容積生長率與倍增時間在肺小結(jié)節(jié)鑒別診斷中的應(yīng)用研究

葉劍鋒 許茂盛? 喻迎星 孫志超 任聰聰 鄭思思

容積生長率與倍增時間在肺小結(jié)節(jié)鑒別診斷中的應(yīng)用研究

葉劍鋒 許茂盛? 喻迎星 孫志超 任聰聰 鄭思思

目的 比較肺小結(jié)節(jié)三維動態(tài)生長指標(biāo)容積生長率與倍增時間的評價能力，探討容積生長率作為判別結(jié)節(jié)良惡性的評價指標(biāo)的可靠性。方法 回顧性分析經(jīng)病理檢查證實(shí)的肺部小結(jié)節(jié)患者36例，其中男15例，女21例；年齡32～83歲，平均年齡（61±10.7）歲。所有患者均行≥2次肺部CT薄層平掃，圖像重建層厚0.75mm。采用肺結(jié)節(jié)三維分析軟件VCAR進(jìn)行結(jié)節(jié)容積測量，計算容積生長率與倍增時間值。通過受試者工作特征曲線評價其診斷準(zhǔn)確性。結(jié)果 36例結(jié)節(jié)直徑3～19mm，平均直徑（7.3±3.3）mm。惡性結(jié)節(jié)（惡性組）20例，其中腺癌19例、小細(xì)胞癌1例；良性結(jié)節(jié)（良性組）16例，其中錯構(gòu)瘤1例、慢性炎性肉芽腫性病變15例。共122次CT檢查，平均3.4次。經(jīng)VCAR測算2次檢查間結(jié)節(jié)容積，各獲得80個生長率和倍增時間值。容積生長率（%/年）：良性組（-44.8±49.90），惡性組（86.1±54.01）（t=2.10，P=0.038）；倍增時間：良性組（2071.7±2932.61）d，惡性組（543.8±1482.32）d（t=2.09，P=0.040）。容積生長率曲線下面積為0.706，倍增時間曲線下面積為0.701，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（z=-0.064，P=1.051）。結(jié)論 容積生長率與倍增時間均可以作為評價小結(jié)節(jié)生長的手段，但容積生長率更具有優(yōu)勢。

肺小結(jié)節(jié) 容積生長率 倍增時間 肺癌

隨著胸部CT的常規(guī)應(yīng)用和低劑量CT肺癌篩查的開展，檢出肺結(jié)節(jié)越來越小，且缺乏形態(tài)學(xué)特征，病灶的動態(tài)變化成為結(jié)節(jié)管理的重要參數(shù)。直徑是肺小結(jié)節(jié)評估的常用方法 ，但因結(jié)節(jié)較小常不敏感。利用計算機(jī)輔助技術(shù)三維容積測量可顯著提高肺結(jié)節(jié)觀察的準(zhǔn)確性［1］。較多研究針對容積倍增時間（VBT），用以評價腫瘤生長性。而Ko等［2］研究認(rèn)為生長率更加適合評價結(jié)節(jié)的容積變化，且可縮短明確診斷的時間。本文回顧性分析肺小結(jié)節(jié)患者肺部CT薄層平掃影像資料，探討容積生長率作為判別結(jié)節(jié)良惡性評價指標(biāo)的可靠性。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2013年6月至2015年5月本院醫(yī)學(xué)影像科行肺部CT檢查患者36例，男15例，女21例；年齡32～83歲，平均年齡（61±10.7）歲。結(jié)節(jié)直徑3～19mm，平均直徑（7.3±3.3）mm。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）非鈣化肺小結(jié)節(jié)，直徑≤20mm。（2）檢查次數(shù)≥2次，并在圖像數(shù)據(jù)資料庫中存有0.75mm薄層圖像。（3）所有患者均經(jīng)病理檢查證實(shí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）鈣化、空洞結(jié)節(jié)。（2）軟件無法識別分割結(jié)節(jié)。（3）圖像存在偽影干擾。（4）診斷不明確。將入組肺結(jié)節(jié)分為惡性組與良性組。

