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目的2016年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将―脑侵袭(brain invasion,BI)‖作为了II级非典型脑膜瘤(atypical meningioma,AM)的独立诊断标准,故具有“脑侵袭”特征的原2007WHO I级良性脑膜瘤根据新标准将升为II级。在级别升高的同时,病人的手术方案及辅助治疗计划也需作出相应改变。病理仍然是―脑侵袭‖的金标准,但只能分析手术送检的标本组织块,而不能全面的分析肿瘤整体,这使得在瘤脑交界面发生的脑侵袭在很大程度上有被漏诊的风险。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)可以在术前无创、全面地分析肿瘤且一定程度上反映肿瘤的病理特征,能够为脑侵袭的判定提供有用的依据。本研究通过回顾性分析经病理证实的非典型脑膜瘤的术前MRI特征,探索能够预测脑膜瘤脑侵袭生物学行为的影像学指标,构建脑侵袭的预测模型并分析其效能,以期在术前给予临床及病理指导。材料和方法回顾性纳入2016年3月至2019年9月于天津市环湖医院就诊并经病理证实为非典型脑膜瘤的患者共114例,其中男性56例,女性58例,平均年龄55.54±12.16岁(范围18-82岁);BI组58例,无脑侵袭(non-brain invasion,NBI)组56例。所有患者进行MRI平扫及增强检查。由2名医师者在不知晓患者任何临床及病理资料的情况下对影像资料进行评估。评估的指标包括:肿瘤位置、肿瘤形态、肿瘤是否分叶生长、肿瘤强化均匀度、瘤脑交界面光滑度、肿瘤最小表观扩散系数(minimum apparent diffusion coefficient,ADCmin)、相对最小ADC值(minimum relative apparent diffusion coefficient,r ADCmin)、肿瘤最短径、肿瘤最长径、水肿最长径。采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评价2名医师各评估指标的一致性。将患者的影像资料上传至放射组学云平台(https://mics.radcloud.cn),并在T1加权成像对比剂增强(T1weighted imaging-contrast enhancement,T1WI-CE)序列上勾画瘤体的感兴趣区(region of interest,ROI),在液体衰减反转恢复对比剂增强(fluid attenuated inversion recovery-contrast enhancement,FLAIR-CE)序列上勾画瘤周水肿(peritumoral brain edema,PTBE)的ROI,由平台计算出肿瘤体积及水肿体积。而后对患者的性别、年龄、肿瘤位置、肿瘤形态、肿瘤是否分叶生长、肿瘤强化均匀度、瘤脑交界面光滑度、ADCmin、r ADCmin、肿瘤最短径、肿瘤最长径、水肿最长径、肿瘤体积、水肿体积等14项指标进行单因素二元Logistic回归分析。对单因素中具有统计学意义的指标进行Spearman相关分析。将不具有强相关性的单因素分析中具有统计学意义的指标纳入多因素二元Logistic回归分析,筛选与脑膜瘤脑侵袭发生密切相关的指标。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析评价多因素分析中筛选出的指标对“脑侵袭”的预测价值,计算曲线下面积(area under the ROC curve,AUC)、最佳阈值、敏感度以及特异度。结果1、2名医师评估的各项指标一致性良好(ICC为0.796~0.949)。2、单因素二元Logistic回归分析显示以下7个指标与脑侵袭发生具有显著相关性(P<0.05):分别为肿瘤强化均匀度不均匀时[OR值为0.450,95%CI(0.210~0.966)]、瘤脑交界面光滑度不光滑时[OR值为0.311,95%CI(0.144~0.672)]、r ADCmin值减小时[OR值为38.940,95%CI(1.817~834.563)]、肿瘤最长径减小时[OR值为1.029,95%CI(1.004~1.054)]、水肿最长径增大时[OR值为0.944,95%CI(0.920~0.968)]、肿瘤体积减小时[OR值为1.011,95%CI(1.001~1.021)]、水肿体积增大时[OR值为0.980,95%CI(0.970~0.990)]。其他7项指标:性别、年龄、肿瘤位置、肿瘤形态、肿瘤是否分叶生长、肿瘤ADCmin值及肿瘤最短径均无统计学意义。3、肿瘤最长径与肿瘤体积呈高度相关(r=0.948,P<0.01),水肿最长径与水肿体积呈高度相关(r=0.913,P<0.01);其余两变量之间呈弱相关或无相关性。4、当选择肿瘤最长径及水肿最长径进入二元Logistic回归方程时,以下4个指标与脑侵袭的发生具有显著相关性(P<0.05),分别为:瘤脑交界面光滑度不光滑时[OR值为0.189,95%CI(0.052~0.686)]、r ADCmin值减小时[OR值为2693.910,95%CI(18.975~382460.060)]、肿瘤最长径减小时[OR值为1.126,95%CI(1.070~1.186)]、水肿最长径增大时[OR值为0.914,95%CI(0.877~0.952)]。当选择肿瘤体积及水肿体积进入二元Logistic回归方程时,结果显示:以下4个指标与脑侵袭的发生具有显著相关性(P<0.05),分别为:瘤脑交界面光滑度不光滑时[OR值为0.227,95%CI(0.076~0.676)]、r ADCmin值减小时[OR值为247.436,95%CI(3.908~15666.086)]、肿瘤体积减小时[OR值为1.042,95%CI(1.021~1.065)]、水肿体积增大时[OR值为0.969,95%CI(0.954~0.985)]。5、单项指标中水肿最长径对BI的发生具有最佳预测效能(AUC=0.778,敏感度67.2%,特异度78.6%),水肿体积对BI的发生具有较好的预测效能(AUC=0.738,敏感度58.6%,特异度83.9%),其余单项指标预测效能略弱,AUC在0.6~0.7之间。综合指标-径线的AUC最高为0.899,大于任一单项指标的AUC,且敏感度和特异度也最高,分别为81%和87.5%;综合指标-体积的预测性能略逊于综合指标-径线,但其预测效能也均大于任一单项指标,其AUC为0.876,敏感度82.8%和特异度82.1%。结论基于术前MRI影像能够较好的预测脑膜瘤脑侵袭的生物学行为,这有助于病人个性化治疗方案的制定以及提高脑侵袭神经病理学的检出率。水肿最长径独立预测BI的效能最佳,但联合应用水肿最长径、肿瘤最长径、r ADCmin及瘤脑交界面光滑度4项指标的综合判断,更有助于提高BI的预测效能。