CT圖像后處理技術(shù)在亞厘米級肺部磨玻璃結(jié)節(jié)診斷中的應(yīng)用

李 斌，黎良山，高 宇

(嘉興市中醫(yī)醫(yī)院 放射科，浙江 嘉興 314000)

肺部磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule， GGN)是指在CT圖像中出現(xiàn)中密度輕度增加的影像，在一定情況下，能夠顯示出支氣管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不具有特異性。臨床上將<10 mm的肺部磨玻璃結(jié)節(jié)稱為亞厘米級肺部磨玻璃結(jié)節(jié)，根據(jù)結(jié)節(jié)構(gòu)成，又可以分為純磨玻璃影(pure ground-glass nodule， pGGN)和混雜磨玻璃影(mixed ground-glass nodule， mGGN)。有文獻(xiàn)報(bào)道[1]，pGGN和mGGN影像科臨床檢出率分別為4.2%和5%。在臨床實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)GGN中有一部分為早期肺癌[2]，部分結(jié)節(jié)由于形態(tài)不典型且多無血流以及淋巴轉(zhuǎn)移，因此診斷較為困難。隨著CT螺旋掃描技術(shù)的發(fā)展，圖像后處理技術(shù)能有效彌補(bǔ)診斷的不足，本研究應(yīng)用圖像后處理技術(shù)對肺部亞厘米級磨玻璃小結(jié)節(jié)進(jìn)行處理分析，探討其在診斷亞厘米級GGN中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年1月—2017年9月嘉興市中醫(yī)醫(yī)院肺結(jié)節(jié)門診收治的94例肺結(jié)節(jié)患者為研究對象。所有患者影像資料及生化檢查資料齊全，有明確的病理診斷結(jié)果，肝腎功能正常，無造影劑過敏史，入選的肺腺癌患者均符合2011 年 ATS/IASLC/ERS[3]組織制定的肺腺癌標(biāo)準(zhǔn)。排除合并有其他臟器惡性病變患者，肝腎功能不全及功能衰竭患者，病理資料及影像資料不全患者，結(jié)節(jié)在1 cm以上患者，磨玻璃結(jié)節(jié)為多發(fā)病例者。入選患者中男52例，女42例；年齡18～79歲，平均48.61±30.42歲；結(jié)節(jié)大小3.2～9.8 mm，平均6.51±3.28 mm；浸潤前病變23例，浸潤性病變20例，良性病變51例。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所選患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 應(yīng)用GE HIGH SPEED 16層螺旋CT(美國GE通用電氣公司)進(jìn)行掃描，掃描范圍：以磨玻璃結(jié)節(jié)病變?yōu)橹行牡?/4肺野，管電壓：120 kV，管電流：300 mA，層厚：0.625 mm，層間距：0.625 mm，探測器16 mm×0.625 mm，螺距0.938∶1，呼吸配合不佳者螺距1.375∶1，視野(FOV)≤230 mm×230 mm，重建矩陣512×512。靶向掃描前，要全面檢查患者的常規(guī)胸部CT圖像，制定掃描計(jì)劃?；颊呷⊙雠P位、頭先進(jìn)掃描方式，掃描結(jié)束評估圖像質(zhì)量，如不符合診斷要求重新制定掃描計(jì)劃。增強(qiáng)檢查采用動(dòng)脈期(30 s)及靜脈期(60 s)掃描方案，各參數(shù)與平掃一致，造影劑應(yīng)用碘海醇(300 mg I/mL)，劑量：90 mL，流率：3.0 mL/s。所選患者在檢查前均簽署大型設(shè)備檢查知情同意書。

1.3 圖像分析與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 選擇科室2位高年資的放射科診斷醫(yī)生進(jìn)行閱片，當(dāng)診斷結(jié)果存在不同意見時(shí)，請科主任共同會(huì)診，最終達(dá)成一致的診斷意見。CT掃描完成后，將圖像傳送至GE AW 4.5圖像工作站(美國GE通用電氣公司)，冠狀位重建層厚3 mm，矢狀位重建層厚5 mm，重建模式選擇應(yīng)用系統(tǒng)的肺算法。選擇肺窗(-450 HU，1500 HU)、縱膈窗(115 HU，235 HU)狀態(tài)下分析每個(gè)肺結(jié)節(jié)，并進(jìn)行標(biāo)記，手動(dòng)勾勒結(jié)節(jié)邊界，避開肺部血管、支氣管以及相應(yīng)胸膜組織等結(jié)構(gòu)，最后通過系統(tǒng)軟件，以病灶為中心行行多平面重建技術(shù)(multiplane reconstruction， MPR)、最大密度投影法(maximum intensity projection， MIP)、容積成像法(volume rendering， VR)以及仿X線重建。記錄內(nèi)容包括：病灶大小、病灶形態(tài)，邊緣形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，瘤肺界面等。瘤肺界面指占位病變與正常肺組織之間的連接界面，影像中分為清楚毛糙和清楚光滑。淺分葉：病變外圍的輕微分葉狀改變。毛刺征：占位病變邊緣向周圍擴(kuò)展的細(xì)直且無分支的短線條稍高密度影像。棘突征：占位病變邊緣向周圍生長，具有超過2 mm的寬基底，向周圍擴(kuò)展的稍高密度短粗線條影。血管集束或增粗征以及胸膜凹陷征均是病變鄰近結(jié)構(gòu)改變的結(jié)果，如出現(xiàn)結(jié)構(gòu)牽拉征象，則提示有病變浸潤?？諝庵夤苷鳎赫嘉徊∽冎兄睆?～2 mm的低密度細(xì)支氣管影像[4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，診斷一致性檢驗(yàn)應(yīng)用Kappa分析，計(jì)量資料兩組間比較采用t檢驗(yàn)、多組間比較采用方差分析，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一致性檢驗(yàn) 各圖像后處理技術(shù)對亞厘米級GGN良性病變及惡性病變的診斷見封三圖1、圖2。Kappa一致性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，兩名醫(yī)生的診斷結(jié)果與病理結(jié)果比較的Kappa值均在0.75以上。兩名醫(yī)生的Kappa值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

