計算機輔助診斷定量分析表現(xiàn)為磨玻璃樣結(jié)節(jié)的肺原位腺癌與非典型腺瘤樣增生＊

暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院(深圳市人民醫(yī)院)放射科(廣東 深圳 518000)

矯 娜 吳明祥 龔靜山馬 捷 孫黎明

計算機輔助診斷定量分析表現(xiàn)為磨玻璃樣結(jié)節(jié)的肺原位腺癌與非典型腺瘤樣增生＊

暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院(深圳市人民醫(yī)院)放射科(廣東 深圳 518000)

矯 娜 吳明祥 龔靜山馬 捷 孫黎明

目的探討計算機輔助診斷(CAD)定量分析對原位腺癌(AIS)與非典型腺瘤樣增生(AAH)的鑒別診斷價值。方法采用自編軟件對125例經(jīng)CT發(fā)現(xiàn)的磨玻璃樣結(jié)節(jié)進行組織特征分析，比較AIS和AAH在CT直方圖上的差異。結(jié)果AIS組的病灶平均直徑大于AAH組的，但兩者差距無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；AAH組的CT值與CT峰值均明顯小于AIS組，差異具有顯著性意義(P＜0.001)；且CT峰值＜-620,則AAH的可能性更大。直方圖中，若出現(xiàn)雙峰或多峰，可以除外AAH。結(jié)論基于計算機輔助診斷技術(shù)的組織成分分析能很好的鑒別表現(xiàn)為磨玻璃樣結(jié)節(jié)的AAH與AIS。

計算機輔助診斷；磨玻璃樣結(jié)節(jié)；肺腫瘤

隨著影像技術(shù)設(shè)備的快速發(fā)展，尤其是MSCT的廣泛應(yīng)用，使得肺部磨玻璃樣結(jié)節(jié)GGN(ground glass nodules, GGN)的檢出率顯著提高。Henschke[1]等研究發(fā)現(xiàn)，GGN的惡性率甚至高于實性肺結(jié)節(jié)，其中以肺腺癌居多。因此對GGN的正確影像學(xué)評估極為重要。目前表現(xiàn)為GGN的腫瘤性病變主要包括原位腺癌(adenocarcinoma insitu, AIS)、非典型腺瘤樣增生(atypical adenomatous hyperplasis, AAH)，兩者的臨床處理及預(yù)后上有著很大的差別,但其影像鑒別診斷一直是難點。本研究旨在通過計算機輔助診斷技術(shù)對二者CT圖像的組織成分進行定量分析，以期探討基于計算機輔助診斷的定量分析方法對AIS、AAH的鑒別診斷價值，從而為臨床治療及預(yù)后判斷提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 病例資料回顧性分析我院自2002～2014年CT發(fā)現(xiàn)的磨玻璃樣結(jié)節(jié)125例，其中經(jīng)手術(shù)及病理證實為AIS者84例，AAH者41例。病例資料：男51例，女74例；年齡32～78歲，中位年齡為56.3歲。臨床表現(xiàn)為咳嗽、咳痰癥狀者93例，無任何臨床癥狀僅經(jīng)體檢發(fā)現(xiàn)者32例；所有病例均行薄層螺旋CT掃描。

1.2 CT檢查取胸部常規(guī)體位，采用Philips 16層螺旋CT掃描儀，仰臥位，足先進，吸氣后屏氣，掃描范圍從肺尖到肺底；掃描參數(shù)：120KV，160mA，層厚1.25mm，顯示層厚5mm，圖像另重建為顯示層厚1.25mm，間隔0.8mm。采用常規(guī)平掃，不使用對比劑。所有圖像均經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至PACS中。

1.3 圖像分析處理采用自編軟件進行分析處理。自編軟件直接經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由PACS讀取患者的DICOM格式圖像，進行如下處理。

表1 AAH組與AIS組的直方圖類型

圖1 非典型性腺瘤樣增生 表現(xiàn)為局灶性磨玻璃樣陰影，邊緣不規(guī)整呈毛刺樣改變。圖2 其直方圖表現(xiàn)為單峰，CT均值為-553，CT峰值為-698。圖3 分化良好的腺癌，表現(xiàn)為磨玻璃樣結(jié)節(jié)影，病灶中央可疑實性成分；圖4 其直方圖表現(xiàn)為多峰，CT均值為-517，CT峰值為-474。

1.3.1 由1名放射科醫(yī)生在自編軟件的瀏覽窗口觀察圖像，發(fā)現(xiàn)磨玻璃樣結(jié)節(jié)，在CT薄層橫斷位圖像上逐層手工繪制結(jié)節(jié)邊界。

