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李明,徐Xiaodan Pengjiang钱,恒江,江建龙,Jinbing太阳,志华陆, ”纹理分析的评估直肠癌:比较T2WI和Diffusion-Weighted成像”,计算和数学方法在医学, 卷。2021年, 文章的ID9976440, 7 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/9976440
纹理分析的评估直肠癌:比较T2WI和Diffusion-Weighted成像
李明,1 Xiaodan徐,2 Pengjiang钱,3 恒江,4 建龙江,1 Jinbing太阳
,1
和
志华陆4
1普通外科、常熟第一人民医院,常熟,215500年江苏省中国
2胃肠病学、常熟第一人民医院,常熟,215500年江苏省中国
3人工智能和计算机科学学院、江南大学,无锡,214122年江苏省中国
4放射学、常熟第一人民医院,常熟,215500年江苏省中国
文摘
纹理分析(TA)技术源自t2加权成像(T2WI)和表观扩散系数(ADC)的地图直肠癌既能获得良好的诊断性能。本研究旨在比较TA T2WI和ADC图T和N不同病理阶段确认助教分析更好的诊断性能。146名患者参加本研究。肿瘤助教进行每一个病人的T2WI和ADC地图,分别;然后,偏态、峰态,均匀度、熵、能量、惯性,和相关计算。我们的结果表明,这些显著不同的参数来自T2WI最好诊断性能比在区分pT3b-4 ADC地图和pN1-2阶段肿瘤。特别是能源来源于T2WI诊断效率的最优参数。高分辨率T2WI扮演了一个关键在直肠癌的局部阶段;因此,助教来自T2WI可能是一个更有用的工具来帮助放射科医生和外科医生在选择治疗。
1。介绍
大肠癌的发病率和死亡率在中国保持着上升趋势,所有恶性肿瘤中排名第三和第五。其中,直肠癌占一半的中国结直肠癌。(1]。
病理T和N阶段的直肠癌患者预后影响因素很重要2]。直肠癌淋巴结转移的患者需要新辅助化疗。pT1-2阶段病人不需要新辅助化疗由于低复发率;相反,pT3-4阶段患者需要新辅助化疗(3,4]。直肠癌的预后pT3阶段千差万别基于校际比赛的深度(EMD)肿瘤入侵5]。5毫米截止EMD的决心是最歧视和简单的使用在临床实践中无论整体存活率的差异和局部复发5- - - - - -7]。因此,准确的术前评估是至关重要的,因为所需的个性化的处理措施不同地方举办的病人。
Diffusion-weighted成像(驾车)可以改善病变与正常组织之间的对比,从而提高直肠癌检测的准确性。仅与T2WI, T2WI结合醉酒驾车有最好的为直肠癌的诊断准确性和特异性;此外,可以提高直肠癌分期的准确性(8,9]。
纹理分析(TA),作为一个新的图像后处理技术,可以在医学图像定量描述组织的异质性。直肠癌,有很多助教研究涉及T2WI和ADC的地图。杨等人的研究。10)报道,T2WI直方图参数可以区分正面和负面的淋巴结。助教来自T2WI可以用于预测直肠癌T阶段。(11]。此外,我们先前的研究结果表明,助教从ADC图可以预测直肠癌的局部阶段(12]。
在目前的研究中,我们调查了比较TA T2WI和ADC图T和N不同病理阶段,评估诊断性能进一步确认助教分析更好的诊断性能。
2。材料和方法
2.1。病人
本回顾性研究常熟医院的机构审查委员会批准的东吴大学。随着本研究回顾性本质,要求书面知情同意被放弃。入选标准是(1)biopsy-proven nonmucinous腺癌和T和N(2)完整的病理阶段报告。排除标准:(1)运动工件和工件磁敏感影响图像质量和(2)与术前化疗或放疗治疗。
最后,146名患者参加最后的研究在2016年10月和2020年10月之间。
2.2。核磁共振成像
所有在3.0 T MRI检查扫描仪(Intera阿奇沃TX,飞利浦医疗系统)使用相控阵表面线圈。
先生序列包括矢状,斜轴向(垂直于肿瘤轴)和斜冠状(肿瘤轴平行)T2WI和斜轴向驾车(表1)。斜轴的位置和扫描参数和斜轴T2WI醉酒驾车是一致的。ADC图由酒后驾驶和自动生成值0和1000年代/毫米2。
