常规MRI分形参数预测成人2-3级弥漫性胶质瘤IDH1突变状态的研究.pdf

影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑窑中枢神经系统影像学窑常规 MRI 分形参数预测成人 2耀3 级弥漫性胶质瘤IDH1 突变状态的研究王玉瑶张瑾乔书琪杨洋胡玉川颜林枫崔光彬揖摘要铱目的评估常规 MRI 分形参数预测成人 2耀3 级弥漫性胶质瘤异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变状态的效能。方法回顾性分析我院 2017 年 2 月2019 年 4 月经手术及活检病理证实为 2耀3 级弥漫性胶质瘤且 IDH1 突变状态明确的 151 例患者临床及影像资料，其中 IDH1 突变型（IDH1mut）118 例，IDH1 野生型（IDH1wt）33 例。所有患者术前两周内采集平扫 MRI。两名放射科医师基于液体衰减反转恢复（FLAIR）图像完成全肿瘤兴趣区勾画，利用 Image J 及 FracLac 插件提取该区域的分形维数（FD）及空隙度（LAC）参数，并采用 Mann-Whitney U 检验比较两组间分形参数差异。采用组内相关系数（ICC）评价两名医师提取定量参数的观察者内及观察者间一致性。二元 Logistic 回归用于构建联合参数（FD+LAC）诊断模型。利用受试者工作特征（ROC）曲线评价不同参数/模型诊断效能。不同参数/模型效能比较采用 DeLong 检验。结果FD、LAC 参数的观察者内及观察者间一致性均较好（ICC 均跃0.8）。IDH1wt 组 FD 值（1.274）及 LAC 值（0.434）中位数均高于 IDH1mut 组（FD：1.192；LAC：0.370），差异具有统计学意义（P 均约0.001）。ROC 分析结果显示，FD、LAC 及联合参数模型（FD+LAC）在预测成人 2耀3 级弥漫性胶质瘤 IDH1 突变状态曲线下面积为 0.818、0.860、0.903，敏感度为 0.780、0.822、0.805，特异度为 0.818、0.788、0.849。结论基于常规 MRI 的分形分析参数有助于预测成人 2耀3 级弥漫性胶质瘤 IDH1 突变状态。联合参数模型（FD+LAC）具有良好的诊断效能。揖关键词铱磁共振成像；分形维数；空隙度；弥漫性胶质瘤；异柠檬酸脱氢酶 1揖中图分类号铱R445.2；R739.41揖文献标识码铱A揖文章编号铱1005-8001(2024)02-0120-08Study of conventional MRI fractal parameters in predicting IDH1 mutation status of adult grade 2-3 diffuse gliomasWANGYuyao,ZHANG Jin,QIAO Shuqi,YANG Yang,HU Yuchuan,YAN Linfeng,CUI Guangbin.Department of Radiology,The SecondAffiliated Hospital of Air Force Military Medical University,Shaanxi 710038,ChinaCorresponding author:CUI Guangbin,Email:揖粤遭泽贼则葬糟贼铱韵遭躁藻糟贼蚤增藻To evaluate the effectiveness of conventional MRI fractal parameters in predicting the isocitratedehydrogenase 1(IDH1)mutation status of adult grade 2-3 diffuse gliomas.MethodsA retrospective analysis of the clinical andMRI data was conducted from 151 patients with pathologically confirmed grade 2-3 diffuse gliomas and IDH1 mutation status ofIDH1 mutant type(IDH1mut:118)and wild type(IDH1wt:33).The entire tumor region of interest(ROI)was delineated on