多層螺旋CT聯(lián)合能譜CT檢查在肺原位腺癌和微浸潤腺癌鑒別診斷中的價值研究

張忠偉 謝繼承 陳盈 范恒鑫 樊樹峰

隨著胸部CT檢查在體檢中應(yīng)用越來越多，肺磨玻璃結(jié)節(jié)（ground glass nodule，GGN）的檢出率不斷增加。長期存在的GGN與肺腺癌發(fā)生顯著相關(guān)[1-3]，因此研究者們多關(guān)注于GGN影像學(xué)特征與病理類型之間的關(guān)系，以期盡早明確GGN的良惡性。GGN浸潤前病變包括不典型腺瘤樣增生（atypical adenomatous hyperplasia，AAH）和原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS），浸潤性病變包括微浸潤腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）和浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IAC），GGN是否發(fā)生浸潤以及浸潤程度與手術(shù)方式的選擇及預(yù)后密切相關(guān)[4-5]，因此準(zhǔn)確識別GGN是否發(fā)生浸潤具有重要意義。能譜CT可將傳統(tǒng)的X線混合能量圖像分解成單能量圖像進行物質(zhì)分離和定量測定[6-7]，為病變的影像定量、鑒別和研究提供了新的方法和思路。本研究聯(lián)合運用多層螺旋CT（MSCT）和能譜CT對GGN浸潤前病變AIS和浸潤性病變MIA進行鑒別診斷，探討其診斷GGN浸潤與否的價值。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2017年10月至2018年6月我院經(jīng)病理檢查診斷的GGN 121例，男46例，女75例，年齡28～81（53.4±10.1）歲。其中 AIS 組 45 例，男 21 例，女24例，平均年齡（53.1±8.8）歲；MIA 組 76例，男 25 例，女 51 例，平均年齡（54.2±10.9）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）有完整的病理診斷資料；（2）術(shù)前完成MSCT和能譜CT靶掃描檢查，有薄層重建圖像（層厚0.625mm）；（3）無其它嚴(yán)重影響肺功能的疾病，如肺氣腫等。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）病灶最大徑＞3cm；（2）CT圖像有較大的呼吸運動偽影或肋骨造成的硬化偽影導(dǎo)致病灶不易觀察和測量者。所有患者均簽署知情同意書。兩組患者性別、年齡及吸煙比例差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者一般臨床資料比較

1.2 檢查儀器與掃描方法 所有患者均使用GE能譜（Discovery 750HD）CT儀檢查。檢查前行呼吸訓(xùn)練，仰臥位，雙臂上舉，頭先進，掃描范圍從胸廓入口至肺底。先行MSCT檢查，檢查參數(shù)：準(zhǔn)直64×0.625mm，矩陣512×512，螺距 0.984∶1，層厚、層間隔均為 5mm，管電壓 120 kVp，F(xiàn)OV 35cm×35cm，自適應(yīng)管電流選擇，機架旋轉(zhuǎn)時間0.6s/周，原始圖像內(nèi)插為0.625mm的薄層圖像。發(fā)現(xiàn)病灶后，選擇能譜掃描模式（GSI）對病灶行靶掃描，檢查參數(shù)：準(zhǔn)直 64×0.625mm，矩陣 512×512，F(xiàn)OV 20cm×20cm，螺距 0.984∶1，層厚、層間隔均為 0.625mm，管電壓80/140kVp瞬時（0.5ms）切換，管電流 550mA，機架旋轉(zhuǎn)時間0.6s/周。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)收集 將能譜CT檢查數(shù)據(jù)傳至AW4.5工作站，用GSI-Viewer軟件進行處理。由同一位胸部影像診斷醫(yī)師進行分析，選取肉眼可見的密度相對較高區(qū)域，多平面測量結(jié)節(jié)最大徑值、最高密度區(qū)CT值及水基值，計算能譜曲線斜率（k），k=（HU40keVHU140keV）/100。在PACS工作站上對病灶影像學(xué)特征進行分析，包括病灶位置、形狀、密度及有無胸膜凹陷、分葉、毛刺、棘突、空泡征存在。1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件。正態(tài)分布的計量資料以表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗、校正χ2檢驗。對兩組患者病灶CT定量參數(shù)值進行ROC曲線分析，分別得出各參數(shù)值的AUC、界值、靈敏度和特異度。對有統(tǒng)計學(xué)差異變量進行l(wèi)ogistic回歸分析，分別建立MSCT變量的回歸模型和MSCT聯(lián)合能譜CT變量后的回歸模型，比較兩模型的診斷效能。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者病灶影像學(xué)特征比較 兩組患者的病灶形狀、密度及有無胸膜凹陷、分葉、毛刺、棘突征比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），MIA組病灶形狀不規(guī)則、密度不均勻、有分葉、毛刺、棘突征及胸膜凹陷者比例更高，而兩組患者病灶位置和有空泡征者比例差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。見表2。