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TR:重复时间;TE:回波时间;谢霆锋:涡轮自旋回波;视场:视野;国家安全局:信号平均的数量。 |
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2.3。结构特性计算
助教进行轴向T2WI和ADC地图,分别使用内部软件(Omni-Kinetics,通用电气医疗集团)的两位作者(志华陆和李明)。感兴趣的区域(roi)包括尽可能多的肿瘤组织的最大肿瘤切片,除去坏死,囊肿,和天然气(数字1和2)。然后,纹理特征基于T2WI和ADC图自动计算。七个纹理特性,我们选择包括偏态、峰态,和一致性(一阶统计)和熵,能源、惯性,和相关性(二阶统计)。
2.4。组织病理分析
病理T (pT)和N (pN)分期报告进行基于第八版的美国癌症联合委员会(与8号)13]。当地T和N分期的组织病理学报告被称为黄金标准。
2.5。统计分析
首先,Kolmogorov-Smirnov测试使用;数据了 或 。评估纹理参数之间的差异pT1-3a与pT3b-4阶段和pN0 vs pN1-2阶段T2WI和ADC的地图, - - - - - -测试或Mann-Whitney测试执行。随后的接受者操作特征(ROC)曲线分析与T2WI和ADC地图显著不同的参数。不同参数之间的相关性显著T2WI和ADC的地图和病理T和N阶段使用的斯皮尔曼的分析。组内相关系数(可以)计算interobserver协议。SPSS和MedCalc软件被用于统计分析。设置为显著水平值≤0.05。
3所示。结果
3.1。临床和病理结果
146名患者,包括86名男性(41 - 89年;值,68年)和60岁女性(41 - 84年;中位数,67年)。详细的临床和病理数据表中列出2。根据本研究的设计,70名患者分组pT3b-4 pT1-3a和76患者分组。91患者分组pN0, 55 pN1-2患者分组。
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3.2。纹理参数区分pT1-3a和pT3b-4阶段
在T2WI上,pT3b-4阶段肿瘤明显高于峰度和熵和能量低于pT1-3a阶段肿瘤(所有 ,表3)。ADC图,pT3b-4阶段肿瘤明显高于偏态,峰度,熵比pT1-3a阶段肿瘤(所有 )。没有发现显著差异在其他助教T参数在不同的阶段。可以的结果如表所示3。
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3.3。纹理参数区分pN0和pN1-2阶段
在T2WI上,pN1-2阶段肿瘤明显高于偏态和熵和能量低于pN0阶段肿瘤(所有 ,表4)。ADC图,pN1-2阶段肿瘤表现出明显高于偏斜度和峰度比pN0阶段肿瘤(所有 )。没有发现显著差异在其他助教参数不同N之间的阶段。可以的结果如表所示4。
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3.4。性能的结构参数来区分pT3b-4和pN1-2阶段
肿瘤的区分pT3b-4 pT1-3a阶段,能源来自T2WI最大的AUC (79.3%)。峰度源自ADC图最大的AUC(61.8%)(表5,图3)。此外,能量来源于T2WI显示更好的相关病理T阶段( )比峰态来自ADC图(表6)。
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注:T2 -:从T2WI映射纹理参数;A -:从ADC图纹理参数;置信区间:置信区间;AUC:曲线下的面积。 |
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注:T2 -:从T2WI映射纹理参数;-:从ADC图纹理参数。 |