1.3.2 軟件根據(jù)手工繪制的結(jié)節(jié)邊界，自動生成磨玻璃樣結(jié)節(jié)的三維容積CT值數(shù)據(jù)，并自動計算以下組織特征參數(shù)：①基本容積參數(shù)：體積、最小CT值、最大CT值、平均值及25%位數(shù)、50%位數(shù)(中位數(shù))、75%位數(shù)CT值；②生成體素CT值分布的直方圖，并計算其偏度、峰度。③為去除噪音影響，首先對直方圖曲線進行一元多次曲線擬合；然后在擬合曲線的基礎(chǔ)上，計算波峰的數(shù)量、位置、寬度、峰下面積；波峰定義為大于直方圖最大峰的25%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析以上獲得的所有參數(shù)用SPSS 11.5軟件分析，使用X2檢驗，比較AAH組、AIS組兩組間的病灶平均直徑、平均CT值和CT峰值，P＜0.05差距具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

AAH組、AIS組在患者年齡和性別差異上無顯著性意義(P＞0.05)；AIS組的病灶平均直徑約為(16.6±5.3)mm，AAH組的平均直徑約為(9.8±4.3)mm，AIS組的病灶平均直徑大于AAH組的，但兩者差距無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

本研究的圖像組織特征分析軟件顯示AAH的平均CT值為(-695±56)HU，AIS為(-509±71) HU，AAH的平均CT值明顯低于AIS，差異具有顯著性意義(P＜0.001)(圖3、4)。AAH的CT峰值顯示約在(-712±26)HU；而AIS的峰值顯示約在(-514±36)HU。AAH的CT峰值明顯低于AIS，差異具有極顯著性意義(P＜0.001)。

根據(jù)本研究分析軟件得出的直方圖表現(xiàn)，不同的病理類型存在著特異分布的直方圖峰形(圖1、3)。41例AAH患者無一例外均表現(xiàn)為單峰；而AIS組中，18例患者表現(xiàn)為單峰，35例患者表現(xiàn)為雙峰，31例患者表現(xiàn)為多峰；因此若分析軟件得出的直方圖中出現(xiàn)雙峰或多峰，可以考慮AAH可能性較小。

3 討 論

隨著大型影像設(shè)備的發(fā)展，醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像所提供的信息已遠遠超過診斷醫(yī)生肉眼所能判別的范圍，而大量的醫(yī)學(xué)數(shù)字信息被傳統(tǒng)影像學(xué)所摒棄。并且，僅憑肉眼觀察到的病灶形態(tài)、密度及其強化特點等有限的信息，容易造成診斷不清甚至誤診。現(xiàn)代計算機輔助診斷的發(fā)展能很好的彌補人工診斷的不足，醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像組織特征分析就是其中的一個重要方法。

組織特征分析反映的生物學(xué)參數(shù)有助于為AIS與AAH的鑒別診斷提供新的途徑和有用的信息。Ganeshan[2]等通過對非小細胞肺癌CT圖像組織特征分析，提出腫瘤的組織特征參數(shù)與腫瘤的缺氧及血管生成相關(guān)。CT圖像上腫瘤的不均質(zhì)性可以間接反映腫瘤的缺氧，而缺氧是腫瘤拮抗治療和影響生存的重要因素，因此，CT組織特征分析可以為非小細胞肺癌患者的預(yù)后提供有用信息。Austin[3]等在探討肺腺癌2011新分類的放射學(xué)特征中提到對肺磨玻璃病變組織特征分析可能有助于局灶性纖維化、腺瘤樣不典型增生和微侵襲腺癌的鑒別診斷。Aoki[4]等在分析以磨玻璃為主的肺腺癌時，觀察到腫瘤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(實性成分)與腫瘤的分子生物學(xué)參數(shù)相關(guān)，從另一個側(cè)面說明影像學(xué)腫瘤組織特征有可能與腫瘤分子生物學(xué)特征相關(guān)，通過對組織特征的分析有望評價腫瘤的分子生物學(xué)特征，為臨床治療(特別是分子靶向治療)提高指導(dǎo)。本研究利用計算機輔助診斷技術(shù)，獲取病變內(nèi)代表組織密度的CT值信息，并以分布特征、數(shù)學(xué)描述等形式定量反映出來，以期找到AIS與AAH的鑒別診斷依據(jù)。

