對(duì)比基于PET/CT的不同方法定性診斷孤立性肺結(jié)節(jié)的效能

馬 寧，趙 銘，田蓉蓉，劉 洋，李 娟，杜紅彥

(1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系，山西 太原 030001；2.山西省腫瘤醫(yī)院PET/CT中心，山西 太原 030013；3.新鄭市中醫(yī)院腫瘤院區(qū)醫(yī)學(xué)影像科，河南 新鄭 451150)

定性診斷孤立性肺結(jié)節(jié)(solitary pulmonary nodule， SPN)一直是影像醫(yī)學(xué)比較棘手的問(wèn)題。高分辨率CT(high resolution CT， HRCT)及PET/CT可清楚顯示結(jié)節(jié)密度、邊緣特征、周圍關(guān)系及代謝信息，是診斷SPN的主要影像學(xué)手段。數(shù)學(xué)診斷模型可客觀預(yù)測(cè)SPN危險(xiǎn)程度。目前國(guó)內(nèi)外已有多個(gè)依靠臨床信息及CT特征的SPN診斷模型[1-2]。本研究擬建立以臨床信息、HRCT及PET/CT資料為基礎(chǔ)的定性診斷SPN模型，并比較觀察其與PET/CT及HRCT對(duì)SPN的診斷效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2015年1月—2019年3月山西省腫瘤醫(yī)院收治的161例因無(wú)法定性診斷而進(jìn)一步接受PET/CT檢查的SPN患者，男91例，女70例，年齡27～85歲，平均(60.8±9.7)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①肺部單發(fā)結(jié)節(jié)且結(jié)節(jié)最大徑5～30 mm；②無(wú)縱隔疾病或淋巴結(jié)腫大；③無(wú)腫瘤病史；④有明確病理診斷結(jié)果。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery STE 16排PET/CT掃描儀，顯像劑為18F-FDG，放射化學(xué)純度>95%。檢查前囑患者禁食6 h以上，使其空腹血糖<12 mmol/L，經(jīng)靜脈注射18F-FDG，劑量0.12 mCi/kg體質(zhì)量，待患者平息靜臥50～60 min后行全身PET/CT顯像，掃描范圍自顱頂至股骨上段。首先行低劑量MSCT掃描并PET采集圖像，管電壓120 kV、管電流180 mA，MSCT圖像重建層厚3.75 mm，PET圖像采集7～8床位/例，2.5～3.0分鐘/床位。1 h后對(duì)靶結(jié)節(jié)行直接HRCT掃描及PET延遲期掃描，管電壓120 kV，管電流300 mA，HRCT掃描重建層厚0.625 mm。將圖像傳輸至AW及Xeleris工作站，并進(jìn)行圖像融合。

1.3 圖像分析 分別由1名影像科醫(yī)師(高年資主治醫(yī)師)和1名核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師(副主任醫(yī)師)對(duì)HRCT及PET/CT圖像(圖1、2)進(jìn)行獨(dú)立閱片。觀察HRCT有無(wú)顯示惡性征象，包括分葉、毛刺、胸膜牽拉、氣管血管集束等；記錄病灶及縱隔血池的最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(maximum standard uptake value, SUVmax)，如病灶SUVmax高于縱隔血池則計(jì)為惡性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0和MedCalc1 5.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以±s表示患者年齡，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)良惡性SPN患者進(jìn)行比較。以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示最大徑及SUVmax，采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)進(jìn)行比較。對(duì)HRCT征象采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較。將良惡性SPN之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量納入多因素Logistic回歸分析，采用Enter法將P<0.05的自變量納入SPN數(shù)學(xué)診斷模型。以MedCalc1 5.0繪制HRCT、PET/CT及模型的ROC曲線并計(jì)算AUC，以Z檢驗(yàn)比較三者的診斷效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