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肿瘤的区分pN1-2 pN0阶段,能源来自T2WI最大的AUC (71.3%)。偏态来自ADC地图最大的AUC(61.8%)(图4)。此外,能量来源于T2WI显示更好的相关病理N阶段( )比偏态来自ADC图(表6)。
4所示。讨论
目前的研究表明,峰度、能源、熵T2WI和偏态、峰态,熵从ADC图可以明显区分pT1-3a和pT3b-4阶段。此外,我们发现,偏态能量和熵T2WI和偏斜度和峰度ADC图可以明显区分pN0 pN1-2阶段。在上述重要的不同的参数,这些参数来源于T2WI高AUC区分pT3b-4 pN1-2阶段肿瘤比来自ADC地图。此外,这些参数来源于T2WI显示更好的相关病理T和N阶段比来自ADC地图。结果表明,TA的诊断性能参数来源于T2WI比来自ADC地图。
高分辨率T2WI扮演了一个关键在当地直肠癌阶段。近年来,一些研究应用助教来自T2WI为了提高直肠癌的术前阶段和预测预后因素(10,11,14]。在我们的研究中,pT3b-4阶段肿瘤表现出更高的峰态和熵和能量低于pT1-3a阶段肿瘤。此外,pN1-2阶段肿瘤表现出更高的偏态和熵和能量低于pN0阶段肿瘤。从理论上讲,熵和低能量反映高异质性的病变15]。这可能解释我们的结果。杨et al。10)报道,淋巴node-positive组有显著较低的能量和熵高于淋巴淋巴结阴性组。
醉酒驾车可能会改善病变和正常组织之间的对比。它已广泛应用于直肠癌的术前影像学因为T2WI结合醉酒驾车可以提高直肠癌分期的准确性(8]。我们先前的研究和其他研究已经表明,ADC值估计从醉酒驾车有关肿瘤侵犯16- - - - - -18]。助教参数来源于ADC地图更敏感和可靠的准确标记操作阶段和评估治疗直肠癌的疗效12,19]。在我们的研究中,pT3b-4阶段肿瘤表现出更高的偏态、峰态,和熵比pT1-3a阶段肿瘤。此外,pN1-2阶段肿瘤表现出更高的偏斜度和峰度比pN0阶段肿瘤。价值更高的偏度和峰度反映更多的复杂性和异质性肿瘤。我们的结果得出结论,偏斜度和峰度源自ADC图成像生物标志物可能区分积极直肠癌淋巴结。
ROC曲线表明,显著不同的参数来自T2WI高AUC区分pT3b-4 pN1-2阶段肿瘤比来自ADC地图。能量被证明是最好的性能预测pT3b-4和pN1-2阶段肿瘤中TA参数产生AUC的79.3%和71.3%,分别。此外,斯皮尔曼相关分析表明,能源来自T2WI相关病理T和N阶段比参数来源于ADC地图。因此,我们的结果表明,TA的诊断性能参数来源于T2WI比来自ADC地图。其原因可能是高分辨率T2WI可以反映病变的图像中更多的细节。此外,T2WI序列是首选直肠癌的术前阶段。因此,助教来自T2WI可能是一个更有用的工具来帮助放射科医生和外科医生在选择治疗。
有一些局限性。首先,直肠癌通常沿着肠道壁浸润生长。病变和正常肠道壁通常是不确定的;然后,测量不能准确地描述整个肿瘤。因此,测量在我们的研究中进行单片最大的肿瘤切片。第二,我们评估七个助教参数在我们的研究中,因为这些参数已经被先前的研究证明有关的异质性疾病。没有其他更多的参数包括小组学习。第三,我们只包括病理T、N阶段分组标准。应该包含在后期更多的预后因素进行进一步的研究。
总之,我们的研究表明,TA的诊断性能参数来源于T2WI比来自ADC地图。特别是能源来源于T2WI为诊断效率最优参数。因此,助教来自T2WI可能是一个更有用的工具来帮助放射科医生和外科医生在选择治疗。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
李明和徐Xiaodan同样这项工作。
确认
这部分工作是支持由江苏省医学青年人才在格兰特QNRC2016212,江苏卫生委员会授予H2018071,苏州临床特殊疾病诊断和治疗项目在格兰特LCZX20182,苏州姑苏医学人才项目资助下GSWS2019077 GSWS2020108,和苏州科技发展项目在格兰特SYS2020058。
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