基于肺部多模態(tài)圖像診斷惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素

佟超 馮巍 韓勇 李偉銘 陶麗新 郭秀花,2

0 引言

肺癌在20世紀(jì)以前很少見，但目前其是最常見的癌癥之一(占所有癌癥的11.6%)，2019年肺癌位居中國男性發(fā)病第一位[1]。在全球肺癌仍然是癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一[2-4]。而吸煙仍然是導(dǎo)致肺癌發(fā)生的最重要危險因素，戒煙被認為是降低肺癌死亡風(fēng)險最有效的一級預(yù)防策略[5]。隨著許多低收入和中等收入國家空氣污染和煙草使用的增加，肺癌的發(fā)病率大大增加，這給社會造成了巨大的經(jīng)濟負擔(dān)[6-7]。此外，其他危險因素也逐漸被發(fā)現(xiàn)并得到關(guān)注，例如肺結(jié)節(jié)的影像學(xué)征象。隨著科技的進步和相關(guān)影像設(shè)備的快速更新，影像醫(yī)學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域及介入治療領(lǐng)域均取得了重大創(chuàng)新與突破，得到了醫(yī)學(xué)界的廣泛認可。多模態(tài)正電子發(fā)射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描(positron emission tomography/computed tomography，PET/CT) 圖像是對癌癥進行診斷并評價其療效的重要方法之一。目前，多是基于CT圖像分析影像學(xué)征象診斷惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素，缺乏基于PET/CT圖像的研究。本研究基于PET/CT圖像分析影像學(xué)征象診斷肺結(jié)節(jié)良、惡性的影響因素，并將PET/CT圖像重要代謝指標(biāo)SUVmax納入作為研究重點。為研究基于肺部多模態(tài)圖像診斷惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素，制定相關(guān)防治措施，對326例肺占位患者進行病例對照研究，通過多因素Logistic回歸篩選出影像征象中診斷惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素。

1 資料與方法

1.1 研究對象

研究對象為107例首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院肺占位患者(2015年12月至2018年9月)、219例北京市腫瘤防治研究所的肺占位患者(2010年12月至2018年1月)，共326例，其中包括115例良性病例、211例惡性病例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡大于等于18歲；每個患者包含有結(jié)節(jié)的多模態(tài)圖像數(shù)目不少于2張，所需個人信息完整；對于惡性結(jié)節(jié)，有病理診斷結(jié)果或經(jīng)醫(yī)生先驗知識將患者確定為肺癌的；對于良性結(jié)節(jié)，有病理診斷結(jié)果或影像醫(yī)生將患者確診為其他疾病的。

排除標(biāo)準(zhǔn)：個人信息不完整的患者；進行化療放療后的患者；在融合圖像上病變位置不清楚的患者。

1.2 考核指標(biāo)

影像征象主要通過兩位影像科醫(yī)生同時閱片并進行影像學(xué)診斷，收集圖像上結(jié)節(jié)形態(tài)學(xué)信息以及多模態(tài)圖像特有的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(maximum standard uptake value,SUVmax)。

影像學(xué)特征包括：結(jié)節(jié)位置、結(jié)節(jié)大小、淋巴結(jié)是否腫大、結(jié)節(jié)密度、實質(zhì)性改變、磨玻璃樣變、毛刺征、分葉征、空泡征、鈣化、空洞、胸膜凹陷征、胸水等；代謝信息，例如最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值；病理診斷或醫(yī)生診斷結(jié)果等。

1.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS 25.0，單因素組間的計量資料比較采用t檢驗，單因素組間的計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，利用單因素Logistic回歸及多因素Logistic回歸分析篩選出惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素，計算各變量的β、P、OR及95%置信區(qū)間。所有統(tǒng)計分析的檢驗水準(zhǔn)α=0.05、P<0.05時差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 醫(yī)學(xué)影像學(xué)分析結(jié)果

對肺結(jié)節(jié)的大小(長徑)、SUVmax、磨玻璃樣變、有暈征、分葉征、毛刺征、鈣化進行描述，并比較影像征象在良惡性兩組之間的差異，結(jié)果見表1。

表1 肺部PET/CT圖像良惡性結(jié)節(jié)影像征象Table 1 Imaging signs of benign and malignant nodules on PET/CT images of the lungs

結(jié)節(jié)大小、SUVmax均采用兩獨立樣本t檢驗進行差異性分析；磨玻璃樣變、有暈征、分葉征、毛刺征、鈣化均采用卡方檢驗進行差異性分析。統(tǒng)計結(jié)果表明，惡性結(jié)節(jié)(3.28 cm±1.91 cm)與良性結(jié)節(jié)(2.45 cm±1.13 cm)的大小存在差異，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；惡性結(jié)節(jié)的SUVmax為9.74±5.89，良性結(jié)節(jié)為6.10±3.89，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，表明惡性結(jié)節(jié)的代謝水平高于良性結(jié)節(jié)；分葉征、毛刺征、鈣化在惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)之間的分布均存在差異，且差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。