161例SPN中，經(jīng)病理診斷惡性131例，包括腺癌107例、鱗癌22例、小細(xì)胞肺癌2例；良性30例，其中炎性假瘤7例、錯(cuò)構(gòu)瘤8例、結(jié)核6例、硬化性肺細(xì)胞瘤2例、化膿性炎癥7例。PET/CT診斷惡性136例、良性25例，其中2例假陰性(病理診斷腺癌)，7例假陽(yáng)性(病理診斷炎性假瘤及結(jié)核各3例，化膿性炎癥1例)；其診斷惡性SPN的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為98.47%(129/131)、76.67%(23/30)及94.41%(152/161)。HRCT診斷惡性83例、良性78例，其中53例假陰性(病理診斷腺癌39例、鱗癌12例、小細(xì)胞癌2例)，5例假陽(yáng)性(病理診斷錯(cuò)構(gòu)瘤及炎性假瘤各2例、化膿性炎癥1例)；其診斷惡性SPN的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為59.54%(78/131)、83.33%(25/30)及63.98%(103/161)。

單因素分析顯示，惡性SPN患者年齡、結(jié)節(jié)直徑及SUVmax均高于良性SPN(P均<0.05)。在HRCT征象方面，惡性SPN分葉、毛刺、胸膜牽拉、氣管血管集束出現(xiàn)比例均高于良性，而良性SPN內(nèi)部脂肪、鈣化比例高于惡性(P均<0.05)；見(jiàn)表1。

圖2 患者男，41歲，右肺上葉炎性假瘤，F(xiàn)DG低攝取(箭)，SUVmax=3.49 A.MIP； B.HRCT； C.PET/CT融合圖像

二元Logistic回歸分析結(jié)果顯示，SUVmax、患者年齡、鈣化及氣管血管集束是良惡性SPN的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子(P均<0.05)；見(jiàn)表2。建立回歸方程(即數(shù)學(xué)診斷模型)為：X=-5.54+0.31×SUVmax+0.06×年齡+1.32×氣管血管束-2.66×鈣化。選取截?cái)嘀礟=0.843時(shí)，Youden指數(shù)最大，模型診斷惡性SPN的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為82.44%(108/131)、86.67%(26/30)及83.23%(134/161)。

ROC曲線結(jié)果顯示，模型PET/CT及HRCT診斷惡性SPN的AUC分別為0.909、0.876及0.714，見(jiàn)圖3；模型及PET/CT的AUC高于HRCT(Z=5.751、3.095，P<0.001、=0.002)，模型與PET/CT間AUC差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=0.726，P=0.468)。

3 討論

隨著CT設(shè)備的普及與人群健康意識(shí)的增加，越來(lái)越多的SPN患者在體檢或因其他疾病而接受的篩查中被發(fā)現(xiàn)，健康人群中SPN總檢出率約31%，其中絕大多數(shù)為良性，惡性比例僅為1.0%～1.5%[3]。

圖3 數(shù)學(xué)模型、PET/CT及HRCT診斷惡性SPN的ROC曲線

HRCT可清楚顯示SPN內(nèi)部及邊緣特征，分葉征、空泡、細(xì)短毛刺、胸膜牽拉及氣管血管集束等均為具有代表性的惡性征象，大多與腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)浸潤(rùn)方式密切相關(guān)，如腫瘤細(xì)胞在肺泡壁間不同程度播散及結(jié)締組織增生在HRCT圖像上表現(xiàn)為分葉或細(xì)短毛刺改變[4]。本組分葉、毛刺、胸膜牽拉及血管集束在惡性SPN中出現(xiàn)比例較高，與既往文獻(xiàn)[5-6]報(bào)道基本一致；但良惡性SPN之間病變位置(左肺或右肺、上葉或中下葉)無(wú)明顯差異，與既往研究[5-6]有所不同，可能與觀察對(duì)象存在個(gè)體差異有關(guān)。本研究HRCT診斷惡性SPN的準(zhǔn)確率僅63.97%，與既往研究[7]結(jié)果相近，提示單純依據(jù)HRCT惡性征象定性診斷SPN效果不佳。