2.2 兩組患者病灶CT定量參數(shù)值比較 兩組患者結(jié)節(jié)最大徑、最高密度區(qū)CT值、水基值及k比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），MIA組結(jié)節(jié)最大徑、最高密度區(qū)CT值及水基值升高，k降低。見表3。

2.3 兩組患者病灶CT定量參數(shù)值的ROC曲線分析對兩組間有統(tǒng)計學(xué)差異的定量參數(shù)值進行ROC曲線分析，各參數(shù)值的AUC、界值、靈敏度和特異度見表4。

2.4 logistic回歸分析 對有統(tǒng)計學(xué)差異的MSCT變量行l(wèi)ogistic回歸分析，見表5，logistic回歸模型為：logit（P）=-0.726+2.333X1+0.006X2+1.113X3+1.989X4，AUC=0.885，靈敏度0.895，特異度0.686。MSCT聯(lián)合能譜CT變量后行l(wèi)ogistic回歸分析，見表6，logistic回歸模型為：logit（P）=-6.272+2.280X1+1.583X2+2.116X3+0.008X4-5.010X5，AUC=0.898，靈敏度 0.763，特異度 0.922。可見加入水基值和k后logistic回歸模型的診斷效能增加（0.898 vs 0.885），兩模型均顯示結(jié)節(jié)最大徑值貢獻(xiàn)最大，其次為分葉征。

表2 兩組患者病灶影像學(xué)特征比較（例）

表3 兩組患者病灶CT定量參數(shù)值比較

表4 兩組患者病灶CT定量參數(shù)值的ROC曲線分析

表5 兩組間MSCT變量的logistic回歸分析結(jié)果

表6 兩組間MSCT聯(lián)合能譜CT變量的logistic回歸分析結(jié)果

3 討論

近年來，肺GGN不斷受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，因其證實為肺腺癌的比例顯著高于也表現(xiàn)為磨玻璃密度的其他病變（這些病變多為良性，如肺間質(zhì)纖維化、毛細(xì)血管充血、肺泡內(nèi)水腫或出血等）[7-9]。關(guān)于不同病理類型GGN的CT影像學(xué)特征及定量CT特征分析研究眾多，但到目前為止尚無一種定量值達(dá)成共識。能譜CT因可多參數(shù)定量分析而成為CT診斷研究的最新發(fā)展方向，在肺內(nèi)外病變的鑒別診斷及腫瘤治療療效評估的研究中得到了較好應(yīng)用，而能譜CT檢查診斷肺GGN浸潤與否的研究目前鮮有報道。

本研究兩組患者間性別、年齡及吸煙比例差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，但由于本研究未納入IAC患者，是否隨著浸潤程度的增加其在患者性別、年齡及吸煙比例中出現(xiàn)差異尚有待于進一步的研究。多項研究表明，隨著病灶浸潤程度的增加，病灶內(nèi)纖維成分增加，病灶邊緣的分葉、毛刺及胸膜凹陷征的出現(xiàn)率逐漸增加[10-14]。本研究顯示MIA組病灶形狀不規(guī)則、密度不均勻及胸膜凹陷、毛刺、棘突、分葉征的出現(xiàn)較AIS組多見。但空泡征在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，部分文獻(xiàn)亦有類似報道[15]。

