基于直方图参数量化0～5岁正常儿童常规脑部MRI中侧脑室前后角层面脑发育轨迹的价值

作者：冯章志; 杨凤; 成树亭; 胡晓渝; 孙钰; 杨明^*

来源：中华医学杂志, 2023, 103(27).

• 儿童发育
• 放射学
• 直方图参数
• 脑发育
• 儿童
• 磁共振成像
• 横断面研究

目的探讨基于直方图参数量化0～5岁正常儿童常规脑部MRI中侧脑室前后角层面脑发育轨迹的价值。方法回顾性收集2014年4月至2021年11月在南京医科大学附属儿童医院接受MRI检查的300名0～5岁儿童的三种常规脑MRI数据[表观扩散系数(ADC)图、T1加权成像(T1WI)及T2加权成像(T2WI)], 男154名, 女146名, 年龄[M(Q1, Q3)]35.57(17.98, 50.66)月。以8∶2的比例按照随机序列产生方法分成训练集240名及验证集60名。训练集按年龄分为6组:≤0.5岁组, 24名;>0.5～≤1岁组, 21名;>1～≤2岁组, 31名;>2～≤3岁组, 44名;>3～≤4岁组, 42名;>4～≤5岁组, 78名。用MRIcron软件勾画三种MRI数据中侧脑室前后角层面的全脑作为感兴趣区, 获得灰度直方图及其参数[包括平均值、最大值、最小值、偏度、峰度、众数、方差及10%～95%每间隔5%的百分位数(10th～95th)]。采用组内相关系数(ICC)评价观察者内部及观察者间测量一致性。通过Spearman相关分析及曲线拟合筛选出代表性参数。线性回归系数β表示不同年龄段发育速度。将筛选出的曲线回归模型应用于验证集, 用准确率评价模型的可靠性。结果观察者内部及观察者间直方图参数整体一致性好(ICC>0.800, 均P<0.001)。直方图参数ADC 10th～65th, T1WI 55th～80th及T2WI 10th～45th与年龄相关性较高(∣r∣分别≥0.700、0.600、0.600, 均P<0.001)。ADC 30th及T2WI 10th的拟合优度(R2=0.871、0.873, 均P<0.001)最大。脑发育趋势图显示ADC 30th及T2WI 10th随年龄增长而下降, ADC 30th在2岁前变化较快, 以6个月内下降最为明显, 2岁后下降速度变缓;T2WI 10th在1岁内快速减低, 1岁后速度趋缓。ADC 30th与T2WI 10th的曲线回归模型在验证集中具有较高的准确率[分别为93%(56/60)、95%(57/60)]。结论直方图参数可以量化0～5岁正常儿童常规脑部MRI中侧脑室前后角层面的脑发育轨迹, 并获得反映该年龄段该层面的脑发育生长曲线。

• 单位
  东南大学生物科学与医学工程学院; 南京医科大学