thefluid attenuated inversion recovery(FLAIR)images by two radiologists independently.The fractal dimension(FD)and lacunarity(LAC)parameters of the ROI were extracted using Image J and FracLac plug-ins.Mann-Whitney U test was used to compare thedifferences of these parameters between the two groups.Intraclass correlation coefficient(ICC)was applied to evaluate the intra-observer and inter-observer consistency of quantitative parameters extracted by the two radiologists.Binary logistic regression wasutilized to construct a combined parameter(FD+LAC)diagnostic model.The diagnostic efficacy of different parameters/models wasanalyzed using the receiver operating characteristic(ROC)curve.The DeLong test was performed to compare the efficacy of differentparameters/models.ResultsIntra-and inter-observer reliability was good for FD and LAC parameters(both ICC0.8).The medianFD value(1.274)and LAC value(0.434)of IDH1wt group were both significantly(P0.001)higher than those of IDH1mut group(FD:1.192;LAC:0.370).The areas under ROC curves of the IDH1 mutation status prediction were 0.818 with 78.0%sensitivityand 81.8%specificity for FD,0.860 with 82.2%sensitivity and 78.8%specificity for LAC,and 0.903 with 80.5%sensitivity and84.9%specificity for FD+LAC.ConclusionConventional MRI fractal analysis is useful for predicting IDH1 mutation status in阅韵陨院员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员园园缘原愿园园员援圆园24援02援园07基金项目院国家自然科学基金渊82102127冤曰空军军医大学第二附属医院青年自主创新科学基金渊2023ATDQN014冤作者单位院710038 陕西西安袁空军军医大学附属第二医院放射诊断科通信作者院崔光彬袁Email:120影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤咱1暂遥 WHO 中枢神经系统肿瘤分类标准将胶质瘤分为 1耀4 级咱2暂袁其 中 WHO 2 耀3 级 胶 质 瘤 约 占 全 部 胶 质 瘤 的42.6%遥 既往研究证实基因分型是 2耀3 级弥漫性胶质瘤诊断及预后评估的关键袁 其中异柠檬酸脱氢酶渊isocitrate dehydrogenase袁 IDH冤突变状态袁作为关键的分子标志物袁 与弥漫性胶质瘤预后密切相关咱3暂遥 与 IDH 野生型渊IDH wild袁IDHwt冤相比袁IDH 突变型渊IDH mutant袁IDHmut冤对治疗反应更好袁中位生存期更长咱4暂遥 所以袁明确 2耀3 级弥漫性胶质瘤的 IDH 突变状态具有临床意义遥目前袁 临床评估 