基于T2WI肿瘤最大层面直方图分析鉴别诊断子宫内膜间质肉瘤与变性子宫肌瘤

白 曼，程敬亮，张晓楠，宋承汝，马可燃

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

子宫内膜间质肉瘤(endometrial stromal sarcoma， ESS)起源于子宫内膜间质细胞，占子宫恶性肿瘤的0.2%～1.0%[1-2]，早期即可出现远处转移，预后不良[3]。ESS临床少见，临床误诊率高，既往国内外相关影像学研究的以病例报道为主。子宫肌瘤是女性生殖系统最常见良性肿瘤，其治疗及预后与ESS显著不同；但生长到一定程度、瘤体内发生变性时，其常规MRI表现与ESS较相似，易误诊。本研究探讨基于T2WI肿瘤最大层面直方图分析鉴别诊断ESS与变性子宫肌瘤的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2016年1月—2019年12月于郑州大学第一附属医院经病理证实的20例ESS患者(ESS组)及24例变性子宫肌瘤患者(变性子宫肌瘤组)。ESS组患者年龄21～76岁，平均年龄(46.3±15.2)岁；主要临床表现为绝经后阴道出血或不规则阴道出血11例，下腹痛5例，月经量增多5例，自述触及下腹部包块2例，异常阴道流液1例，体检发现2例；其中低级别ESS 15例、高级别5例；病灶位于肌层11例、宫腔内5例、宫颈2例、盆腔内2例，其中1例为肌层内多发病变(4个病灶)；术后随访复发1例(盆腔转移)。变性子宫肌瘤组患者年龄22～77岁，平均年龄(42.6±11.6)岁；主要临床表现为盆腔包块、腹痛3例，自扪及腹部包块、腹痛2例，绝经后阴道出血或异常阴道出血2例，经量增多4例，痛经加重1例，经常规体检发现12例；病灶位于肌层21例，宫腔3例。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Skyra 3.0T超导MR扫描仪，体部线圈，以耻骨联合上方2 cm处为中心进行MR常规平扫、DWI及增强扫描。常规MR扫描序列包括轴位T1W(TR 902 ms，TE 9.4 ms)、轴位脂肪抑制T2W(TR 3 000 ms，TE 90 ms)、矢状位T2W(TR 4 020 ms，TE 108 ms)，层厚5 mm,层间距2 mm。DWI(TR 3 000 ms，TE 76 ms)，层厚 4 mm，层间距2 mm，b值分别为0、800 s/mm2，由后处理工作站自动生成ADC图。动态增强扫描：以高压注射器经肘静脉快速(<10 s)团注Gd-DTPA 0.2 mmol/kg体质量，随后快速跟注20 ml生理盐水；采用轴位容积内插体部检查(volume interploated body examination, VIBE)序列行T1W(TR 732 ms，TE 12 ms) 脂肪抑制动态增强扫描，即注药前平扫1期，注药后无间断重复扫描23期；随后行常规增强T1W扫描。

1.3 图像分析 由2名影像科主治医师分析图像，意见不同时经讨论达成一致。从PACS工作站以BMP格式导出全部MRI，选择轴位脂肪抑制T2WI进行直方图分析，以RadiAnt软件调整窗宽、窗位，使所有脂肪抑制T2WI保持窗宽及窗位一致。提取纹理特征之前，对所有图像均在(μ±3σ)范围标准化其灰阶水平。采用MaZda软件进行直方图分析，在轴位脂肪抑制T2WI所示肿瘤病变范围最大层面图像上手动勾画ROI，软件自动生成ROI内9个直方图参数，即平均值、方差、偏差、峰度及第1、10、50、90、99百分位数。

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。 以±s表示符合正态分布的计量资料，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布者以中位数(上下四分位数)表示，组间比较采用非参数秩和检验。以受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析直方图参数鉴别ESS与变性子宫肌瘤的诊断效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

ESS组与变性子宫肌瘤组患者年龄差异无统计学意义(t=-0.91，P=0.37)。

2.1 直方图特征参数组间比较 组间轴位脂肪抑制T2WI肿瘤最大层面直方图参数平均值、偏度及第1、10、50、90、99百分位数差异均有统计学意义(P均<0.05)，方差及峰度差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1及图1、2。

2.2 诊断效能 ROC曲线结果显示，组间差异有统计学意义的7个直方图参数中，以第50百分位数的曲线下面积(area under the curve, AUC)最大，为0.742(P=0.01)，其鉴别诊断ESS与变性子宫肌瘤的敏感度为70.0%，特异度为83.3%。见表2、图3。

