Histogram Analysis of Computed Tomography Images for Quantitative Assessment of Gastric Cancer Invasiveness

Abstract

Introduction: To explore the role of computed tomography (CT) texture analysis in predicting T-stage of gastric cancers (GC). Methods: Preoperative enhanced CT images of 110 patients (men: 84, women: 26) with GC were reviewed retrospectively. Regions of interest were manually drawn along the margin of the lesion on the section where it appeared largest on the portal venous CT images, which yielded texture parameters (1, 10, 50, 90, and 99% percentiles; minimum, mean, and maximum norm; variance; skewness, and kurtosis). Correlations between texture parameters and pathological stage were analysed with Spearman’s correlation test. The distributions of all variables were checked with the aid of the Kolmogorov-Smirnov test. The Independent-Samples t-test and the Mann-Whitney U test were used (as appropriate) to compare quantitative data. The chi-squared test was employed to compare qualitative data. The diagnostic performance of CT texture parameters in differentiating different stages was evaluated using receiver operating characteristic analysis. Results: The T4 variance was significantly greater than that of the T1-to-T3 group (p˂0.05). The T4 skewness was significantly lower than that of the T1-to-T3 group (p˂0.05) but the T4 kurtosis significantly higher (p˂0.05). Conclusion: The histogram parameters of CT-TA, especially skewness and kurtosis derived from portal, venous phase CT images, may serve as biomarkers stratifying the risk of serosal invasion (stage-T4) by locally advanced GC. Thus, histogram analysis can be used preoperatively to evaluate serosal invasion.

Amaç: Mide kanserlerinin (MK) T-evresini tahmin etmede bilgisayarlı tomografi (BT) doku analizinin rolünü keşfetmektir. Yöntemler: MK’li 110 hastanın (erkek: 84, kadın: 26) ameliyat öncesi geliştirilmiş BT görüntüleri retrospektif olarak incelendi. İlgi bölgeleri, doku parametreleri (1, 10, 50, 90 ve %99 persentiller; minimum, ortalama ve maksimum norm; varyans; çarpıklık ve basıklık). Doku parametreleri ile patolojik evre arasındaki ilişkiler Spearman korelasyon testi ile analiz edildi. Tüm değişkenlerin dağılımları Kolmogorov-Smirnov testi yardımıyla kontrol edildi. Niceliksel verileri karşılaştırmak için Independent-Samples t-test ve Mann-Whitney U testi (uygun şekilde) kullanıldı. Nitel verileri karşılaştırmak için ki-kare testi kullanılmıştır. Farklı aşamaları ayırt etmede CT doku parametrelerinin tanısal performansı, alıcı işletim karakteristiği analizi kullanılarak değerlendirildi. Bulgular: T4 varyansı, T1-T3 grubuna göre anlamlı derecede daha yüksekti (p˂0,05). T4 çarpıklığı, T1-T3 grubuna göre anlamlı derecede düşüktü (p˂0,05), ancak T4 basıklığı anlamlı derecede yüksekti (p˂0,05). Sonuç: BT doku analizi histogram parametreleri, özellikle portal, venöz faz BT görüntülerinden türetilen çarpıklık ve basıklık, lokal olarak ilerlemiş mide tümörlerinde serozal invazyon riskini (evre-T4) katmanlandıran biyobelirteçler olarak hizmet edebilir. Bu nedenle, histogram analizi, serozal invazyonu değerlendirmek için preoperatif olarak kullanılabilir.