IDH 突变状态的金标准为手术或穿刺取材后行病理学检测袁 但其为有创性操作可能引起相应并发症袁亦可能存在取样误差咱5暂遥相比之下袁MRI 作为一种无创的研究工具袁已广泛应用于胶质瘤诊断尧治疗和预后评估遥 近年来袁多模态 MRI 技术渊包括结构及功能 MRI冤和影像组学方法被广泛用于 IDH 突变状态预测咱6-8暂遥相比结构 MRI袁功能 MRI 能够提供多种成像参数来量化病变的病理生理特点袁 但其后处理相对耗时且缺乏统一的诊断阈值咱9,10暂遥 而影像组学研究易受如图像标准化尧特征降维及模型选择等多种因素干扰袁并且组学特征潜在的生物学意义尚未完全阐明咱11暂遥分形分析用以表征物体形态复杂性及内部异质性咱12暂袁已广泛应用于生物学和医学领域袁其常用参数为分形维数渊fractal dimension袁FD冤和空隙度渊lacunarity袁LAC冤遥 在中枢神经系统成像研究中袁这些参数常用于表征皮层复杂性咱13暂尧颅内肿瘤的鉴别咱14暂和肿瘤分级咱15暂等袁但是胶质瘤基因分子分型预测的相关研究尚缺乏遥因此袁本研究旨在探讨基于常规 MRI 的分形分析策略预测 2耀3 级弥漫性胶质瘤的 IDH1 突变状态袁从而为胶质瘤个体化治疗方案制定提供理论依据遥1资料与方法1.1一般资料回顾性搜集 2017 年 2 月要2019 年 4 月在空军军医大学第二附属医院经手术或活检病理证实为 2耀3 级弥漫性胶质瘤患者的临床病理及 MRI资料遥 纳入标准院1)18 周岁以上袁病理证实为 2耀3级弥漫性胶质瘤且 IDH 突变状态明确曰2)MR 检查前未接受过手术尧放化疗尧激素治疗或穿刺活检曰3)术前 14 d 内行头颅平扫及增强 MR 检查遥 排除标准院1)图像伪影较重袁影响病灶观察曰2)病灶长径小于 1 cm遥 最终纳入 151 例患者袁其中 IDHmut组 118 例咱男 73 例袁女 45 例袁年龄 20耀63 岁袁平均渊42.3依9.71冤岁暂袁IDHwt 组 33 例咱男 18 例袁女 15例袁年龄 22耀77 岁袁平均渊50.09依15.96冤岁暂遥 IDH突变状态检测采用 Sanger 测序技术袁IDH 突变型均为 IDH1-R132H 突变袁其中星形细胞瘤 80 例袁少突胶质细胞瘤 38 例遥 本研究遵守叶赫尔辛基宣言曳袁经空军军医大学唐都医院伦理委员会批准渊批准文号院TDLL-20151013冤袁免除受试者知情同意遥1.2扫描设备采用 GE 3.0 T Discovery MR 750 超导型磁共振扫描仪联合 8 通道相控阵线圈行头部 MRI 扫描遥 扫描序列及参数院横轴位 T1WI渊TR 1750 ms袁TE 24 ms袁层厚 5 mm袁层间距 1.5 mm袁视野 24 cm伊24 cm袁矩阵 256伊256冤曰横轴位 T2WI渊TR 4247 ms袁TE 93 ms袁层厚 5 mm袁层间距 1.5 mm袁视野 24 cm伊24 cm袁矩阵 512伊512冤曰矢状位 T2WI渊TR 4338 ms袁TE 96 ms袁 层厚 5mm袁 层间距 1mm袁 视野 24cm伊24cm袁 矩阵 384伊384冤遥 轴位液体衰减反转恢复渊fluid attenuated inversion recovery袁FLAIR冤 渊TR8400 ms袁TE 145 ms袁层厚 5 mm袁层间距 1.5 mm袁视野 24 cm伊24 cm袁矩阵 256伊256冤遥 经肘静脉注射钆对比剂渊0.1 mmol/kg冤后袁重复扫描三平面 T1WI序列渊参数同上冤袁得到 T1WI/C 序列遥1.3图像分析将所有患者影像资料进行匿名化袁 以医学数字成像和通信格式存储遥 两位放射科医师 渊医师A尧B 分别具有 7尧9 年脑肿瘤诊断经验冤袁在不知晓最终分类结果的前提下独立完成全肿瘤兴趣区渊region of interest袁ROI冤手动分割遥 具体分割细则院采用开源软件 ITK-SNAP渊4.0.1 版本曰http:/itk-snap.org冤在轴位 FLAIR 图像上沿肿瘤高信号外缘grade 2-3 diffuse gliomas of adults.The combined parametric FD+LAC model shows greater diagnostic effectiveness compared toindividual parameters.