IVIM的直方图模型和CT图像的纹理分析对预测单发肝细胞癌微血管侵犯的初步研究

发布时间：2020-11-08 14:44

　　 第一部分IVIM的直方图模型对预测单发肝细胞癌微血管侵犯的初步研究目的运用体素不相干运动(Intravoxel incoherent motion,IVIM)直方图模型的磁共振扩散加权成像(Diffusion weighted imaging,DWI),采用全瘤勾画感兴趣区(Region of interest,ROI)对单发肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)微血管侵犯(Microvascular invasion,MVI)进行预测,评估其临床应用的可行性。材料和方法分析41例单发HCC患者的术前临床和影像学的资料,所有病例都行GD-EOB-DTPA的MRI上腹部增强扫描以及多b值的IVIM扩散加权成像扫描。IVIM 多 b 值序列设置为 0、10、20、40、80、200、400、600、1000s/mm2。根据病理结果,本研究分为MVI阳性组HCC和MVI阴性组HCC。患者的临床资料包括年龄、性别、肝功能、背景肝组织、术前甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP)水平、感染肝炎的原因、HCC的分化程度、肿瘤直径。两位腹部医师采用双盲且随机的方式在横轴位的DWI b=1000图上进行ROI勾画,在勾画ROI前,两位腹部放射学医师不知道所有患者的临床及病理资料。由上至下层面(横膈顶→肝脏下缘)对肿瘤的每个层面进行手动勾画,同时也包括肿瘤坏死区域,得到全瘤的ROI。对于肿瘤在DWI图边界不清的,参考病灶T2WI压脂和肝胆管期的图像,有利于准确勾画肿瘤的边界。然后通过Matlab软件分析,自动生成IVIM直方图参数,包含D、D*、f和ADC值,每个参数的直方图分布包括平均值、百分位数(5th、10th、25th、50th、75th、90th、95th)、偏度以及峰度。最后,得到的参数采用两位测量者的平均值。此外,我们也分析了肿瘤的边缘形态、肿瘤瘤周强化、肿瘤瘤内脂肪、肿瘤肝胆管期的信号、肝胆管期瘤周信号和增强强化模式等影像学表现。对比两组HCC的临床资料、影像学特征和IVIM直方图各参数,对于在两组比较中差异有统计学意义的参数,利用受试者工作(Receive operating characteristic,ROC)曲线来评估其预测MVI的诊断效能。最后,通过ROC曲线的多重比较,分析上述有统计学意义的参数在预测MVI上的诊断效能的差异。结果1.两组HCC在临床资料和影像特征上的对比:两组HCC在肿瘤直径和肿瘤边缘形态上差异均有统计学意义(P=0.034,0.019),其余临床资料及影像特征在两组HCC对比中差异均无统计学意义(P均0.05)。2.直方图参数在两组HCC间对比:D(5th、10th、25th、50th、75th)的百分位数和均值,ADC(5th、10th、25th)的百分位数在MVI阳性组和阴性组间的差异均有统计学意义(P均0.05)。D*和f所有直方图参数在MVI阳性组和阴性组间的差异均无统计学意义(P均0.05)。3.D 的直方图参数 ROC 曲线下面积(Area under curves,AUCs)为 0.707～0.874、ADC的直方图参数ROC曲线的AUCs为0.668～0.720、肿瘤直径ROC曲线的AUC为0.664、肿瘤边缘形态(不光滑)ROC曲线的AUC为0.683。此外,通过ROC曲线的多重比较:D5th的百分位数在对比其余参数差异均有统计学意义(P=0.009～0.046),其余参数包括ADC(5th、10th、25th)的百分位数、D(10th、25th、50th、75th)的百分位数和均值、肿瘤直径、肿瘤边缘形态(不光滑)在两两对比中差异均无统计学意义(P均0.05)。D5th的百分位数预测MVI的诊断效能最佳,当D5th的百分位数取0.403×10-3mm2/s为阈值,其诊断MVI的敏感度为81%,特异度为85%。结论ADC和D的直方图参数值、肿瘤直径、肿瘤边缘不光滑形态均有利于预测HCC的MVI,其中D5th的百分位数在预测MVI上诊断效能最佳。第二部分CT图像的纹理分析对预测单发肝细胞癌(≤5cm)微血管侵犯的初步研究目的探讨CT图像的纹理分析参数在预测单发肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)微血管侵犯(Microvascular invasion,MVI)的可行性。材料和方法回顾性收集我院经病理证实为HCC(≤5cm)的74例患者纳入本研究,依据病理分为MVI阳性组HCC和阴性组HCC。收集患者临床信息包括性别、年龄、肿瘤直径、术前甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP)水平、肝炎的原因、肿瘤术后病理分化、背景肝组织的情况。从PACS系统导出患者术前CT上腹部增强扫描图像,再把CT图像以DICOM格式导入到Omni-Kinetics(GE药业,中国)软件,两位腹部放射学医师在勾画ROI前,不知道所有患者的临床及病理资料。然后由上至下层面(横膈顶→肝脏下缘)手动逐层勾画肿瘤病灶动脉期和门脉期的图像,同时也包括肿瘤坏死区域,使用Merge功能得到全瘤ROI,计算机自动生成相应的纹理参数。纹理参数包括同质性、熵值、能量、偏度、峰度、逆差矩、对比度。最后测量参数采用两位测量者的平均值。对两组HCC的临床资料和纹理参数进行统计分析,进一步通过ROC曲线分析两组HCC比较中有统计学意义的参数,得到各个指标的阈值、敏感度、特异度。最后,将两组HCC比较中有统计学意义的参数进一步纳入多因素Logistic回归,得到预测单发HCC MVI的独立影响因素。结果1.在临床资料对比中发现,只有肿瘤直径在两组HCC比较中差异有统计学意义,其余临床参数差异均无统计学意义。2.在纹理参数对比中发现,对预测MVI有统计学意义的动脉期参数有同质性和能量(P均0.05),门脉期有统计学意义的参数有同质性、能量、熵值(P均0.05),而其余纹理参数在两组HCC中差异均无统计学意义(P均0.05)。3.多因素回归分析表明门脉期的熵值是预测MVI的独立影响因素(P=0.003),当门脉期熵值取阈值为9.931,其敏感度和特异度分别为73.8%、81.2%。结论本研究初步结果表明CT增强图像的动脉期和门脉期的纹理参数对预测单发HCC(≤5cm)的MVI有一定的价值,其中门脉期熵值是预测单发HCCMVI的独立影响因素。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R735.7;R445.2;R730.44
【部分图文】：

