压注射器，先肘静脉注射Gd-DTPA对比剂，流速为2.5mL/s、剂量为0.1mmol/kg，对比剂注射后行OSagT1WI及OCorT1WI增强扫描，增强扫描参数同平扫。

1.2.2 方法

在笔记本电脑中安装并打开ImageJ软件，将所有腺瘤患者的OSag T1WI、Cor FSE T2WI及OSag T1WI+C图像从PACS系统以DICOM格式按序列导入ImageJ软件内，首先用ImageJ软件对导入的图片进行灰度转换：edit→invert，灰度统一调整为8bit，然后由2名放射科医师（含1名5年及1名10年以上工作经验）选择自由描绘工具沿病灶内侧缘对每个序列所有包含病灶的层面均勾画ROI，然后在ImageJ内选择Analyze→Tools→ROI manager→Add→Measure计算出OSag T1WI、Cor FSE T2WI及OSag T1WI+C图像肿瘤光密度值的均值、标准差、众数、最大最小值、中位数、偏度及峰度，每个序列所有包含病灶的层面均用同样的方法测量，最后取其平均值代入计算。

1.3 统计学方法

采用SPSS 25.0软件进行统计学分析。首先检验数据的正态性及方差齐性，符合正态分布且方差齐的计数资料用±s表示,不满足正态分布用中位数（上下四分为数）表示。采用独立样本t检验（满足正态分布或者方差齐）或用Mann-Whiney U 检验（偏态分布或方差不齐）检验不同质地垂体大腺瘤相关光密度值的差异。用ROC评价有统计学意义的相关参数的诊断效能。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组间OSag T1WI光密度值相关参数比较

光密度值的平均值、标准差、众数、最小值、最大值、中位数差异具有统计学意义（P＜0.05），偏态和峰度差异无统计学意义（P＞0.05）。（表1）

表1 两组间OSag T1WI光密度值的相关参数比较

2.2 两组间Cor FSE T2WI光密度值相关参数比较

光密度值的平均值、众数、最小值、中位数及偏态差异具有统计学意义（P＜0.05），标准差、最大值及峰度差异无统计学意义（P＞0.05）。（表2）

表2 两组间Cor FSE T2WI光密度值的相关参数比较

2.3 两组间OSag T1WI+C光密度值相关参数比较

光密度值的平均值、众数、最小值、最大值及中位数差异具有统计学意义（P＜0.05），标准差、偏态及峰度差异无统计学意义（P＞0.05）。（表3）

表3 两组间OSag T1WI+C光密度值的相关参数比较

2.4 光密度值参数的ROC曲线分析

光密度值相关参数对两组垂体大腺瘤鉴别诊断效能（表4，图1-3）。其T1WI及T1WI增强图像光密度值的最小值、T2WI图像光密度值的众数诊断效能较高，曲线下面积分别为0.832、0.868、0.744。

表4 光密度值相关参数对两组垂体大腺瘤诊断效能分析

图1

图2

图3

3 讨论

垂体大腺瘤起源于垂体前叶的腺垂体，临床上根据其是否导致激素分泌异常分为有功能腺瘤和无功能腺瘤[3]。有功能腺瘤可分泌催乳术、生长激素及多种促激素并导致相应的临床症状[4]。无功能腺瘤也会因为肿瘤增大压迫周围组织而导致相应的临床症状，如压迫视交叉导致视力受损[5]。目前，在所有类型的垂体腺瘤中仅泌乳素腺瘤可用多巴胺激动剂治疗，其他均需手术治疗。手术方式的选择有经蝶微创手术和开颅手术，随着神经内镜技术的不断发展，经蝶手术逐渐成为垂体瘤的首选治疗方案[6]。影响手术方案选择的因素有很多，如瘤体的质地、大小和侵袭范围等。其中，以瘤体质地最为重要[7]。单鼻孔神经内窥镜经蝶手术适用于质软垂体腺瘤。双鼻孔扩大经蝶窦神经内镜手术适用于较韧的腺瘤，当瘤体较大且质地较韧时，可直接开颅或用锐器切割以小块慢慢切除[8]。因此，术前如能准确判断腺瘤组织的质地，对腺瘤的手术准备及预后有重要的意义。

目前关于肿瘤质地的研究并不多，判断肿瘤质地的方法主要根据肿瘤MRI信号特点、瘤体内胶原蛋白含量及腺瘤的功能性。近年来，影像组学及纹理分析也逐渐用于预测腺瘤质地，一般肿瘤MRI T2WI信号越低、瘤体内胶原蛋白含量越丰富及高功能腺瘤均提示瘤体质地越韧[9]。Image J软件可以对选定图像的感兴趣区进行光学密度值计算，获得光学密度值的相关参数，为不同病理基础的相关疾病提供人眼无法识别的量化指标。目前多用于生物医学研究，用于影像学方面的研究鲜有报道。本研究结果显示两组腺瘤的常规磁共振光学密度值相关参数在不同序列上差异均具有统计学意义，这是因为两者虽然都属于垂体腺瘤，但它们的病理基础并不相同，而基于Image J软件的光学密度值可以获得人眼无法观测的这种细微的病理学差异，对这些差异进行统计分析，进而得到鉴别诊断两者的最佳特征。

综上所述，虽然不同质地的垂体腺瘤仅凭影像特点很难对其有效鉴别，但能够借助Image J软件通过平均光学密度值相关参数对腺瘤的质地进行有效的预测。