揖运藻赠 憎燥则凿泽铱 Magnetic resonance image;Fractal dimension;Lacunarity;Diffuse gliomas;Isocitrate dehydrogenase 1121影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑图 1女，51 岁，WHO 2 级，IDH1 野生型星形细胞瘤。a)轴位 FLAIR原始图；b)转化后 8 bit 肿瘤全域灰阶图；c)肿瘤全域二值化图；d)肿瘤全域轮廓图。图 2男，33 岁，WHO2 级，IDH1 突变型星形细胞瘤。a)轴位 FLAIR 原始图；b)转化后 8 bit 肿瘤全域灰阶图；c)肿瘤全域二值化图；d)肿瘤全域轮廓图。图 3女，29 岁，WHO 3 级，IDH1 突变型星形 细 胞 瘤。a)轴 位 FLAIR 原始图；b)转化后 8 bit 肿瘤全域灰阶图；c)肿瘤全域二值化图；d)肿瘤全域轮廓图。图 4男，27 岁，WHO 3 级，少突胶质细胞瘤。a)轴位 FLAIR 原始图；b)转化后 8 bit肿瘤全域灰阶图；c)肿瘤全域二值化图；d)肿瘤全域轮廓图。逐层手动勾画遥 采用 Matlab 软件袁 基于勾画的ROI袁于 FLAIR 序列抠取肿瘤全域遥采用开源软件 Image J渊http:/imagej.nih.gov/ij/冤和内置插件 FracLac 对分割后图像进行分形分析遥首先将所有分割后 16 bit 灰阶图像转化为 8 bit灰 阶图像袁 并进行二值化处理袁 算法设置为野Phansalkar冶咱16暂遥 二值化后采用 野标准 Sobel 滤波器冶提取肿瘤轮廓咱17暂袁基于二值图像的计盒计数方1b1a1c1d2b2a2c2d3b3a3c3d4b4a4c4d122影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑法计算肿瘤轮廓 FD 及肿瘤全域 LAC渊图 1耀4冤遥具体参数设置院 网格内的框大小设置为最小 1 像素到最大图像尺寸的 45%袁网格位置为 12 个袁计算每个网格位置对应 FD 和 LAC 值袁 取其平均值作为病变横轴位 FD 和 LAC 值遥 最后袁逐层计算所有病变层面的分形参数并取其平均值作为该患者最终 FD 和 LAC 值袁 最终结果取两位医师测量结果的平均值遥为评估分形参数的观察者内一致性袁经过 3 个月洗脱期后袁高年资医师 B 随机抽取 30 例患者再次进行肿瘤分割及分形参数提取遥1.4统计分析采用 SPSS 26.0 及 MedCalc 15.0 软件进行统计学分析遥 采用 Shapiro-Wilk 和 Levene 检验评估计量资料的正态性及方差齐性袁 符合正态分布的资料以 曾 依 泽 表示袁两组间均数比较采用独立样本t 检验袁多组间均数比较采用方差分析遥 不符合正态分布的资料以 M渊Q1袁Q3冤表示袁两组间均数比较采用 Mann-Whitney U 检验袁多组间均数比较采用 Kruskal-Wallis H 检验遥 计数资料以频数表示袁组间的比较采用 字圆检验或 Fisher 精确概率法遥 组内相关系数渊intraclass correlation coefficient袁ICC冤用于评估分形参数的观察者内和观察者间一致性遥 利用二元 Logistic 回归构建联合参数渊FD+LAC冤诊断模型遥 通过受试者工作特征渊receiver operatingcharacteristic袁ROC冤曲线下面积渊area under curve袁AUC冤评估单一参数及联合参数模型的诊断效能遥不同参数/模型的 AUC 比较采用 DeLong 检验遥 P约0.05 认为差异有统计学意义遥2结果2.1一般资料本研究共纳入 151 例患者袁 其中袁 IDH1wt 组33 例袁IDH1mut 组 118 例遥 如表 1 所示袁IDH1mut组发病年龄咱渊42.3依9.71冤岁暂低于 IDH1wt 组咱渊50.09依15.96冤岁暂袁差异有统计学意义渊t=2.67袁 P=0.01冤遥IDH1mut 组更好发于额叶袁 额叶占比为 70.3%袁IDH1wt 组额叶占比为 36.4%袁 差异有统计学意义渊字2=18.15袁P约0.001冤遥 IDH1mut 组组织级别更低袁WHO 2 级占比 70.3%袁IDH1wt 组 WHO 2 级占比39.4%袁差异有统计学意义渊字2=10.66袁P=0.001冤遥性别与肿瘤体积在两组间差异均无统计学意义渊P跃0.05冤遥两名诊断医师提取的 FD 及 LAC 参数具有较好的观察者内及观察者间一致性袁 