增强T1WI影像组学特征分析在鉴别甲基化与非甲基化MGMT胶质瘤中的价值

发布时间：2020-10-13 21:55

　　 目的:探讨增强T1WI影像组学参数在鉴别诊断甲基化与非甲基化MGMT(O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶,O6-methylguanine-DNA methyltransferase)胶质瘤中的价值。材料与方法:回顾性分析2016年至2018年在安徽医科大学第一附属医院就诊的35例经病理证实为胶质瘤的患者,并根据基因检测结果分为MGMT启动子甲基化组(17人)与MGMT启动子非甲基化组(18人),术前行磁共振扫描,利用A-K软件在磁共振T1WI增强序列图像上勾画出胶质瘤每个层面的感兴趣区(ROI),共选择计算五种特征:直方图参数(Histogram)、形状参数(Formfactor Parameters);二阶参数纹理参数(Texture Parameters)、灰度共生矩阵(GLCM)、灰度游程矩阵(RLM),其中灰度共生矩阵与灰度游程矩阵步长选择1、4、7。使用单样本K-S检验对计算出的影像组学特征参数进行正态分布检验,符合正态分布的数据使用独立样本t检验比较两组胶质瘤之间的影像组学参数差异,否则采用M-U秩和检验比较;筛选出有差异的参数,再使用ROC曲线评价分析有差异的影像组学参数在MGMT启动子甲基化与非甲基化胶质瘤中的鉴别诊断效能。结果:MGMT甲基化胶质瘤病灶较MGMT非甲基化胶质瘤更多的位于右侧大脑半球(P=0.041),MGMT非甲基化胶质瘤患者的WHO分级较MGMT甲基化胶质瘤更高(P=0.038)。组间差异结果显示:共有27个影像组学特征参数在两组胶质瘤间存在显著差异:其中直方图特征参数的方差(Variance)在MGMT甲基化胶质瘤组中显著小于MGMT非甲基化胶质瘤组(F=24.957,P=0.018);纹理特征参数中的4个集群阴影(Cluster Shade)与12个集群突起(Cluster Prominence)参数在MGMT甲基化胶质瘤组中显著小于MGMT非甲基化胶质瘤组(F=1.291~10.099,P=0.013~0.048);灰度共生矩阵特征参数中的5个相关性(Correlation)参数在MGMT甲基化胶质瘤组中显著大于MGMT非甲基化胶质瘤组(F=3.627~5.243,P=0.037~0.045),1个惯性(Inertia)特征参数在MGMT甲基化胶质瘤组中显著小于MGMT非甲基化胶质瘤组(F=5.580,P=0.025);灰度游程矩阵特征参数中的1个高灰度不均匀性(High Grey Level Run Emphasis)参数(F=3.197,P=0.037)与1个短游程高灰度强度(Short Run High Grey Level Emphasis)参数(F=6.019,P=0.023)在MGMT甲基化胶质瘤组中显著小于MGMT非甲基化胶质瘤组。ROC曲线分析结果显示:纹理参数集群阴影中:所有方向_步长4(All Direction_offset4)、角度0_步长4(angle0_offset4)、所有方向_步长4_标准差(All Direction_offset7_SD)鉴别MGMT甲基化胶质瘤患者的曲线下面积分别为0.699、0.706、0.696,敏感度分别为88.2%、88.2%、82.4%,特异度分别55.6%、50.0%、61.1%;纹理参数集群突起中:所有方向_步长1(All Direction_offset1)、角度0_步长1(angle0_offset1)、角度45_步长1(angle45_offset1)、角度90_步长1(angle90_offset1)、角度135_步长1(angle135_offset1)、所有方向_步长4_标准差(All Direction_offset4_SD)、角度45_步长4(angle45_offset4)、角度0_步长7(angle0_offset7)鉴别MGMT甲基化胶质瘤患者的曲线下面积范围为0.670~0.725,敏感度范围为64.7%~100%,特异度范围为38.9%~66.7%;灰度共生矩阵中的相关性参数:所有方向_步长1、角度0_步长1、角度135_步长1鉴别MGMT甲基化胶质瘤患者的曲线下面积分别为0.706、0.699、0.706,敏感度分别为100%、100%、88.2%,特异度分别为33.3%、33.3%、50.0%;灰度共生矩阵中的惯性(Inertia)参数:所有方向_步长4_标准差鉴别MGMT甲基化胶质瘤患者的曲线下面积为0.699,敏感度为88.2%,特异度为44.4%。结论:增强T1WI影像组学参数在鉴别诊断MGMT启动子甲基化与非甲基化胶质瘤中有一定的价值,可无创性鉴别出MGMT启动子甲基化胶质瘤,为此类胶质瘤患者进行替莫唑胺治疗提供影像学依据。
【学位单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R739.4;R445.2
【部分图文】：

表 8：灰度游程矩阵（RLM）在两组胶质瘤患者中的ferences of RLM parameters between the two group甲基化组 非甲基化组 22.39±15.00 36.39±22.17 324.67±15.13 42.10±26.36 6在两组胶质瘤患者中的敏感度与特异度方差鉴别 MGMT 甲基化胶质瘤患者的 ROC 曲线差鉴别MGMT甲基化胶质瘤患者的曲线下面积5，因此在预测 MGMT 甲基化胶质瘤患者中的效能

安徽医科大学硕士学位论文感度分别为 88.2%、88.2%、82.4%，特异度分别 55.6%、50.0%、61.1%。而角度 4步长 4 的 ROC 曲线分析 P 值大于 0.05。详见表 8。纹理参数集群突起中所有方向_步长 1、角度 0_步长 1、角度 45_步长 1、角90_步长 1、角度 135_步长 1、所有方向_步长 4_标准差、角度 45_步长 4、角度 步长 7 鉴别 MGMT 甲基化胶质瘤患者的曲线下面积范围为 0.670~0.725，敏感度围为 64.7%~100%，特异度范围为 38.9%~66.7%。详见表 8。而所有方向_步长 4角度 0_步长 4、角度 90_步长 4、角度 135_步长 4、所有方向_步长 7_SD、角度 9步长 7 的 ROC 曲线分析 P 值均大于 0.05。详见表 9。

角度 90_步长 4 的 ROC 曲线；图 C 为集群突起中角度 135_步长 4、所有方向_步长 7_标准差、角度 0_步长 7、角度 90_步长 7 的ROC 曲线；图 D 为集群阴影中所有方向_步长 4、角度 0_步长 4、角度 45_步长 4、所有方向_步长 7_SD 的 ROC 曲线。3.3.3 灰度共生矩阵中的相关性与惯性参数与鉴别 MGMT 甲基化胶质瘤患者的 ROC曲线灰度共生矩阵中的相关性参数所有方向步长 1、角度 0_步长 1、角度 135_步长 1 鉴别 MGMT 甲基化胶质瘤患者的曲线下面积分别为 0.706、0.699、0.706，敏感度分别为 100%、100%、88.2%，特异度分别为 33.3%、33.3%、50.0%。而角度 45_步长 1、角度 90_步长 1 的 ROC 曲线分析 P 值大于 0.05。详见表 8。灰度共生矩阵中的惯性参数所有方向_步长 4_标准差鉴别 MGMT 甲基化胶质瘤患者的曲线下面积为 0.699，敏感度为 88.2%，特异度为 44.4%。详见表 9。
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