Eur J Radiol：SyMRI直方图分析在头颈部鳞状细胞癌中的应用

头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是最常见的恶性肿瘤之一，在中国每年有超过52000个癌症新病例和25800例死亡。酒精、烟草和人乳头瘤病毒（HPV）感染是典型的病因学因素，超过50%的HNSCC患者被诊断为区域性晚期或远处转移。多种治疗方式的结合，如手术、化疗和放疗是晚期患者的典型治疗方法。<50 %的HNSCC患者存活时间超过5年。据报道，组织学等级与生存和预后相关，其他参数如p16、Ki-67、表皮生长因子受体（EGFR）和p53状态也与预后和不同的肿瘤行为有关。

影像学表现可以提供有关肿瘤扩散程度的解剖细节，并描述肿瘤行为和微观结构的特征。凭借出色的软组织对比度，MRI在临床实践中发挥了重要作用，但对这些图像的解释是主观的，取决于读者的经验及判断。最近，合成磁共振成像（SyMRI）是一种新兴的定量技术，其优势在于可以同时生成功能信息，如纵向和横向弛豫时间（T1和T2）和质子密度（PD）以及形态信息，包括在一次扫描中的多个序列，如T1加权成像（T1WI）、T2加权成像（T2WI）和质子密度加权成像（PDWI）。SyMRI的定量参数已被应用于肿瘤学领域的诊断、组织学等级和基因表达。

直方图分析可以捕捉到反映肿瘤特征的定量信息，这些信息对放射科医生来说是不直观的。这种方法具有良好的可重复性，而且相对更容易理解和实施。从动态增强MRI（DCE-MRI）、传统的T1WI/T2WI和扩散加权成像（DWI）得出的直方图参数与HNSCC的蛋白质表达生物标志物（包括Ki-67和EGFR状态）明显相关。此外，CT和功能性MRI衍生参数在组织学分化等级方面也表现出不同的性能。据我们所知，直方图分析结合SyMRI还没有应用于HNSCC。

近日，发表在Eur J Radiol杂志的一项研究探讨了从SyMRI获得的直方图参数（包括T1、T2和PD图）与HNSCC的组织学等级和p16、Ki-67、EGFR和p53表达状态之间的相关性。

共有61名经组织学证实的原发性HNSCC患者被前瞻性地纳入研究范围。使用Spearman分析法分析了SyMRI的直方图参数（T1、T2和质子密度（PD）图）与组织病理学因素之间的相关性。利用Mann-Whitney U检验或Student's t检验来区分组织学等级和人类乳头瘤病毒（HPV）状态。使用ROC曲线和留一交叉验证（LOOCV）来评估区分性能，并采用Bootstrapping方法以避免过度拟合。 

几个直方图参数与组织学等级相关：T1 maps（r = 0.291）和PD maps（r = 0.294 - 0.382/-0.343），以及PD_75th Percentile显示出最高的区分性能（AUC： 0.721（ROC）和0.719（LOOCV））。在p16状态和直方图参数之间发现了中等程度的负相关：T1（r = -0.587 -0.390）、T2（r = -0.649 -0.357）和PD maps（r = -0.537 -0.338）。在区分HPV感染方面，熵是每个图中最具鉴别力的参数，T2_熵显示出最高的诊断性能（AUC：0.851[ROC]和0.851[LOOCV]）。此外，几个直方图参数与Ki-67（r = -0.379/-0.397）、表皮生长因子受体（EGFR）（r = 0.318/0.322）状态和p53（r = 0.452 - 0.665/-0.607）状态相关联。 

图 来自一名33岁的男性OSCC患者的具有代表性的SyMRI（a-d）和病理图像（e-i）。(a) 沿着SyMRI的T2WI上的肿瘤边界手动绘制ROI；图(a)中同一水平的T1(b)、T2(c)和PD maps(d)。病理图（×100放大）显示1级（e），p16（-，f），Ki-67（60 %，g），EGFR（2+，h）和p53（-，i）

本项研究表明，从SyMRI得出的直方图参数可作为一种潜在的用于判别相关组织病理学特征的影像学指标，包括组织学分化等级、HPV感染、Ki-67、EGFR和p53状态，为患者的无创术前风险分层及预后评估提供了参考依据。

原文出处：

Fan Yang,Yujie Li,Huizi Lei,et al.Histogram analysis of synthetic magnetic resonance imaging: Correlations with histopathological factors in head and neck squamous cell carcinoma.DOI:10.1016/j.ejrad.2023.110715