其ICC 值分别为观察者内渊0.869尧0.930冤渊P0.001冤尧观察者间渊0.855尧0.946冤渊P0.001冤遥2.22耀3 级弥漫性胶质瘤不同 IDH1 突变状态组间 FD 及 LAC 值比较对 所 有 2 耀3 级 弥 漫 性 胶 质 瘤 进 行 分 析 袁IDH1wt 组 FD 值渊1.274冤与 LAC 值渊0.434冤中位数大于 IDH1mut 组渊FD院1.192曰LAC院0.370冤袁差异有统计学意义渊P0.001冤渊表 2尧图 5冤遥 IDH1mut 组内星形细胞瘤与少突胶质细胞瘤间 FD 与 LAC 值差异无统计学意义渊P跃0.05冤渊图 5冤遥2.3亚组分析2.3.12耀3 级弥漫性胶质瘤中同一病理类型不同组织级别胶质瘤间 FD 与 LAC 值比较对 2耀3 级弥漫性胶质瘤中三种不同病理类型的 WHO 2 级与 3 级胶质瘤 FD 与 LAC 值进行比较袁三个病理类型中 WHO 2 级与 WHO 3 级两组间FD 与 LAC 值差异无统计学意义渊P跃0.05冤渊表 3冤遥2.3.22耀3 级弥漫性胶质瘤中同一组织级别不同病理类型间 FD 与 LAC 值比较对所有 2耀3 级弥漫性胶质瘤按组织级别进行分层分析袁 两个亚组中 IDH1 野生型星形细胞瘤FD 值及 LAC 值均不同程度高于 IDH1 突变型星形细胞瘤及少突胶质细胞瘤袁 有统计学差异遥年龄/岁性别男（%）女（%）发生部位额叶（%）颞岛叶（%）顶枕叶（%）组织级别WHO 2 级（%）WHO 3 级（%）病理类型星形细胞瘤少突胶质细胞瘤肿瘤体积/cm350.09依15.9618（54.5）15（45.5）12（36.4）16（48.5）5（15.1）13（39.4）20（60.6）33269.73依271.8342.3依9.7173（61.9）45（38.1）83（70.3）33（28.0）2（1.7）83（70.3）35（29.7）8038262.42依193.112.670.5818.1510.660.150.010.450.0010.0010.886表 1临床及病理基线资料表参数IDH1 野生型（n=33）IDH1 突变型（n=118）t/字2P 值注院IDH1 为异柠檬酸脱氢酶 1遥123影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑参数FD M（Q1，Q3）LAC M（Q1，Q3）IDH1 野生型（n=33）1.274（1.250，1.333）0.434（0.400，0.504）IDH1 突变型（n=118）1.192（1.165，1.240）0.370（0.344，0.394）P 值0.0010.001表 2IDH1 野生型与 IDH1 突变型 2耀3 级弥漫性胶质瘤间分形参数值比较表 3同一病理类型不同组织级别 2耀3 级弥漫性胶质瘤间分形参数值比较参数IDH1 野生型星形细胞瘤渊n=33冤WHO 2 级渊n=13冤WHO 3 级渊n=20冤IDH1 突变型星形细胞瘤渊n=80冤WHO 2 级渊n=54冤WHO 3 级渊n=26冤少突胶质细胞瘤渊n=38冤WHO 2 级渊n=29冤WHO 3 级渊n=9冤FD咱M渊Q1袁Q3冤暂1.260渊1.228袁1.338冤1.278渊1.253袁1.311冤1.183渊1.165袁1.243冤1.201渊1.180袁1.240冤1.196渊1.166袁1.230冤1.154渊1.146袁1.219冤P 值0.7300.3770.080LAC咱M渊Q1袁Q3冤暂0.476渊0.406袁0.520冤0.419渊0.389袁0.476冤0.371渊0.344袁0.394冤0.378渊0.358袁0.399冤0.362渊0.337袁0.386冤0.371渊0.337袁0.382冤P 值0.1180.4410.686图 5不同 IDH1 突变状态及不同病理类型 2耀3 级弥漫性胶质瘤 FD、LAC 比较的小提琴图。a)、d)不同 IDH1 突变状态 2耀3 级弥漫性胶质瘤间 FD 及 LAC 比较的小提琴图；b)、e)以组织级别分层，不同病理类型弥漫性胶质瘤间 FD 及LAC 比较的小提琴图；c)、f)不同病理类型 2耀3 级弥漫性胶质瘤间 FD 及 LAC 比较的小提琴图。注：FD 为分形维数，LAC 为空隙度，*代表 P约0.01，*代表 P约0.001，*代表 P约0.0001，NS 代表差异无统计学意义。