低劑量聯(lián)合超高分辨率CT在肺磨玻璃結(jié)節(jié)篩查中的應(yīng)用分析?

黃翹路 黃冉冉 李朝蕙 衣泳潔 張國偉,*

1.山東省濱州醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院(山東 煙臺 264003)

2.山東省濱州醫(yī)學(xué)院附屬煙臺山醫(yī)院影像科(山東 煙臺 264003)

肺磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule，GGN)是一種肺部較為常見的非特異性影像表現(xiàn)，在胸部CT檢查中表現(xiàn)為局灶性云霧狀密度增高影，鄰近支氣管、血管結(jié)構(gòu)及小葉間隔清晰可辨[1-2]；其病理學(xué)基礎(chǔ)為感染、水腫、纖維化、惡性腫瘤增殖等各種原因?qū)е碌姆闻輧?nèi)細(xì)胞數(shù)量增加、上皮細(xì)胞增殖、肺泡間隔增厚、肺泡內(nèi)含氣量減少等[3-4]。根據(jù)GGN是否顯示存在實(shí)性成分可以將其分為純磨玻璃結(jié)節(jié)(pGGN)和混合磨玻璃結(jié)節(jié)(mGGN)。pGGN常傾向于良性病變，多見于局灶性肺間質(zhì)纖維化、肺泡出血、慢性炎癥、不典型腺瘤樣增生(AAH)或原位腺癌(AIS)；mGGN中的實(shí)性成分往往是腫瘤侵襲性的指標(biāo)，通常為微浸潤性腺癌(MIA)或浸潤性腺癌(IAC)等惡性疾病[5-6]；因此臨床中GGN的鑒別診斷對于確定患者的治療方案及預(yù)后具有重要意義。近年來，隨著低劑量CT(lowdose computed tomography，LDCT)的廣泛推廣應(yīng)用，GGN的早期篩檢率顯著提高，但對于直徑較小的GGN局部細(xì)節(jié)顯示不清，在定位和評估其惡性潛力方面存在一定的局限性，還需要聯(lián)合其他檢查技術(shù)著重結(jié)合病灶形態(tài)、密度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及瘤周特征的改變以達(dá)到定性診斷的目的。超高分辨率CT(ultra-high-resolution computed tomography，UHRCT)對病灶影像細(xì)節(jié)展現(xiàn)的精度和細(xì)度都更高，能夠精確顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及邊緣特征，特異性的影像表現(xiàn)可以為早期肺癌的分類及分型提供可靠證據(jù)[7]。結(jié)合LDCT與UHRCT的優(yōu)勢，可能對提高GGN的檢測、定位和惡性潛力評估的準(zhǔn)確性有較大價值。在本項(xiàng)研究中，我們旨在分析LDCT聯(lián)合UHRCT在GGN早期鑒別診斷中的應(yīng)用價值，探討其在早期診斷和臨床決策中的潛在優(yōu)勢。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧分析初診為肺磨玻璃結(jié)節(jié)，并經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的97名患者，全部患者在術(shù)前均接受LDCT與UHRCT檢查，其中男性38名，女性59名；年齡24～70歲；其中22名患者有吸煙史，5名患者有肺癌家族史；結(jié)節(jié)直徑0.5～3.0cm，共101枚。根據(jù)手術(shù)病理結(jié)果分為良性組44例，惡性組57例(炎癥、AAH、AIS納入良性病變，MIA、IAC納入惡性病變)。本研究方案經(jīng)煙臺市煙臺山醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn):均具有完整的臨床資料、影像學(xué)資料；均接受手術(shù)經(jīng)病理學(xué)證實(shí)；所有人員及其家屬均簽署知情同意書自愿參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn):既往有肺癌或其他肺部疾病病史；合并其他惡性腫瘤疾病者；CT圖像質(zhì)量不佳影響觀察者。