?图?２－１Ｈ?图?２－１１??图２－１．男，４６岁，ＨＣＣ的ＭＶＩ阳性，图２－１Ａ肿瘤于Ｔ１ＷＩ呈低信号，图２－１Ｂ，?２－１ＣＴ２ＷＩ??和Ｔ２ＷＩ压脂序列呈高信号。图２－１Ｄ－Ｇ分别为ＧＤ－ＥＯＢ－ＤＴＰＡ动态增强扫描动脉期、门脉??期、平衡期、肝胆管期的图像。图２－ｌＧ，Ｈ肝胆管期横轴位和冠状位，结节可见边缘形态不??光滑，可见瘤周低信号，其信号低于周围肝实质、但稍高于肿瘤。肿瘤直径４．２ｃｍ。图２－１１??术后证实有ＭＶＩ，图显示了小血管内的癌栓。??Ｆｉｇ２－１．４６－ｙｅａｒ－ｏｌｄ?ｍａｎ?ｗｉｔｈ?ｈｅｐａｔｏｃｅｌｌｕｌａｒ?ｃａｒｃｉｎｏｍａ．?（Ｆｉｇｕｒｅ２－１Ａ）?Ｔｈｅ?ｔｕｍｏｒ?ｉｓ?ｈｙｐｏｉｎｔｅｎｓｅ?ｏｎ??Ｔ１－ｗｅｉｇｈｔｅｄ?ｐｒｅｃｏｎｔｒａｓｔ?ｉｍａｇｅ，ｈｙｐｅｉｎｔｅｎｓｅ?ｏｎ?Ｔ２－ｗｅｉｇｈｔｅｄ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?Ｔ２ＷＩ?ＳＰＩＲ?ｉｍａｇｅｓ??（Ｆｉｇｕｒｅ２－ｌＢ，２－ｌＣ）．?（Ｆｉｇｕｒｅ２－１Ｄ－Ｇ）Ａｒｔｅｒｉａｌ?ｐｈａｓｅ，ｐｏｒｔａｌ?ｖｅｎｏｕｓ?ｐｈａｓｅ，ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ??ｈｅｐａｔｏｂｉｌｉａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｏｆ?ＧＤ－ＥＯＢ－ＤＴＰＡ?ａｒｅ?ａｒｒａｎｇｅｄ?ｉｎ?ｏｒｄｅｒ．?（Ｆｉｇｕｒｅ２－１Ｇ，Ｈ）?Ｐｅｒｉｔｕｍｏｒａｌ?ｌｏｗ??ｓｉｇｎａｌ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?ｉｓ?ｎｏｔｅｄ?ａｒｏｕｎｄ?ｔｈｅ?ｔｕｍｏｒ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｈｅｐａｔｏｂｉｌｉａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｉｍａｇｅ

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【参考文献】

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本文编号：2874924