紋理特征在18F-FDG PET-CT顯像肺癌診斷中的應用.pdf

1、目的:肺癌已經(jīng)代替肝癌成為我國因惡性腫瘤死亡的首位原因，肺癌治療療效的關(guān)鍵在于早期診斷、早期治療。肺癌常用的影像學檢查包括胸部普通X線檢查、CT、超聲、MRI、PET、PET/CT等，其中PET/CT顯像作為腫瘤無創(chuàng)性檢查方法，將代謝功能與解剖功能有機結(jié)合，在肺癌的診斷、鑒別診斷、分期、療效監(jiān)測、放療計劃制定等方面有重要的價值。圖像紋理特征作為反應灰度統(tǒng)計計量的指標，對區(qū)域內(nèi)部灰度級變化的特征進行量化，通過紋理特征的有效提取，將其應用于

2、圖像紋理的描述、分類等，可以用于X線、CT、MRI、超聲等圖像的病灶識別、分割、診斷，達到輔助臨床疾病診斷、治療的目的。本文基于18F-FDG PET/CT顯像，第一部分介紹軟件開發(fā)情況，第二部分定量分析紋理特征在正常人群18F-FDGPET/CT顯像中的表現(xiàn)，探討其在PET/CT顯像肺癌診斷中的診斷價值，并分別與SUV法、醫(yī)師綜合判斷法進行比較。
　　方法:18F-FDG PET/CT顯像采用的儀器是Siemens biogra

3、ph64型和Siemensbiograph sensation16型。本研究選擇健康體檢人群190例，其中男性99例，女性91例，并按照年齡分組，分別為≤44歲、45～59歲、≥60歲三組年齡段。選擇患者301例，其中180例經(jīng)手術(shù)、穿刺活檢、支氣管鏡檢查獲得病理資料證實為肺癌，另121例診斷為肺部良性病變。肺癌組中分別按照病理類型、病灶大小、18F-FDG攝取情況(SUV)進行分組。分別將190例正常人和301例患者PET/CT圖像的

4、DICOM文件數(shù)據(jù)導入本課題小組研發(fā)的軟件系統(tǒng)， PET圖像和CT圖像自動進行配準。在190例正常人群中，分別于右肺上葉、中葉、下葉及左肺上葉、下葉勾畫3cm*3cm的正方形，即為感興趣區(qū)(ROI)，每一肺葉勾畫2個感興趣區(qū)。301例患者中，在CT圖像上逐一勾畫肺部病灶各個層面的輪廓，勾畫的輪廓邊緣映射至PET圖像即為感興趣區(qū)。確定感興趣區(qū)后，自動獲取ROI的13項紋理特征參數(shù)（均值、標準差、偏度、峰度、ASM、熵、對比性、相關(guān)性、粗糙

5、度、對比度、頻度、復雜度和強度）及SUV值，建立正常人群及肺部疾病患者PET圖像的數(shù)據(jù)庫，觀察紋理特征在18F-FDG PET/CT顯像正常人群中的表現(xiàn)，并提取肺部良惡性病灶組PET圖像中有效的紋理特征參數(shù)，判斷其在肺癌診斷中的價值，然后分別比較紋理特征法與SUV法、紋理特征法與醫(yī)師綜合判斷法在18F-FDG PET/CT顯像肺癌鑒別診斷時靈敏度、特異性、準確度的差異。所有結(jié)果使用SPSS13.0進行統(tǒng)計分析。
　　結(jié)果:在18F

6、-FDG PET/CT顯像正常人群中，峰度在右肺上葉、中葉、下葉及左肺上葉、下葉5組間統(tǒng)計無差異(P＞0.05)，其余12項紋理特征指標皆有差異(P＜0.05)。按照性別分組，除對比度、頻度、復雜度、強度外紋理特征皆無差異(P＞0.05)。按照年齡分組，峰度在3組間統(tǒng)計無差異(P＞0.05)。
　　301例患者中，180例肺癌患者PET圖像病灶層面累計1154層，121例良性病變患者PET圖像病灶層面累計517層。惡性組和良性組兩

7、組間13項紋理參數(shù)差異均具有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)，惡性組均值、標準差、偏度、熵、相關(guān)性、對比度、復雜度、強度高于良性組，良性組峰度、ASM、對比性、粗糙度、頻度高于惡性組。Logistic回歸分析提取出均值、峰度、粗糙度、復雜度4項紋理特征參數(shù)，ROC曲線下面積為0.806(0.784，0.828)(P＜0.001)，表明紋理特征在18F-FDGPET/CT顯像中肺癌的診斷效果中等。
　　肺癌患者中，依據(jù)病理類型不同分為鱗癌

8、組、腺癌組及其他組，3組間均值、峰度、粗糙度、復雜度4項紋理特征值差別皆有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.0001);以病灶直徑3.0cm為界分為＞3.0cm組和≤3.0cm組，2組間均值、粗糙度、復雜度3項紋理特征值差別有顯著統(tǒng)計學意義(P＞0.0001)，峰度無統(tǒng)計學差異(P＞0.05);以SUVmax2.5、4.0分為三組，分別為≤2.5組、2.5(-)4.0組、≥4.0組，3組間均值、粗糙度、復雜度3項紋理特征值差別有顯著統(tǒng)計學意義(P

9、＜0.0001)，峰度無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。
　　紋理特征法、SUV法、醫(yī)師綜合法判斷18F-FDG PET/CT顯像肺部病灶良惡性的靈敏度、特異性、準確度分別為87.87％(1014/1154)、47.78％(247/517)、75.46％(1261/1671),80.0％(144/180)、58.7％(71/121)、71.4％(215/301),92.8％(167/180)、85.1％(103/121)、89.7％(

10、270/301)。紋理特征法與SUV法比較，前者靈敏度高于后者（P＜0.01)，特異性低于后者（P＜0.05)，準確度無差異（P＞0.05）。紋理特征法與醫(yī)師綜合判斷法比較，兩者靈敏度無差異(P＞0.05)，前者特異性、準確度低于后者（P＜0.01)。
　　結(jié)論:正常人群18F-FDG PET/CT圖像各個肺葉的紋理特征參數(shù)表達不同。紋理特征能用于18F-FDG PET/CT顯像肺部病灶良惡性的分類，肺癌病理類型、病灶大小、FDG