3 讨论

ESS是临床罕见的女性生殖系统恶性肿瘤，源自子宫内膜间质细胞，好发年龄为40～60岁[4]，临床通常无特异性表现。子宫肌瘤起源于子宫平滑肌细胞及增生结缔组织，好发于育龄期妇女，其发生变性后病变成分较复杂，MRI多呈不均匀信号。ESS与变性子宫肌瘤发病部位相似，均可累及肌层、宫腔等部位，且临床及影像学表现亦均较为类似，临床鉴别诊断存在一定困难。既往文献[5]报道，ADC及动态增强MRI有助于鉴别子宫肉瘤与变性子宫肌瘤。常规MRI中，ESS与变性子宫肌瘤T2WI均呈不均匀高信号。本研究采用灰度直方图分析肿瘤最大层面T2WI纹理信息，探讨其鉴别ESS与变性子宫肌瘤的价值。

表1 组间基于T2WI肿瘤最大层面直方图参数比较

图1 患者女，47岁，ESS A.原始轴位MR T2WI； B.ROI标记后图像； C.直方图

表2 基于T2WI肿瘤最大层面直方图分析鉴别诊断ESS与变性子宫肌瘤效能的ROC曲线结果

灰度直方图分析是基于像素的图像纹理分析方法，可于平扫MRI、ADC图及增强MRI中提取病变ROI的像素或灰度值分布信息并加以分析，进而获得有助于鉴别诊断、疾病分级及预测治疗效果等的定量参数信息，易于操作，可重复性强。灰度直方图分析方法可基于MR不同成像序列进行分析[6]。既往研究[7]显示，基于增强MRI直方图分析可用于鉴别腮腺常见肿瘤；基于ADC直方图分析可鉴别室管膜瘤、脉络丛乳头状瘤及中枢神经细胞瘤[8]；牛淼等[9]基于ADC及纹理分析鉴别子宫肉瘤与变性肌瘤。目前灰度直方图分析亦已用于预测疾病预后等[10]。WANG 等[11]利用ADC及T2-液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)纹理分析评估缺血性脑卒中严重程度及预后；亦有学者[12]基于T2WI直方图纹理分析鉴别诊断胰腺实性病变。

本研究观察肿瘤最大层面T2WI灰度直方图参数鉴别诊断ESS与变性子宫肌瘤的价值，发现ESS的平均值和第1、10、50、90、99百分位数均明显高于变性子宫肌瘤，提示ESS病灶T2WI信号强度更高。ESS呈浸润性生长，肿瘤细胞间排列更密集，且瘤体内血供较丰富。直方图平均值用于描述病变特征值的平均大小，方差、偏度及峰度则为描述肿瘤异质性的常用指标。方差是描述病变特征值的分离程度，方差越大，数据越偏离平均值，即表示病变的不均质性越强。本研究中2组病灶的方差差异无统计学意义，可能与2组病例瘤体内均出现囊变、坏死等导致病变信号不均匀有关。偏度和峰度提供直方图的形态特征信息，可在一定程度上反映肿瘤组织的微观结构和功能。偏度反映直方图灰度值分布的不对称性，一般以正负偏度加以评价，正值提示该分布具有右侧较长尾部，负值提示该分布具有左侧较长尾部。本研究中ESS组灰度值分布总体上为负偏度，变性子宫肌瘤组灰度值分布总体上呈正偏度，且ROC曲线结果显示偏度鉴别诊断二者具有较高的特异度，但敏感度偏低。峰度是描述直方图灰度值分布形态的陡缓程度，反映其相比正态分布而言的尖锐或平坦程度。本研究中ESS组和变性子宫肌瘤组峰度均为正峰度，且ESS组有大于变性子宫肌瘤组的趋势，提示可能ESS信号更集中、肿瘤相对均质。百分位数值描述各灰度值在最大值和最小值之间的分布信息，反映形成直方图的体素；本研究ROC曲线结果表明第50百分位数的诊断效能更佳。

图2 患者女，50岁，变性子宫肌瘤 A.原始轴位MR T2WI； B.ROI标记后图像； C.直方图

图3 基于T2WI肿瘤最大层面直方图参数鉴别ESS与变性子宫肌瘤的ROC曲线

总之，基于T2WI肿瘤最大层面直方图分析可用于鉴别ESS与变性子宫肌瘤。本研究的主要局限性：①为回顾性分析，样本量较小，需扩大样本量进一步深入分析；②仅基于T2WI肿瘤最大层面进行直方图分析，图像纹理信息提取不够全面；③所选图像格式可能导致部分信息丢失。