表1 良惡性SPN患者相關(guān)資料

表2 多因素Logistic回歸分析結(jié)果

美國(guó)放射學(xué)院2019版Lung-RADS 1.1和弗萊希納(Fleischner)學(xué)會(huì)2017版肺結(jié)節(jié)隨訪指南提出，對(duì)于直徑≥8 mm的肺結(jié)節(jié)均有必要行PET/CT檢查[8-9]。惡性腫瘤細(xì)胞增殖旺盛，導(dǎo)致代謝水平高于良性，通常SUVmax>2.5的結(jié)節(jié)傾向于診斷惡性。本研究中鑒別診斷良惡性SPN的SUVmax閾值為5.38，可能與本組良性SPN中活動(dòng)性炎癥(7/30，23.33%)占比較大有關(guān)。結(jié)合形態(tài)變化和代謝特征，本組PET/CT診斷惡性SPN的靈敏度達(dá)98.47%，但特異度較低(76.67%)，提示存在過(guò)度治療風(fēng)險(xiǎn)。本研究中42.86%(3/7)炎性假瘤和50.00%(3/6)結(jié)核被誤診，可能與18F-FDG并非惡性腫瘤特異性顯像劑相關(guān)，如炎性假瘤主要以肌纖維母細(xì)胞、漿細(xì)胞等組成而導(dǎo)致FDG高攝取，且形態(tài)特征與惡性腫瘤相似[10-11]。

數(shù)學(xué)模型診斷 SPN以其客觀性、易獲得性和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)，如國(guó)外應(yīng)用廣泛的Mayo模型和VA模型[1]；但Mayo模型過(guò)多關(guān)注患者臨床信息，對(duì)SPN本身形態(tài)特征關(guān)注不足，而VA模型樣本全部來(lái)自于退伍軍人，且獲得最終病理結(jié)果的樣本量較少。本研究分析15個(gè)臨床信息和影像學(xué)征象，并將單因素分析結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的9個(gè)變量納入多因素分析，最終僅SUVmax、患者年齡、氣管血管集束和鈣化被納入模型，其中氣管血管集束與惡性SPN的相關(guān)度最高(OR=3.760)。氣管血管集束與新生腫瘤組織分裂增殖活躍相關(guān)，在周圍型肺癌中的出現(xiàn)率為37%～83%，腫瘤細(xì)胞所需血供和氧氣遠(yuǎn)大于正常細(xì)胞，其分泌的血管生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)新生血管形成，表現(xiàn)為肺內(nèi)紋理向病變處糾集后消失甚至穿透結(jié)節(jié)[10]。程遠(yuǎn)等[2]對(duì)362例SPN患者進(jìn)行建模觀察，并將鈣化作為保護(hù)因素納入模型，其偏回歸系數(shù)為-1.532，優(yōu)勢(shì)比OR為0.216。本組中發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)中存在鈣化亦提示良性SPN。Fleischner學(xué)會(huì)[6]與Lung-RADS 1.1[9]也提出SPN中出現(xiàn)鈣化灶多為良性。SPN直徑作為單獨(dú)預(yù)測(cè)因素被納入Mayo和VA模型，但在本研究中，雖然單因素分析顯示良惡性SPN直徑差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但多因素分析時(shí)并未顯示其具有診斷價(jià)值，可能與本組SPN直徑多為10～30 mm、而5～10 mm者僅占4.97%(8/161)有關(guān)，也可能與Mayo和VA模型作為初篩評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)而納入了良性病例更多有關(guān)。既往研究[12]顯示亞實(shí)性SPN可能是肺腺癌的早期表現(xiàn)，特別是在女性和非吸煙患者中，但本研究中良惡性SPN在患者性別和結(jié)節(jié)密度方面未見(jiàn)明顯差異，可能與本組亞實(shí)性病變占比較少(19/161，11.80%)有關(guān)，需要更大樣本量進(jìn)一步分析。

綜上所述，氣管血管集束、患者高齡及SUVmax增高是惡性SPN的重要征象。PET/CT定性診斷SPN的效能優(yōu)于HRCT，對(duì)于HRCT難以定性的SPN患者，有必要行PET/CT檢查。基于PET/CT所建數(shù)學(xué)模型的診斷價(jià)值與PET/CT相仿，且特異度更高，臨床醫(yī)師可在PET/CT基礎(chǔ)上納入該模型加以效驗(yàn)，以作出最佳診斷。