3.0T MRI T2 mapping纹理特征在膝关节骨性关节炎软骨损伤分级中的价值

摘要

目的探究基于3.0 T MRI T2 mapping的纹理特征在膝关节骨性关节炎(keen osteoarthritis,KOA)患者不同程度软骨损伤分级中的诊断性能.材料与方法回顾性分析实验组骨性关节炎患者72个膝关节及对照组健康志愿者22个膝关节.通过矢状位T2 mapping生成T2伪彩图,在T2伪彩图中画取ROI并标记国际软骨修复学会(International Cartilage Repair Society,ICRS)分级,选取ICRS MRI分级与关节镜分级一致的201个关节面图像,采用OK软件提取、分析纹理参数.按7:3的比例随机选取143个关节面图像作为训练集,剩余58个关节面图像作为验证集.对训练集的参数用Spearman及sbf(select by filter)进行特征过滤,用随机森林函数进行特征选择,用ctree建立模型,给出特征在鉴别正常软骨及不同软骨损伤分级中的权重.用曲线下面积(area under the curve,AUC),敏感度、特异度,准确度来评价模型预测正常软骨及不同软骨损伤分级的性能.结果MinLocation、MaxSize及Maximun3DDiameter权重均一致较大,其中MinLocation在各损伤分级中权重均最大,超过0.75.集训集中正常软骨的AUC值为0.91,Ⅰ级损伤的AUC值为0.82,Ⅱ级损伤的AUC值为0.84,Ⅲ级损伤的AUC值为0.88;验证集中正常软骨的AUC值为0.87,Ⅰ级损伤的AUC值为0.74,Ⅱ级损伤的AUC值为0.84,Ⅲ级损伤的AUC值为0.96.AUC最高的是验证集中Ⅲ级损伤软骨,为0.96;其次是训练集中正常软骨,为0.91.无论在训练集还是验证集中都表现出了良好的预测价值.敏感度最高的是训练集中Ⅰ级损伤软骨,为0.83;特异度最高的是训练集中Ⅲ级损伤软骨,为0.98.结论通过T2 mapping提取的纹理参数在不同软骨损伤程度中有较好的鉴别能力.