1.2 方法 （1）CT圖像采集：采用德國Siemens Sensation 64層螺旋CT掃描儀?；颊咭淮纹届o吸氣后屏氣完成全肺掃描，掃描范圍為胸廓入口至橫膈（兩側(cè)肋膈角水平）。掃描參數(shù)為：管電壓120kVp，管電流量120mAs，旋轉(zhuǎn)速度0.33s/圈，螺距1.2，準(zhǔn)直0.6mm×64，矩陣512×512，常規(guī)層厚5mm重建，濾過B70f（肺窗觀察）、B30f（縱隔窗觀察）；用于肺小結(jié)節(jié)分析薄層重建層厚為0.75mm，濾過B30f。（2）圖像后處理：由一名工作經(jīng)驗(yàn)＞5年的影像科醫(yī)師經(jīng)過培訓(xùn)后，在GE AW2.0工作平臺上，利用VCAR軟件進(jìn)行結(jié)節(jié)容積三維測量，得到容積數(shù)據(jù)、經(jīng)線數(shù)值等（見圖1）。（3）生長率及倍增時間的計算方法 生長率的計算公式如下：GR=（V2-V1）/V1（T2-T1）×100%，其中V1、V2代表前后兩次所測容積，T2-T1代表前后兩次檢查間隔時間。倍增時間的計算公式：DT=（T2-T1）×log 2/log（V2/V1）。

圖1 肺小結(jié)節(jié)容積CT測量

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件。計量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計數(shù)資料采用Pearsonχ2檢驗(yàn)，當(dāng)＜1時采用Fisher確切概率法，采用受試者工作特征曲線（ROC）分析容積生長率與倍增時間的診斷效能，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

36例肺小結(jié)節(jié)，惡性結(jié)節(jié)20例，其中腺癌19例，小細(xì)胞癌1例；良性結(jié)節(jié)16例，其中錯構(gòu)瘤1例，慢性炎性肉芽腫性病變15例。惡性組小結(jié)節(jié)容積90～3455mm3，平均（962.29±1298.32）mm3；良性組12～1584mm3，平均（138.47±297.35）mm3。共122次CT檢查，平均3.4次/例。經(jīng)VCAR測算2次檢查間結(jié)節(jié)容積，各獲得80個生長率和倍增時間值。容積生長率（%/年）：良性組（-44.8±49.90）%，惡性組（86.1±54.01）%（t=2.10，P=0.038）；倍增時間：良性組（2071.7±2932.61）d，惡性組（543.8±1482.32）d（t=2.09，P=0.040），兩種評價方法比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。容積生長率ROC曲線下面積為0.706，倍增時間曲線下面積為0.701，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（z=-0.064 P=1.051），見圖2、表1。惡性組中CT檢查次數(shù)＜3次 11例；檢查次數(shù)≥3次 9例，其中6例為非同次發(fā)現(xiàn)異常，均為容積生長率早于倍增時間發(fā)現(xiàn)，通過生長率診斷異常（與首次檢查時間差值）均值（178.0±75.30）d，通過倍增時間為（329.0±128.20）d，兩者時間差值（151.6±84.23）d。

表1 容積生長率與倍增時間比較

圖2 生長率與倍增時間ROC曲線

3 討論

肺癌的患病率和病死率在所有惡性腫瘤中目前均居首位［3］。中晚期肺癌的5年生存率較低，但最新研究顯示，早期階段如原位癌（AIS）及微侵襲腺癌（MIA）若接受根治性手術(shù)，則其5年無病生存率可為100%或接近100%［4］。

在既往研究中，將結(jié)節(jié)依據(jù)其密度的不同分為磨玻璃樣結(jié)節(jié)、部分實(shí)性結(jié)節(jié)及實(shí)性結(jié)節(jié)，且通過其倍增時間推斷其病理類型［5］。但其依據(jù)的是觀測者的主觀評判。特別是對于結(jié)節(jié)的大小測量是通過手動獲得，這就使得測量結(jié)果的客觀性及可重復(fù)性存在較大的局限性。近年來，Yankelevitz 等［6］指出，通過CT三維重建測量結(jié)節(jié)的方法對結(jié)節(jié)體積的增長變化非常敏感，且容積誤差＜3%。采用體積測定法評價腫瘤倍增時間的臨床研究也取得一定進(jìn)展，對肺實(shí)性結(jié)節(jié)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性也得到初步認(rèn)可［7-8］。Kostis 等［9］確認(rèn)自動分析軟件測定結(jié)節(jié)大小的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。本資料中所有結(jié)節(jié)均使用GE-AW工作站的ALA軟件獲得容積等相關(guān)數(shù)據(jù)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的客觀性及可靠性。

