汪卫建，程敬亮，张 勇，郭亚飞

（郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052）

髓母细胞瘤和室管膜瘤是儿童后颅窝最常见的肿瘤，磁共振可鉴别成人不同类型脑肿瘤[1]。在儿童肿瘤中，认为弥散加权成像也可区分原始神经外胚层肿瘤/髓母细胞瘤（MB）和其他幕上、幕下肿瘤[2]。一些研究表明[3-6]，毛细胞型星形细胞瘤较室管膜瘤、髓母细胞瘤有显著较高的平均ADC值，但是室管膜瘤和髓母细胞瘤之间没有明显的区别。此两种肿瘤的恶性程度不同，治疗方法及预后也不同[7]。肿瘤类型的正确的诊断对制定治疗方案具有重要的价值，目前国外文献报道利用直方图可鉴别小儿脑肿瘤[8]，本文通过回顾性分析经手术病理证实的36例儿童后颅窝髓母细胞瘤和室管膜瘤，以磁共振增强图像数据为基础，研究此两种肿瘤的直方图特征，通过提取许多肉眼无法看到的图像信息，来分析其对两种肿瘤的鉴别价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院2012年8月—2016年8月经手术病理证实的36例儿童后颅窝肿瘤患者，其中髓母细胞瘤20例，室管膜瘤16例，男23例，女13例，年龄1～14岁，平均9.5岁。临床表现主要为头痛、头晕、呕吐、站立不稳等。纳入标准如下：①通过手术病理证实为髓母细胞瘤和室管膜瘤；②术前在我院行常规 MRI检查， 包括轴面 T1WI、T2WI、FLAIR、DWI和增强T1WI；③MRI图像无影响进一步图像分析的明显伪影。

1.2 磁共振成像方法

采用德国Siemens TrioTim 3.0T磁共振成像系统，标准头颅线圈。受检者仰卧位，自然放松，额面部水平位，鼻根部位于线圈中线。平扫行矢状位及轴位T1WI、轴位 T2WI、液体衰减反转恢复（FLAIR）序列及轴位DWI；增强扫描行矢状位、轴位及冠状位T1WI，造影剂采用 Gd-DTPA，剂量0.1 mmol/kg。扫描参数：T1WI：TR 265.0 ms，TE 2.56 ms；T2WI：TR 3700ms，TE 94.0ms；FLAIR：TR 4400ms，TE 96.0ms。DWI扫描采用SE-EPI序列，取b值为0及1000s/mm2，TR 3600ms，TE 120ms；视野 24cm×24cm，层厚 5mm，层间距0.3 mm，层数20。增强扫描对比剂为Gd-DTPA，剂量0.1 mmol/kg，行 T1WI横轴面、矢状面及冠状面扫描，扫描参数同平扫T1WI。

1.3 感兴趣区（ROI）的选取

1.3.1 图像选择

将所有患者的MRI图像从PACS工作站以.BMP格式导出，导出时调整窗宽、窗位，使所有图像窗宽、窗位均保持一致，存于硬盘中，由于增强T1WI显示病变范围较清晰，因此，首先选择矢状位增强T1WI图像，用于进一步分析。

1.3.2 直方图分析

采用MaZda软件分析所选择的病变最大层面的图像，通过手动勾画ROI计算直方图参数，包括平均值、方差、偏度、峰度、百分位数值。实验者较容易学习该软件的使用方法，软件包在Windows 7运行稳定。纹理特征计算及评估过程如下：由1名医师沿病变边缘手动勾画ROI。选取其中一个样本圈出肿瘤区域，并用红色填充肿瘤区域，将与其对应的标记前后的图像显示如下图所示（图1，2）。

1.4 统计学分析

图1 室管膜瘤感兴趣区选择及直方图。图2 髓母细胞瘤感兴趣区选择及直方图。Figure 1.ROI and histograms of ependymoma.Figure 2.ROI and histograms of medulloblastomas.

统计分析采用SPSS 21.0统计软件进行分析。符合正态分布采用两独立样本t检验比较两种直方图各参数的差异，不符合正态分布，采用非参数检验，P＜0.05具有统计学意义。绘制ROC曲线，计算曲线下面积，预测小脑中线髓母细胞瘤与室管膜瘤的最佳阈值（表1）。

2 结果

两种肿瘤共36例，髓母细胞瘤组20例;室管膜瘤组16例，直方图各参数值见表1。由表中数据可知，室管膜瘤和髓母细胞瘤1%值分别为32.16±21.3和 56.6±16.5，1 百分数具有统计意义 （P=0.000），其余参数均无明显差异 （P＞0.05）。根据直方图1%数值，两组数据呈正态分布，并绘制ROC曲线（图3）。小脑髓母细胞瘤鉴别室管膜瘤时，ROC曲线下的最大面积为0.82，最佳阈值取46.5时特异性和敏感性分别为82%、75%。

表1 室管膜瘤和髓母细胞瘤增强磁共振图像直方图数据

图3 a室管膜瘤散点图。Figure 3a.Ependymoma scatter plot.