2.2 圖像后處理技術(shù)對征象的檢出 在毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、瘤肺界面征象中，各圖像后處理技術(shù)的檢出例數(shù)比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各圖像后處理技術(shù)對毛刺征象檢出例數(shù)兩兩比較，MPRvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=13.689，P<0.001)；各圖像后處理技術(shù)對棘突征象檢出例數(shù)兩兩比較，MPRvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=14.400，P<0.001)；各圖像后處理技術(shù)對淺分葉征象檢出例數(shù)兩兩比較，MPRvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=12.817，P<0.001)，仿X線vs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.035，P=0.044)；各圖像后處理技術(shù)對空氣支氣管征征象檢出例數(shù)兩兩比較，MPRvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.585，P=0.013)；各圖像后處理技術(shù)對瘤肺界面征象檢出例數(shù)兩兩比較，MIPvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=8.987，P=0.003)，MPRvs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=25.486，P<0.001)，仿X線vs.VR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=9.448，P=0.004)；見表2。

表1 各CT圖像后處理技術(shù)的Kappa檢驗(yàn)結(jié)果

表2 CT各圖像后處理技術(shù)對各征象的檢出(例)

2.3 CT征象與病理資料比較 浸潤前病變、浸潤病變和良性病變組的毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、血管集束征、胸膜凹陷征、瘤肺界面比例比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；pGGN/mGGN檢出率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；見表3。

表3 CT影像表現(xiàn)與病理資料對比

3 討論

GGN是肺部一種不具有特異性的結(jié)節(jié)影像[5-6]，其病理發(fā)展過程是由于肺泡的不完全填充，由炎癥所造成的間質(zhì)增厚，逐漸出現(xiàn)纖維化，肺泡塌陷，局部組織的非特異性增生所形成[7-8]。GGN的成因可為良性，也可為惡性，因此GGN病理上也具有良性和惡性之分，根據(jù)ATS/IASLC/ERS制定的標(biāo)準(zhǔn)[3]，可分為浸潤前病變、浸潤病變以及良性病變。CT圖像后處理技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上緩解了僅靠隨訪進(jìn)行GGN診斷的狀態(tài)[9-10]。亞厘米級GGN往往出現(xiàn)在疾病發(fā)病的更早期階段，亞厘米級GGN的確定診斷對于臨床治療具有重要意義。本研究選取94例符合入組標(biāo)準(zhǔn)的亞厘米級GGN患者進(jìn)行回顧性總結(jié)分析，分析各CT圖像后處理技術(shù)的診斷效果。

本研究結(jié)果顯示，在毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、瘤肺界面征象中，MPR、MIP、VR和仿X線技術(shù)四種圖像后處理技術(shù)的檢出例數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中，MPR和VR技術(shù)對毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、瘤肺界面征象的檢出例數(shù)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示MPR技術(shù)在各結(jié)節(jié)的外形邊界診斷中能夠發(fā)現(xiàn)更加微小的病變，可能與采用冠狀位、軸位與矢狀位三種位置同時(shí)進(jìn)行MPR 技術(shù)分析，拓寬診斷角度有關(guān)。本研究結(jié)果還顯示，浸潤前病變、浸潤病變和良性病變組的毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、血管集束征、胸膜凹陷征、瘤肺界面比例比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說明通過CT圖像后處理技術(shù)的應(yīng)用，CT可分辨亞厘米級GGN結(jié)節(jié)的形態(tài)學(xué)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，通過各征象的檢出進(jìn)行亞厘米級GGN的診斷。

MIP重建能觀察到肺組織內(nèi)的微細(xì)血管結(jié)構(gòu)[11-12]，并且能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間內(nèi)的任意角度旋轉(zhuǎn)。在本研究中，在顯示亞厘米級GGN邊緣形態(tài)、內(nèi)部及臨近結(jié)構(gòu)上，MPR優(yōu)于MIP、VR和仿X線。VR能清晰顯示結(jié)節(jié)的供血?jiǎng)用}以及引流靜脈，能夠獲得較小的動(dòng)脈血管及其分支[13]，可以用來評價(jià)結(jié)節(jié)的供血情況。本研究評價(jià)血管集束征時(shí)，VR檢出例數(shù)要多于MIP及MPR。仿X線成像能夠獲得X線平片的影像，提高疾病的密度分辨率[14]。因此在亞厘米級GGN診斷時(shí)，可利用MIP觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使用VR評價(jià)其血管走形，應(yīng)用MPR多角度觀察評價(jià)其內(nèi)部及外部形態(tài)，利用仿X線獲得其“連續(xù)”的X線影像，進(jìn)行結(jié)節(jié)的整體形態(tài)及位置評價(jià)[15]。

綜上所述，各CT圖像后處理技術(shù)在毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、瘤肺界面征象檢出能力上有差別，MPR對毛刺、棘突、淺分葉、空氣支氣管征、瘤肺界面征象的檢出能力優(yōu)于VR技術(shù)。