AAH與AIS的關(guān)系、處理原則 有學(xué)者[5、6]認為AAH是AIS的癌前病變，但至今尚缺乏從AAH細胞演變、發(fā)展為AIS細胞的客觀證據(jù)。Nomori H[7]等提出CT發(fā)現(xiàn)AAH后并非首選手術(shù)切除，而是用高分辨率CT進行隨診復(fù)查，若隨訪2～3年內(nèi)發(fā)現(xiàn)病灶增大、密度增高，則診斷為AIS的可能性大，此時病灶應(yīng)小于2cm，其分期為T1N0M0[8]，此時手術(shù)對治療效果沒有不良影響。肖靜[9]等認為①AAH的直徑通常小于1cm；而AIS通常＞1cm；②AAH多表現(xiàn)為純磨玻璃樣陰影，而AIS多表現(xiàn)為混合磨玻璃樣陰影(混合實性密度影)；③單純磨玻璃樣結(jié)節(jié)中，表現(xiàn)為球形者多考慮為AAH，表現(xiàn)為不規(guī)則形者多為AIS；但對于病灶直徑在1cm左右、磨玻璃樣結(jié)節(jié)中實性成分不明確、似球形病灶但邊緣不規(guī)則等，兩者之間的影像鑒別診斷還是很困難的。本研究顯示對于直徑在1cm左右的沒有明確實性成分的磨玻璃樣結(jié)節(jié)中，AAH的平均CT值及CT峰值均明顯小于AIS的平均CT值及CT峰值，兩者間具有顯著性差異。本研究認為CT峰值能夠更準確的鑒別AAH與AIS，因為CT平均值雖然很容易測得，但其容易受病灶內(nèi)的支氣管、血管等的影響。而CT峰值能更好的除外上述兩者的影響。并且AIS常常混雜有實性成分，所以CT峰值能更好的體現(xiàn)出兩者的區(qū)別。本研究發(fā)現(xiàn)AAH無一例外的表現(xiàn)為單峰，且單峰峰值均＜-620，此特點可能作為兩者的鑒別參考。

綜上所述，基于計算機輔助診斷技術(shù)的組織成分分析能很好的鑒別表現(xiàn)為磨玻璃樣結(jié)節(jié)影的AAH與AIS，主要鑒別點如下：①直方圖中，出現(xiàn)雙峰或多峰，可以除外AAH；②AAH的CT值與CT峰值均明顯小于AIS，且CT峰值＜-620，則AAH的可能性更大。

1. Henschke CI,Yankelevitz DF, Mitcheva R, et al.CT screening for lung cancer: frequency and significance of part-solid and nonsolid nodules. AJR Am J Roentgenol 2002 May;178 (5): 1053-7.

2. Ganeshan B, Goh V, Mandeville HC, et al. Non-Small Cell Lung Cancer: histopathologic correlates for texture parameters at CT. Radiology2013; 266: (1):326-3236.

3. Austin JHM, Garg K, Aberle D, et al. Radiologic implications of the 2011 classification of adenocarcinoma of the lung. Radiology 2013;266(1):62-71.

4. Aoki T, Hanamiya M, Uramoto H, et al. Adenocarcinomas with predominant groundglass opacity: correlation of morphology and molecular biomarkers. Radiology2012;264(2): 590-560.

5. Park CM, Goo JM, Lee HJ,et al. Nodular ground-glass opacity at thin-section CT:histologic correlation and evaluation of change at follow-up. Radiographics 2007 Mar-Apr (2): 391-408.

6. Nomori H, Horio H, Naruke T, et al. A case of multiple atypical adenomatous hyperplasia of the lung detected by computed tomography. Jpn J Clin Oncol. 2001 Oct;31(10):514-6.

7. Nomori H, Ohtsuka T, Naruke T, Suemasu K.Differentiating between atypical adenomatous hyperplasia and bronchioloalveolar carcinoma using the computed tomography number histogram.Ann Thorac Surg 2003 Sep;76 (3): 867-71.

8. Gharagozloo F, Tempesta B,Margolis M,et al.Videoassisted thoracic surgery lobectomy for stage I lung cancer. Ann Thorac Surg 2003 Oct;76 (4): 1009-14; discussion 1014-5.

9. 肖靜,黃勇,吳玉芬,等.表現(xiàn)為磨玻璃密度影的細支氣管肺泡癌與非典型腺瘤樣增生的CT鑒別診斷.臨床放射學(xué)雜志，2013，32:1276.

(本文編輯: 劉龍平)

Computer-aided Differential Diagnosis of Adenocarcinoma Insitu and Atypical Adenomatous Hyperplasis Which Appear as Ground Glass Opacity*

JIAO Na, WU Ming-xiang, GONG Jing-shan,et al．, Department of Radiology, Shenzhen People's Hospital,Shenzhen 518000, P．R．China

ObjectiveTo study the clinical application value of computer-aided diagonosis in differentiating atypical adenomatous hyperplasia from adenocarcinoma insitu．Methods125 cases of ground glass opacity detected by CT were diagonosized by self-designed soft, to compare the difference between AIS and AAH．ResultsThere was no significant difference in lesion size between AIS and AAH (P＞0．05)． The peak and mean CT value of AAH were obviously lower than that of AIS,with significant difference (P＜0．001)． If the peak of CT value＜-620,it was more likely to be AAH． In the CT histogram, doublepeak or multi-peak can except for the possibility of AAH．ConclusionTissue components analysis basede on computer-aided diagonosis can perfectly identify AAH and AIS which appear as ground glass nodules．

Computer-aided Diagonosis; Ground Glass Nodules; Lung Neopalsms

R322.3+5

A

深圳市衛(wèi)生計生系統(tǒng)科研項目（NO：201401008）

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.010

2015-04-20

龔靜山