中国空军军医大学唐都医院崔光彬等研究MRI放射组学鉴别脑炎与WHO II级胶质瘤的价值,文章发表在2021年1月的《European Journal of Radiology》杂志。
——摘自文章章节
【Ref: Han Y, et al. Eur J Radiol. 2021 Jan;134:109467. doi: 10.1016/j.ejrad.2020.109467. Epub 2020 Dec 3.】
WHO II级胶质瘤是常见的原发性脑肿瘤,需手术治疗。脑炎是常见的非肿瘤性脑部病变,可伴有神经功能障碍,采用非手术治疗。临床上为鉴别脑炎与WHO II级胶质瘤,采用无创诊断方法至关重要。在无增强MRI成像中,非典型脑炎的影像学特征与WHO II级胶质瘤相似,均有占位效应,T1加权像(T1WI)低信号,T2加权像(T2WI)高信号以及T1WI增强扫描(T1CE)无强化。有少数研究认为,基于常规MRI序列的某些特征可区分炎症性病变与胶质瘤,但无主观特征评价和缺乏定量指标,在临床上应用受到限制。中国空军军医大学唐都医院崔光彬等研究MRI放射组学鉴别脑炎与WHO II级胶质瘤的价值,文章发表在2021年1月的《European Journal of Radiology》杂志。
通过入组和排除标准筛选,该研究共纳入57例患者(39例WHO II级胶质瘤和18例脑炎,分为研究组44例和验证组13例。从MRI-T1WI序列和T2WI序列中提取放射组学特征进行分析。采用两样本t检验和最小绝对收缩和选择运算符号(selection operator,LASSO)回归特征,建立用于区分脑炎和胶质瘤的放射组学特征模型。通过受试者工作特征曲线(AUC)评估模型的预测性能,并与放射科医生的评估进行比较。
研究结果显示,基于研究组开发的T1WI、T2WI和T1WI+T2WI组合模型,分别具有4、8和5个放射组学特征,用于区分脑炎和胶质瘤。在这些模型中,T2WI和组合模型具有更好的诊断效果。研究组的AUC分别为0.980和0.988,验证组的AUC分别为0.950和0.925。放射科医生A和B评估的AUC分别为0.661和0.722。两组患者的年龄、性别、发病情况特征和MRI表现无显著差异(P>0.05)(表1)。
表1. 研究组和验证组患者的特征。

研究组采用双样本t检验(表2),选择19个T1WI特征和26个T2WI特征,脑炎和胶质瘤之间存在统计学显著差异(P<0.05)。
表2. 双样本t检验选择放射组学特征。


图1. 选择LASSO回归和相关矩阵热图的特征:a-c. 根据最小标准,通过10倍交叉验证选择LASSO模型中的调谐参数(λ)。将套索回归交叉验证程序的二项式偏差绘制为对数(λ)的函数。y轴表示二项式偏差。下x轴表示对数(λ)。上x轴的数字表示预测值的平均数。红点表示具有给定λ的每个模型的平均偏差值,穿过红点的垂直线表示偏差的上下值。垂直黑线定义λ的最佳值,其中模型提供对数据的最佳拟合。d-f. 基于选定特征的每个特征对之间的相关性的相关矩阵热图。不同模式下每个患者的rad评分如瀑布图(图2)。

图2. 研究组和验证组不同模型患者的rad评分。
研究组和验证组在T2WI和联合模型中,脑炎和胶质瘤之间的rad评分存在显著差异(表3)。研究组胶质瘤患者T1WI模型的rad平均值显著高于脑炎患者平均值(P<0.001),但在验证组未发现显著差异(P=0.120)。
表3. 研究组与验证组中脑炎和胶质瘤的rad评分比较。

研究组和验证组的ROC曲线评估MRI放射组学三种模型的诊断性能(表4)。在研究组中,T2WI和组合模型在区分脑炎和胶质瘤方面的诊断效能高于T1WI模型,AUC分别为0.980和0.988,准确性相同,分别为0.955。

两位放射科医生的诊断结果显示,经验丰富的放射科医生B的评估(AUC=0.722;ACC=0.737)的准确性高于放射学家A(AUC=0.661;ACC=0.719)(表5)。
表5. 两位放射科医师的诊断状况。

综上所述,该研究结果与经验丰富的放射科医生相比,基于放射组学(T2WI和组合模型)的特征有助于鉴别脑炎和WHO II级胶质瘤,可能在临床中发挥作用。

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