图3 c室管膜瘤和髓母细胞瘤箱式图。Figure 3c.Ependymoma and Medulloblastomas box plot.

图3 b髓母细胞瘤散点图。Figure 3b.Medulloblastomas scatter plot.

图3 d室管膜瘤和髓母细胞瘤ROC曲线。Figure 3d.Ependymoma and Medulloblastomas ROC.

3 讨论

3.1 直方图分析简介

直方图分析是一种用于量化肿瘤内部异质性的新方法，它利用获得的影像数据，用数学的方法评价感兴趣区域的灰阶强度分布。直方图组成参数的具体数值，包括平均值、方差、偏斜度、峰度、第1、10、50、90、99百分位数；直方图的偏斜度是描述变量取值分布对称性的统计量，表明分布相对于平均值的不对称程度。正偏度表明分布的不对称尾部趋向于更多较大值，分布的主体集中在右侧，即绝大多数的值（包括中位数在内）位于平均值的左侧。负偏度则相反，表明分布的不对称尾部趋向于更多较小值。偏度的绝对值越大，分布形态偏移程度越大。直方图的峰度是描述总体中所有取值分布形态陡缓程度的统计量，反映与正态分布相比某一分布的相对尖锐度或平坦度。正峰值表示比正态分布尖锐的分布。负峰值表示比正态分布平坦的分布。直方图分析不仅用于脑肿瘤的鉴别[9]，也可以在乳腺癌疗效的评估[10]、宫颈癌的诊断[11]起到一定的价值。

3.2 室管膜瘤和髓母细胞瘤的常规鉴别诊断

后颅窝室管膜瘤主要发生在儿童期，多由第四脑室底部向脑室内呈外生性生长，常填满整个四脑室，也可沿正中孔或两侧外侧孔塑形长出，达颈髓上部。室管膜瘤病程长，发展慢，病变多有囊变、出血、坏死、钙化，很少浸润邻近脑实质。室管膜瘤在T1WI呈混杂低信号，T2WI呈混杂高信号，信号不均匀，肿瘤边缘可见轻度到中度水肿，增强扫描时实性部分明显强化。髓母细胞瘤恶性度高，病程短，发展快，多起源于第四脑室顶部，横切位图像上肿瘤前方可见脑脊液环绕，在磁共振T1WI呈低信号，T2WI呈等高信号，信号较均匀，肿瘤边缘可见多个小囊变区，增强扫描不均匀强化，Rumboldt等[5]证实室管膜瘤的ADC值比髓母细胞瘤的高，可以利用ADC差异和DWI对两种肿瘤进行鉴别诊断。磁共振波谱（MRS）显示髓母细胞瘤NAA和Cr波比室管膜瘤降低明显，并且联合DWI、MRS同样也可以鉴别肿瘤。然而，并不是所有的医院都具备开展这些序列的条件，而且费用较高。为了提高鉴别诊断的准确性，本研究引进了直方图分析的方法。

3.3 直方图分析鉴别两种肿瘤的价值

陈鑫等[9]利用直方图分析的方法鉴别脑胶质母细胞瘤和单发转移瘤，王君鑫等[12]利用动态增强磁共振直方图参数来诊断前列腺癌，直方图用于磁共振图像中的不同病变诊断及鉴别已经得到了认可，并且该方法还可以提供量化的、可重复性的结果。直方图分析的客观性在于它假定磁共振图像的采集、处理和分析都是在相同的条件下进行的。本研究利用MaZda对提取的两种肿瘤区域的特征进行分析评价，是综合整个肿瘤体积的所有体素计算得出直方图数据，结果更客观，误差更小。直方图技术是通过测量肿瘤所有体素来反映瘤体内部不同的组织构成[13]，Rodriguez Gutierrez等[13]用 ADC 直方图鉴别后颅窝肿瘤，得出25百分数具有明显统计意义，本研究中1百分数具有统计学意义，这种差异可能是由于不同序列引起。1百分数表示有1%的数据项小于或等于这个值，表示髓母细胞瘤和室管膜瘤之间的整个肿瘤所有体素有一定差异性，反映了两种肿瘤间的组织成分不同。髓母细胞瘤鉴别室管膜瘤的最佳C1值是取46.5时，特异性和敏感性分别为82%、75%。在不增加病人负担和检查时间的情况下，直方图可用于此两种肿瘤的鉴别诊断，为临床诊断提供了一种新的方法。

综上所述，本研究显示常规MR图像直方图分析C1可为鉴别室管膜瘤和髓母细胞瘤提供可靠的信息，确保诊断的准确性，对两者鉴别提供可靠的客观依据。