IDH1 突变型星形细胞瘤与少突胶质细胞瘤 FD 与LAC 值差异在两个亚组内均无统计学意义渊P跃0.05冤渊表 4袁图 5冤遥2.4不同参数/模型诊断效能分析与比较如表 5 及图 6 所示袁ROC 曲线分析结果显示袁单一参数诊断时袁LAC 预测 IDH1 突变状态的诊断效能优于 FD袁其 AUC 分别为 0.860渊95%CI院0.794耀0.911冤及 0.818渊95%CI院 0.747耀0.876冤遥采用联合参数模型渊FD+LAC冤 时袁 其诊断效能最高袁AUC为0.907渊95%CI院0.849耀0.948冤遥DeLong 检 验 结 果 提示院FD 与 LAC 参数的 AUC值差异无统计学意义渊Z=0.728袁P=0.467冤遥 联合模型渊FD+LAC冤的 AUC 值高于LAC渊Z=2.061袁P=0.039冤及FD渊Z=2.302袁P=0.021冤袁差异有统计学意义遥3讨论2耀3 级弥漫性胶质瘤在临床诊疗过程中袁 根据IDH 突变状态的不同袁其所选择的治疗方案及预后结局存在明显差异袁 因此无创预测其突变状态具有重要临床意义咱18,19暂遥 本研究基于常规 MRI 的分形分析发现袁 与IDH1mut 组相比袁IDH1wt 组 2耀3 级弥漫性胶质瘤具有更高的FD 及 LAC 值遥 在 IDH1 突变状态预测方面袁联合模型渊FD+LAC冤的预测效能优于单一参数 FD 或LAC遥本研究采用分形分析方法主要基于以下两方面因素院首先袁分形分析的核心为分形几何袁与传统欧式几何不同袁分形几何可以量化评估无标度尧无特征长度的不规则图形或物体的形态特征袁已5b5a5d5c5f5e124影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑参数/模型FDLACFD+LACAUC（95%CI）0.818（0.747耀0.876）0.860（0.794耀0.911）0.907（0.849耀0.948）P 值0.0010.0010.001截断值1.2440.399敏感度（%）77.9782.2080.51特异度（%）81.8278.7984.85表 5不同参数/模型预测 IDH1 突变状态的 ROC 曲线分析表 4同一组织级别不同病理类型 2耀3 级弥漫性胶质瘤间分形参数值比较参数WHO 2 级胶质瘤渊n=96冤IDH1 野生型星形细胞瘤渊n=13冤IDH1 突变型星形细胞瘤渊n=54冤少突胶质细胞瘤渊n=29冤WHO 3 级胶质瘤渊n=55冤IDH1 野生型星形细胞瘤渊n=20冤IDH1 突变型星形细胞瘤渊n=26冤少突胶质细胞瘤渊n=9冤FD咱M渊Q1袁Q3冤暂1.260渊1.228袁1.338冤1.183渊1.165袁1.243冤1.196渊1.166袁1.230冤1.278渊1.253袁1.310冤1.201渊1.180袁1.240冤1.154渊1.146袁1.219冤P 值0.0040.001LAC咱M渊Q1袁Q3冤暂0.476渊0.406袁0.520冤0.371渊0.344袁0.394冤0.362渊0.337袁0.386冤0.419渊0.389袁0.476冤0.378渊0.358袁0.399冤0.371渊0.337袁0.382冤P 值0.0010.001广泛应用于日常生产尧生活及医学研究领域中咱20,21暂遥其次袁恶性肿瘤由于其瘤细胞分布的空间异质性袁宏观表征为不同复杂度和不规则度的几何形状咱22暂遥Torres Hoyos 等咱23暂关于胶质瘤生长动力学的研究也证实胶质瘤与宿主交界面的几何形状符合分形几何遥 此外袁FLAIR 序列对于肿瘤边界显示最佳袁基于 FLAIR 序列勾画肿瘤全域可以包含尽量多的肿瘤异质性信息咱24暂遥因此袁采用分形分析的方法对胶质瘤肿瘤全域复杂几何形状进行研究袁 可能对于对其生长模式及侵袭性的预测有重要意义遥FD 是一个描述分形物体对空间填充程度的统计量袁 打破了传统欧式几何维数必须是整数的限制袁 从 Hausdorff 测度角度引入维数袁将维数的范围由整数扩大到分数袁从而可以更准确地定量评估物体几何复杂度和表面粗糙度咱20暂遥 本研究发现IDH1mut 组 2 耀3 级 弥 漫性胶质瘤的 FD 中位数低于IDH1wt 组袁提示野生型弥 漫性胶质瘤形态更不规则遥 与本研究结果一致袁Maeda 等咱25暂回顾性分析13例 2耀3 级星形细胞瘤的11C-蛋氨酸渊11C-methio鄄nine袁11C-MET冤PET-CT 图像袁 基于肿瘤最大截面的代谢图像进行兴趣区勾画及 FD 值提取袁结果发现 IDH1wt 