陈倩倩，张 焱，程敬亮，白 洁，高安康

郑州大学第一附属医院磁共振科 郑州 450052

睾丸生殖细胞瘤是睾丸肿瘤中最常见的肿瘤，好发于15岁以上男性，约占男性恶性肿瘤的1%；包含精原细胞瘤和非精原生殖细胞瘤两种类型[1]。二者在转移方式、治疗方案及预后上有很大差异；精原细胞瘤多数预后较好，较少发生远处转移，且对放疗、化疗都非常敏感；而非精原生殖细胞瘤具有更高的侵袭性，对放疗和化疗具有耐受性，反应较差[2-3]。术前获得更多的肿瘤信息不仅有助于向患者解释病情进展，也有利于治疗方式的选择。MRI检查因具有较高的灵敏度成为睾丸肿瘤分析、评估中较有效的影像检查手段，但其特异度较低[4]，因此常规MRI检查用于睾丸肿瘤的鉴别诊断仍有困难。全域灰度直方图可对肿瘤所有层面的信号强度分布进行定量提取、分析，能更全面地反映肿瘤的异质性[5]，对于睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤的鉴别更加可靠和准确。本研究旨在探索增强T1WI全域灰度直方图鉴别睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤的价值。

1 对象与方法

1.1研究对象收集2014年1月至2018年12月经病理证实的48例睾丸肿瘤患者的临床及MRI资料。纳入标准：在我院行MRI检查并诊断为睾丸生殖细胞瘤；影像资料完整，包括轴面T1WI、压脂T2WI、DWI及增强T1WI，图像质量清晰；未进行放化疗及手术者。排除标准：合并炎症等其他睾丸病变者。最终纳入睾丸精原细胞瘤27例，年龄22～54(36.2±2.9)岁；睾丸非精原生殖细胞瘤21例(混合性生殖细胞瘤7例，胚胎性癌6例，成熟性畸胎瘤8例)，年龄3～44(23.1±3.3)岁。大多数患者以睾丸进行性肿大为主要首发症状，其中5例伴有疼痛。

1.2MRI检查方法采用德国Siemens Skyra3.0T MR扫描仪和16通道体部专用线圈。扫描时患者取仰卧位，定位线以阴囊为中心。采用TSE序列对轴位、矢状位、冠状位进行扫描。具体参数：T1WI(TR 732 ms, TE 12 ms)，T2WI压脂(TR 3 000 ms, TE 90 ms)，DWI(b值为0或800 s/mm2,TR 5 800 ms, TE 90 ms)，视野34 cm×34 cm, 层厚5 mm, 层间距3 mm。对比剂使用钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，剂量为0.1 mmol/kg，增强后行T1WI轴位、矢状位和冠状位扫描。

1.3图像处理图像选取：从PACS工作站中以BMP格式导出所有患者的MRI图像，同时调整窗宽、窗位，使所有图像在窗宽、窗位上保持一致。使用Mazda软件，以T1WI轴位图像为基础，进行全域灰度直方图分析。以轴面压脂T2WI及增强图像为参照，使用Mazda软件沿病变T1WI增强轴面图像全肿瘤边缘手动勾画每一层ROI。ROI的灰度直方图由软件自动生成，并通过计算得到下列参数：均值、变异度、峰度、偏度、第99百分位数、第90百分位数、第50百分位数、第10百分位数、第1百分位数等。本研究所有图像ROI均由3名影像学专家指导完成勾画。典型病例的MRI图像及病理结果见图1、2。

左侧睾丸见肿块影，呈长T1混杂长/短T2信号影，内见小片状稍短T1信号(A、B)；T2WI压脂序列呈混杂高信号(C、D)，增强后肿块呈不均匀强化(E)；病变内见囊变、坏死成分，边界清晰、形态规则，左侧精索静脉稍增粗；沿肿瘤边缘手动勾画ROI，以红色填充肿瘤区域(F)；获得肿瘤灰度直方图(G)，横坐标表示ROI内不同灰度值，纵坐标表示各灰度值出现的频率；病理(H)证实为混合性生殖细胞瘤，包含胚胎性癌及卵黄囊瘤成分(HE，×100)

右侧睾丸见肿块影，呈长T1混杂短T2信号影，内见小片状长T2信号(A、B)；T2WI压脂序列呈混杂高信号(C、D)，增强后肿块呈不均匀强化(E)；病变内见囊变、坏死成分，边界清晰、形态不规则，右侧精索静脉稍增粗;沿肿瘤边缘手动勾画ROI，以红色填充肿瘤区域(F)；获得肿瘤灰度直方图(G)，横坐标表示ROI内不同灰度值，纵坐标表示各灰度值出现的频率;病理(H)证实为精原细胞瘤，细胞体积大、大小较均匀(HE，×100)