通過對軟件分割模式的調(diào)整，其也能對一部分磨玻璃結(jié)節(jié)進(jìn)行識別測量。因此，對于軟件而言，結(jié)節(jié)有兩類，可識別及不可識別結(jié)節(jié)。本研究討論能利用軟件進(jìn)行分割識別的結(jié)節(jié)，而對于無法分割及識別的結(jié)節(jié)，需由傳統(tǒng)的手動二維或三維測量進(jìn)行相關(guān)的比較，從而對軟件測量體積并比較其變化進(jìn)行補(bǔ)充。

本資料中惡性組小結(jié)節(jié)平均體積962.29mm3，良性組138.47mm3。惡性組體積比良性組大，推測其主要原因：（1）根據(jù)fieischeiner學(xué)會等組織［10］及中國專家的推薦，當(dāng)體積較大者接受手術(shù)的幾率較大，因此，在一次檢查后即接受手術(shù)治療。這就使長期隨訪者以小體積者居多。（2）惡性結(jié)節(jié)的體積是呈正生長，且惡性程度高、生長速度快，而良性結(jié)節(jié)生長速度慢，且部分呈負(fù)增長。

結(jié)節(jié)體積變化是判斷結(jié)節(jié)良惡性的一個重要特征，倍增時間與容積生長率均是評價這一特征的指標(biāo)，但前者較后者得到更加廣泛的應(yīng)用。本資料中，兩種評價方法的ROC曲線下面積及最佳臨界值點(diǎn)的敏感性與特異性及標(biāo)準(zhǔn)誤基本一致。表明兩者具有相似的診斷效能。但兩者僅達(dá)中等診斷效能，表明容積變化作為小結(jié)節(jié)的良惡性診斷單一標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的局限性，仍需結(jié)合其他諸如密度變化等特征，從而進(jìn)一步提高鑒別能力。例如，近年來Hoop等［11］學(xué)者提出的質(zhì)量（mass）的概念，認(rèn)為質(zhì)量對小結(jié)節(jié)良惡性的鑒別比單純的容積變化更有提示作用。良性組中有4次檢查因與前次檢查比較體積無變化，倍增時間數(shù)據(jù)無限大，不具備合理性，在統(tǒng)計過程中予以剔除，這也體現(xiàn)出倍增時間法在分析中的缺陷，而容積生長率法卻能較好的克服這個缺陷。兩種方法也存在共同的缺陷。當(dāng)小結(jié)節(jié)初始體積較小，再次檢查時只要有體積上的改變，即使絕對值較小，但其相對值均較大，從而影響結(jié)果的可靠性。

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Objective To compare the predictive value of the growth rate and doubling time in the evaluation of small pulmonary nodules，and to assess the reliability of the growth rate in the differential diagnosis of benign and malignancy. Methods Thirty-six patients（15 males，21 females）with pathological conf i rmed small lung nodules（diameter range 3–19（mean：7.3±3.3mm））were enrolled in this retrospective study. The age range was from 32 to 83 years with a mean of 61±10.7 years. Every patient underwent two or more CT scans，and the image rec onstruction thickness was 0.75 mm. The volume of each nodule was computed by VCAR，a pulmonary nodules 3D analysis sof tware，then calculated volume growth rate and the doubling time value. The diagnostic accuracy was assessed by the receiver-operating characteristic curve（ROC）. Results Thirty-six pulmonary nodules（20 malignant，16 benign）included 19 cases of lung adenocarcinoma，1 case each of small cell lung cancer and pulmonary hamartoma，and 15 cases of chronic inf l ammatory granuloma lesions. A total of 122 CT examinations，with an average of 3.4 examinations per patient，were identif i ed for volumetric analysis. There were 80 values of growth rates and double time though measuring nodule volume by VCAR between two examinations. Values of growth rates（% / year）：the benign group（mean，44.8±-49.90［standard deviation］）and malignant group（86.1±54.01）（t=2.10，P=0.038）.Doubling time（days）：the benign group（2071.7±-2932.61）and malignant group（543.8±1482.32）（t=2.09，P=0.040）. Area under the curve of volume growth rate and doubling time were 0.706 and 0.701，respectively（z=0.064，P=1.051；there was no signif i ca nt difference）. Conclusion Growth rate and doubling time can predict growth rates of nodules，but growth rate has more value on the differential diagnosis of small nodules.

Small pulmonary nodule Growth rate Doubling time Lung cancer

310006 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院

*通信作者