组 2耀3 级星形细胞瘤的 FD 值高于 IDHmut 组袁 提示野生型 2耀3级星形细胞瘤代谢图像更不规则遥 同样袁 在一项228例手术对 WHO 2 级胶质瘤的总生存期影响的回顾性研究发现袁 约 30.4%的 IDHwt 组胶质瘤表现为形态不规则的胶质瘤病样生长方式咱26暂遥 出现上述结果可能的原因是袁IDHwt 组弥漫性胶质瘤侵袭性更强袁 肿瘤细胞在神经纤维束的各个维度浸润程度不同袁 从而宏观表征为不规则的形态外观咱27暂遥 在脑膜瘤分形分析研究中袁Won 等咱28暂研究发现袁与端粒逆转录酶启动子野生型相比袁突变型WHO 2 级脑膜瘤具有更高的 FD 值袁 提示其异质性更显著袁形态更不规则袁侵袭性更强遥 与 Won 等研究结果一致袁Friconnet 等咱17暂也证实 FD 值增高与侵袭性脑膜瘤的脑实质侵犯密切相关遥 因此袁FD 值可以量化评估肿瘤的不规则性袁 高 FD 值与更显著的异质性和更高的侵袭性相关遥LAC 作为分形分析的另一重要参数袁主要用于描述物体填充空间的方式袁是物体平移或旋转不变性的定量指标咱29暂遥LAC 越小的几何对象袁在一定尺度下不同部分间的相似性越高袁即平移不变袁也就越均质遥 因此 LAC 也被认为是对几何对象不均匀性或者纹理分布的一个尺度依赖的度量咱29,30暂遥本研究发现 IDH1wt 组 2耀3 级弥漫性胶质瘤的LAC 值高于 IDH1mut 组袁 提示 IDH1wt 组 2耀3 级弥漫性胶质瘤异质性更显著遥与本研究结果类似袁图 6FD、LAC 及联合参数模型（FD+LAC）ROC 曲线。125影像诊断与介入放射学 圆园24 年第 33 卷第 2 期窑窑既往多项纹理特征预测 2耀3 级弥漫性胶质瘤IDH突变状态的研究已证实咱31,32暂袁与 IDHwt 组相比袁IDHmut 组的 2耀3 级弥漫性胶质瘤具有更高的均质性及像素相关性遥 尽管 Maynard 等咱33暂研究提示袁与 IDHwt 组 2耀3 级弥漫性胶质瘤相比袁IDHmut 组出现囊变与钙化比率更高袁图像信号更不均质遥但是袁视觉评估的图像信号不均匀性仅是主观描述的灰度图像的数据分布袁 而实际数据在图像上变化的范围和频率无法定量评估遥相比之下袁LAC 参数是量化病变异质性的更优参数咱34暂遥 与本研究结果类似袁Liu 等咱14暂利用分形分析方法鉴别颅内原发性中枢神经系统淋巴瘤与胶质母细胞瘤袁 发现尽管视觉评估发现胶质母细胞瘤信号更不均匀袁 常存在坏死区袁但坏死显著降低了病变的旋转不变性袁从而使胶质瘤母细胞瘤 LAC 值低于淋巴瘤遥 综上所述袁 与 IDH1wt 组相比袁IDH1mut 组 2耀3 级弥漫性胶质瘤具有更小的异质性袁纹理特征更均匀遥本研究亚组分析的两个主要发现院首先袁同一病理类型的不同组织级别间分形分析参数无统计学差异袁即使按照组织级别进行分层分析袁IDH1wt星形细胞瘤 FD 及 LAC 值均高于 IDH1mut 星形细胞瘤及少突胶质细胞瘤的结论依然成立袁 这提示组织级别并非导致分形参数差异的因素袁而 IDH1突变状态可能是决定肿瘤侵袭性及内部异质性关键因素遥 其次袁 在 IDH1mut 组的 2耀3 级弥漫性胶质瘤亚组中袁IDH1mut 星形细胞瘤与少突胶质细胞瘤的分形参数无统计学差异袁 提示这两种病理类型间可能具有相似的复杂度及异质性遥在预测 IDH1 突变状态方面袁ROC 曲线分析结果提示 FD 及 LAC 均获得了较好的诊断效能袁其 AUC 分别为 0.818尧0.860遥 当联合 FD 及 LAC进行模型构建后袁 联合模型诊断效能进一步提升渊AUC=0.907冤袁 这可能提示多角度量化肿瘤的结构复杂性及内部异质性有助于提升预测效能遥本研究存在以下局限性院第一袁本研究为单中心回顾性研究袁样本量相对较小曰第二袁手动勾画ROI 相对比较耗时袁 后续可以尝试自动或半自动分割方法曰第三袁部分病理诊断是基于活检取材袁存在取样误差遥综上所述袁FD 及 LAC 两个分形参数可以独立预测 2耀3 级弥漫性胶质瘤 IDH1 突变状态袁 当二者联合时诊断效能最高袁 有望为临床医生治疗决策制定提供理论依据遥4参考文献SCHAFF L R,MELLINGHOFF I K.Glioblastoma and otherprimary brain malignancies in adults:a review咱J暂.JAMA,2023,329(7):574-587.LOUIS D N,PERRY A,WESSELING P,et al.The 2021 