1.4统计学处理采用SPSS 20.0处理数据。不符合正态分布的数据采用中位数(上，下四分位数)表示。均值、变异度、第50百分位数、第90百分位数不满足正态分布，两组比较应用Mann-WhitneyU检验；余参数值均满足正态分布，方差齐，两组比较应用两独立样本t检验。选取2组间差异有统计学意义的参数建立ROC曲线，评价其鉴别诊断二类肿瘤的效能。检验水准α=0.05。

2 结果

精原细胞瘤组ROI灰度直方图的变异度、第99百分位数均低于非精原生殖细胞瘤组(P均<0.05)；而偏度绝对值、第1百分位数、第10百分位数高于非精原生殖细胞瘤组(P均<0.05)，见表1。采用ROC曲线分析上述参数鉴别诊断精原细胞瘤和非精原生殖细胞瘤的效能，结果(图3、表2)显示变异度、第1百分位数具有较高诊断价值。

表1 精原细胞瘤组与非精原生殖细胞瘤组增强T1WI全域灰度直方图参数比较

图3 偏度绝对值、第1百分位数、第10百分位数、变异度、第99百分位数对睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤鉴别诊断的ROC曲线

表2 增强T1WI全域灰度直方图参数鉴别诊断睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤的效能

3 讨论

与常规序列相比，MRI增强能够提供肿瘤微血管生成及通透性等血流动力学信息，间接反映组织微环境的功能；通过观察对比剂在肿瘤组织与正常组织中的强化差异可以分析病变的形态学改变。利用MRI图像的特征表现可以对睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤进行鉴别诊断[4]，但由于二者在常规增强表现中具有部分相似性，如强化方式、包膜等[6-8]，使得单纯的MRI图像分析存在一定的局限性。

灰度直方图分析是纹理分析的一种常见方式，可以在医学影像图像特征的提取中提供量化依据，获得更多人眼难以分辨的肿瘤内部异质性信息[9]。灰度直方图分析已越来越广泛地应用于图像分析中，不仅可以用于区分肿瘤的良恶性[10]、肿瘤分级或亚型[11]、鉴别诊断[12]，也可用于评估肿瘤的预后[13]。在常规MRI增强图像中，影像学专家仅可以从形态学上对肿瘤的诊断进行提示，存在很大的个人差异，诊断准确率和影像学专家的专业水平密切相关；增强T1WI全域灰度直方图不仅可以对增强图像进行量化分析，也可以较好地避免因勾画局部ROI而导致的抽样误差，更全面地反映肿瘤的异质性，对于睾丸生殖细胞瘤的鉴别可能更加可靠和准确。

本研究评价了增强T1WI全域灰度直方图的均值、变异度、偏度、峰度等9个参数对睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤的鉴别诊断价值。变异度主要反映病变特征值平均值的分散程度，变异度越大，数据越偏离平均值，表示病变不均匀[9-12，14]。本研究中，变异度鉴别诊断的ROC曲线的AUC较大；非精原生殖细胞瘤变异度较精原细胞瘤大，这是由于其多包含坏死、囊变等特征，较精原细胞瘤更不均匀。第n百分位数表示低于该百分位数的观测对象所占的百分比[14]。与均值相比，百分位数能更加敏感地反映微小变化，且不易受极端值的影响，具有更高的准确性[15]。本研究中，第1百分位数也具有较高的诊断效能，表明二类肿瘤影像图像的直方图曲线分布在较低灰度值范围内差异更明显，这可能与肿瘤内组织异质性有关。偏度主要反映直方图分布的不对称程度，是一项反映肿瘤异质性的重要指标[14]。本研究中，精原细胞瘤比非精原生殖细胞瘤具有更大的偏度绝对值，这可能是由于入组病例中有29.6%(8/27)的精原细胞瘤体积较大(最大截面直径大于5 cm)，病变中心可见坏死成分，增强扫描时呈明显不均匀强化，具有较大的异质性。

2组间均值、峰度、第50百分位数、第90 百分位数差异无统计学意义，综合分析认为这可能与本研究中睾丸非精原生殖细胞瘤包含的细胞种类较多有关。

本研究具有一定的局限性。第一，该研究是回顾性研究，研究数据主要是睾丸精原细胞瘤与非精原生殖细胞瘤，对于非精原生殖细胞瘤未进行进一步的分类型分析。第二，该研究病例数较少，还需要大样本的数据验证。

综上所述，增强T1WI全域灰度直方图的变异度对睾丸精原细胞瘤和非精原生殖细胞瘤的鉴别诊断效能较高，具有较好的临床应用价值，可用于睾丸肿瘤的诊断及鉴别诊断。