GGN是否發(fā)生浸潤的一個重要指標(biāo)是結(jié)節(jié)的大小，本研究統(tǒng)計顯示AIS組與MIA組的結(jié)節(jié)最大徑界值為 0.78cm，靈敏度 0.716、特異度 0.725，AUC=0.771。既往研究顯示，浸潤前后結(jié)節(jié)最大徑界值在0.75～1.2cm[5，14，16]，本研究結(jié)果與之符合。本研究結(jié)節(jié)最高密度區(qū)CT值在兩組間的界值為-583.00HU，靈敏度0.919，特異度0.569，AUC=0.803。既往研究結(jié)節(jié)浸潤前后CT值界值約-680HU（靈敏度0.958，特異度 0.351，AUC=0.77）[17-18]，本研究界值相對較高。推測可能一方面與選擇偏倚有關(guān)，另一方面由于本研究結(jié)合多平面圖像分析，選擇了相對較高密度區(qū)作為感興趣區(qū)；再者，本研究界值的特異度和AUC均有所提高（特異度0.569 vs 0.351，AUC=0.803 vs 0.77），說明MSCT結(jié)合能譜CT單能量圖像觀察測量結(jié)節(jié)最高密度區(qū)CT值能提高GGN浸潤與否的診斷準(zhǔn)確度。

能譜曲線為不同能量X線束穿過物質(zhì)后形成的CT值衰減曲線，不同病理組織結(jié)構(gòu)具有不同的k[19-21]。既往研究顯示良惡性肺結(jié)節(jié)及肺癌不同病理類型間的k差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究MIA組k較AIS組k?。?.27 vs 0.39），推測AIS組織病理學(xué)僅為細(xì)胞的單純貼壁生長，密度較均勻，與病灶內(nèi)微小血管的差異較大，而MIA大部分為浸潤成分（腺泡樣、腺管樣或乳頭樣），細(xì)胞密度增加，因而與結(jié)節(jié)內(nèi)微小血管差異減小，ROI選擇區(qū)內(nèi)組織密度趨向均勻，因而k更趨向為0。但該診斷效能不佳（AUC=0.363），有待聯(lián)合MIA與IAC病變的大樣本進一步研究。人體中含水量最高，水是和人體物質(zhì)組成最相近的物質(zhì)。本研究選取水基值為研究對象，能相對準(zhǔn)確、客觀地反映病變特點，結(jié)果顯示MIA組較AIS組水基值高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，兩組間水基值界值為388.84mg/ml（靈敏度 0.743、特異度 0.667，AUC=0.766）。考慮隨著腫瘤浸潤程度的增加，GGN內(nèi)腫瘤細(xì)胞密度逐漸增高，因而水基值逐漸增加。

聯(lián)合MSCT與能譜CT有統(tǒng)計學(xué)差異的變量進行了logistic回歸分析，結(jié)果顯示k為保護因素，結(jié)節(jié)最大徑值、密度不均勻、分葉征和水基值為危險因素。單純MSCT變量建立的logistic回歸模型AUC=0.885，靈敏度0.895，特異度0.686，加入能譜CT變量后建立的logistic回歸模型AUC=0.898，靈敏度0.763，特異度0.922。顯示加入能譜CT變量后模型的診斷效能增大（0.898 vs 0.885），均顯示結(jié)節(jié)最大徑值貢獻(xiàn)最大，其次為分葉征。

本研究的不足主要有三個方面：（1）本研究為階段性臨床研究，在入組樣本和病例的選擇上可能存在偏倚。（2）受入組條件難以控制等原因限制，未與表現(xiàn)為GGN的其他良性病灶（如間質(zhì)性纖維化、出血等）進行對比研究。（3）因目前設(shè)備僅能檢測軸掃圖像的碘基值，尚不能檢測GGN整體的碘基值，而平掃和增強很難保證在相同的屏氣程度下完成，因此本研究僅比較了GGN的平掃能譜參數(shù)，未作能夠反映病灶微血管情況的增強前后對比，這有待于后續(xù)進一步研究。

綜上所述，MSCT與能譜CT檢查在AIS和MIA鑒別診斷中有一定價值，有望為GGN術(shù)前精準(zhǔn)診斷提供新方法，在MSCT影像學(xué)特征分析的基礎(chǔ)上增加能譜CT參數(shù)分析能提高診斷效能。