WHOClassification of Tumors of the Central Nervous System:asummary咱J暂.Neuro Oncol,2021,23(8):1231-1251.BERZERO G,DI STEFANO A L,RONCHI S,et al.IDH-wildtypelower-gradediffusegliomas:theimportanceof histologicalgrade and molecular assessment for prognostic stratification咱J暂.Neuro Oncol,2021,23(6):955-966.TESILEANU C M S,VALLENTGOED W R,SANSON M,et al.Non-IDH1-R132HIDH1/2mutationsareassociatedwithincreasedDNAmethylationandimprovedsurvivalinastrocytomas,compared to IDH1-R132H mutations咱J暂.Acta Neuropathol,2021,141(6):945-957.RICHE M,AMELOT A,PEYRE M,et al.Complications afterframe-based stereotactic brain biopsy:a systematic review咱J暂.Neurosurg Rev,2021,44(1):301-307.GUO D,JIANG B H.Noninvasively evaluating the grade andIDH mutation status of gliomas by using mono-exponential,bi-exponential diffusion-weighted imaging and three-dimensionalpseudo-continuous arterial spin labeling咱J暂.Eur J Radiol,2023,160:110721.XING Z,YANG X,SHE D,et al.Noninvasive assessment ofIDH mutational status in World Health Organization grade IIand III astrocytomas using DWI and DSC-PWI combined withconventional MR imaging咱J暂.Am J Neuroradiol,2017,38(6):1138-1144.XU Z W,KE C,LIU J,et al.Diagnostic performance betweenMR amide proton transfer(APT)and diffusion kurtosis imaging(DKI)in glioma grading and IDH mutation status prediction at3 T咱J暂.Eur J Radiol,2021,134:109466.WANG N,XIE S Y,LIU H M,et al.Arterial spin labeling forglioma grade discrimination:correlations with IDH1 genotypeand 1p/19q status咱J暂.Transl Oncol,2019,12(5):749-756.张萌,耿瑞雯,白源,等.动脉自旋标记和扩散张量成像评估脑胶质瘤 IDH1 基因表型的价值研究咱J暂.磁共振成像,2023,14(10):58-64.PARK J E,KIM D,KIM H S,et al.Quality of science andreportingofradiomicsinoncologicstudies:roomforimprovement according to radiomics quality score and TRIPODstatement咱J暂.Eur Radiol,2020,30(1):523-536.DI IEVA A,ESTEBAN F J,GRIZZI F,et al.Fractals in theneurosciences,PartII:clinicalapplicationsandfutureperspe