2.2 肺結(jié)節(jié)良惡性影響因素分析

研究因素主要包括結(jié)節(jié)大小、SUVmax、磨玻璃樣變、邊緣光滑、有暈征、分葉征、毛刺征、鈣化，共計8個指標(biāo)，亞變量賦值情況見表2。

表2 肺癌研究因素名稱及賦值Table 2 Names and assignments of factors studied in lung cancer

首先采用單因素Logistic回歸探究以上指標(biāo)對肺結(jié)節(jié)良惡性質(zhì)的影響，分析結(jié)果如表3所示。由表可知,結(jié)節(jié)大小、SUVmax、分葉征、毛刺征是肺癌的危險因素，而鈣化是肺癌的保護性因素。

表3 單因素Logistic回歸分析結(jié)果Table 3 Results of univariate Logistic regression analysis

采用多因素Logistic回歸，將單因素Logistic回歸分析中P<0.2的影響因素帶入模型中，結(jié)果見表4。結(jié)果顯示，結(jié)節(jié)大小、SUVmax、分葉征、毛刺征、鈣化具有統(tǒng)計學(xué)意義，即結(jié)節(jié)每增加1 cm，肺結(jié)節(jié)為惡性的可能性增加0.31倍；代謝水平每提高一個水平，肺結(jié)節(jié)為惡性的可能性增加0.10倍；出現(xiàn)分葉征的結(jié)節(jié)為惡性的可能性為未出現(xiàn)分葉征結(jié)節(jié)的7.27倍；出現(xiàn)毛刺征的結(jié)節(jié)為惡性的可能性為未出現(xiàn)毛刺征結(jié)節(jié)的3.16倍；出現(xiàn)鈣化結(jié)節(jié)為惡性的可能性為未出現(xiàn)鈣化結(jié)節(jié)的0.13倍。

表4 肺癌多因素Logistic回歸分析結(jié)果Table 4 Results of multivariate Logistic regression analysis for lung cancer

3 討論

影響肺癌的因素眾多，包括環(huán)境、生活行為方式、機體遺傳和社會等多種因素[8]。吸煙是肺癌的主要病因，連續(xù)吸煙者肺癌發(fā)生風(fēng)險大約是從不吸煙者的20～50倍。吸煙時間被視為吸煙者肺癌風(fēng)險的最重要決定因素[9]。黃萌等[10]發(fā)現(xiàn)吸煙患者肺癌發(fā)病風(fēng)險顯著增加，且不同吸煙情況患肺癌風(fēng)險不同，輕度吸煙OR值為1.67,重度吸煙OR值為7.27，輕度被動吸煙OR值為2.63，重度被動吸煙OR值為6.25。劉偉潔[11]的研究表明，有相當(dāng)一部分肺癌患者沒有在確診后及時戒煙，且戒煙不及時將增加肺癌手術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險。該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是多數(shù)患者對尼古丁依賴性較高，難以短時間內(nèi)迅速戒煙。

影像學(xué)征象是重要的惡性肺結(jié)節(jié)影響因素也是十分重要的判斷因素。耿睿等[12]利用213例孤立性肺結(jié)節(jié)患者的臨床資料和醫(yī)學(xué)影像學(xué)資料，通過多因素Logistic回歸分析臨床因素與CT影像學(xué)特征在判斷孤立性肺結(jié)節(jié)良惡性評估中的應(yīng)用價值。研究結(jié)果表明，結(jié)節(jié)直徑大，CT中存在磨玻璃結(jié)節(jié)、毛刺征、分葉征提示為惡性肺結(jié)節(jié)的可能性較大。王晶晶等[13]收集了454例肺結(jié)節(jié)患者的基本信息和CT圖像影像學(xué)信息，利用非條件Logistic回歸探討惡性肺結(jié)節(jié)的影響因素，在校正基本信息后，發(fā)現(xiàn)胸部影像中出現(xiàn)淋巴結(jié)腫大、空泡征、胸膜凹陷癥、無鈣化提示肺結(jié)節(jié)為惡性的可能性較大。與先前研究類似，在本次基于肺部多模態(tài)PET/CT圖像的研究中，當(dāng)出現(xiàn)結(jié)節(jié)直徑大及存在分葉征、毛刺征、無鈣化提示結(jié)節(jié)為惡性的可能性較大。

SUVmax為多模態(tài)PET/CT圖像常用的半定量指標(biāo)，可顯著提高腫瘤的臨床診斷水平。張子洲等[14]收集111例經(jīng)PET/CT檢查且確診為肺癌的患者，通過Pearson分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤大小與SUVmax呈顯著正相關(guān)(P<0.01)；在分析SUVmax與腫瘤病理類型的相關(guān)性時發(fā)現(xiàn)，雖然鱗癌組腫瘤大小小于腺鱗癌組，但鱗癌組的SUVmax卻明顯高于腺鱗癌組。Nambu等[15]對66名肺癌患者進行研究，研究對象均在腫瘤手術(shù)前進行PET/CT檢查并在2004～2008年期間進行了手術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)原發(fā)性肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的可能性隨著SUVmax的增加而增加。目前研究SUVmax對惡性肺結(jié)節(jié)影響的文獻并不多，在本次研究中，多因素Logistic回歸結(jié)果顯示SUVmax為惡性肺結(jié)節(jié)的重要危險因素。

4 結(jié)論

本研究利用Logistic回歸分析對惡性肺結(jié)節(jié)可能的影響因素進行了篩選，結(jié)果顯示結(jié)節(jié)大、SUVmax值大、存在分葉征、存在毛刺征是肺癌的危險因素，結(jié)節(jié)有鈣化為肺癌的保護因素。