1.2 設(shè)備與方法所有患者均行同機(jī)LDCT與UHRCT檢查，檢查儀器為Philips ingenuity 128層螺旋CT，檢查前協(xié)助患者做正確呼吸訓(xùn)練，患者取仰臥位，指導(dǎo)患者上舉雙臂，吸氣末屏氣時掃描。LDCT檢查的相關(guān)參數(shù)設(shè)置：使用自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，對于體型較小的受檢者(BMI≤30kg/m2)，掃描條件為100kVp，管電流上限設(shè)置為不超過40mAs，總劑量≤0.2mSv；對于體型較大的受檢者(BMI＞30kg/m2)，掃描條件為120kVp，管電流上限設(shè)置為不超過60mAs，總劑量≤0.5mSv；掃描矩陣512×512，F(xiàn)OV：400mm×400mm，螺距：1.0，掃描層厚及間隔均為1mm，檢查范圍從肺尖至膈頂，包括全肺。依據(jù)影像科醫(yī)師判定的隨訪時間對所有肺磨玻璃結(jié)節(jié)患者再行UHRCT靶掃描，檢查的相關(guān)參數(shù)設(shè)置：采用固定管電流技術(shù)，掃描管電壓為120kV，管電流范圍根據(jù)患者體型設(shè)為200～300mA；掃描矩陣1024×1024，應(yīng)用小視野觀察肺磨玻璃結(jié)節(jié)，F(xiàn)OV：200mm×200mm，螺距：0.6，掃描層厚為1mm，50%間隔重建。所有CT圖像由兩名影像科副主任醫(yī)師采用盲法共同協(xié)商判斷GGN的影像征象及影像診斷結(jié)果，共同討論達(dá)成一致，影像征象包括大小、長徑/短徑、分葉征、毛刺征、細(xì)支氣管充氣征、胸膜凹陷征、瘤肺界面、腫瘤微血管CT征、實(shí)性成分占比等，影像診斷結(jié)果包括良性(炎癥、AAH、AIS)和惡性(MIA、IAC)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0軟件處理。(1)臨床基本資料：計量資料()描述，組間差異采用配對T檢驗(yàn)(P<0.05)；計數(shù)資料用百分比表示，組間差別采用χ2檢驗(yàn)(P<0.05) ；(2)影像學(xué)特征：計量資料均值±標(biāo)準(zhǔn)差描述，組間差異采用配對T檢驗(yàn)(P<0.05)；計數(shù)資料用百分比表示，組間差別采用χ2檢驗(yàn)(P<0.05)；(3)結(jié)合病理結(jié)果，分別計算出LDCT、UHRCT、LDCT聯(lián)合UHRCT GGN影像診斷的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度，并進(jìn)行受試者工作特征(ROC)曲線及曲線下面積(AUC)分析各檢查方式在肺GGN中的診斷價值。

2 結(jié)果

2.1 臨床基本資料結(jié)果97名患者檢出肺磨玻璃結(jié)節(jié)101枚，經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)良性組44例(包括炎癥4例，不典型腺瘤樣增生6例，原位腺癌34例)，惡性組57例(包括微浸潤性腺癌36例，浸潤性腺癌21例)。良惡性GGN在臨床資料如性別、年齡、吸煙史、肺癌家族史差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 磨玻璃結(jié)節(jié)臨床基本資料

2.2 影像學(xué)特征分析LDCT結(jié)果：97名患者經(jīng)LDCT檢出肺磨玻璃結(jié)節(jié)101枚，經(jīng)手術(shù)證實(shí)良性44枚，惡性57枚。結(jié)合病理結(jié)果，良惡性GGN的LDCT影像征象分析結(jié)果顯示毛刺征、胸膜凹陷征、瘤肺界面、腫瘤微血管CT成象征、實(shí)性成分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；而惡性GGN的大小、長徑/短徑、分葉征、細(xì)支氣管充氣征占比均高于良性GGN，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 病理結(jié)果分組 LDCT

UHRCT結(jié)果：97名患者經(jīng)超高分辨率CT掃描檢出肺磨玻璃結(jié)節(jié)101枚，經(jīng)手術(shù)證實(shí)良性44枚，惡性57枚。結(jié)合病理結(jié)果，良惡性GGN的UHRCT影像征象分析結(jié)果顯示，在毛刺征、細(xì)支氣管充氣征、胸膜凹陷征、瘤肺界面、腫瘤微血管CT成象征等方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；而惡性GGN的大小、長徑/短徑、分葉征、實(shí)性成分征象占比均高于良性組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 病理結(jié)果分組 UHRCT

典型LDCT、UHRCT肺GGN影像對比：見圖1-圖3。

圖1A-圖1D 男性，60歲，LDCT左肺上葉見一磨玻璃結(jié)節(jié)，橫切面直徑8mm，病灶邊緣模糊，與小血管關(guān)系密切；12個月復(fù)查時于UHRCT冠狀位圖像見左肺上葉亞實(shí)性結(jié)節(jié)灶，最大長徑22mm，瘤肺界面清晰，病灶見分葉、毛刺、空氣支氣管征，MIP圖像見腫瘤微血管CT成像征，擬診惡性結(jié)節(jié)。(病理結(jié)果：微浸潤性腺癌)

圖2A-圖2D 男性，60歲，LDCT右肺上葉磨玻璃結(jié)節(jié)，橫切面直徑15mm，邊緣毛糙；3個月復(fù)查時UHRCT圖像見分葉、毛刺、血管集束征，內(nèi)見牽拉擴(kuò)張支氣管影，管壁僵硬，MIP圖像可見腫瘤微血管CT成像征，擬診惡性結(jié)節(jié)。(病理結(jié)果：浸潤性腺癌)

圖3A-圖3D 女性，50歲，LDCT右肺上葉磨玻璃結(jié)節(jié)，橫切面直徑9mm，邊緣局部分葉毛糙；3個月復(fù)查時UHRCT圖像示淺分葉及少許毛刺，其內(nèi)可見血管進(jìn)入，擬診良性結(jié)節(jié)。(病理結(jié)果：原位腺癌)

2.3 不同檢查方法診斷GGN效能以病理診斷結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，分析LDCT、UHRCT、LDCT聯(lián)合UHRCT 診斷的效能。聯(lián)合檢查的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度均大于LDCT、UHRCT單一檢查，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4

2.4 不同檢查方法診斷GGN的ROC曲線將GGN病理診斷結(jié)果惡性作為狀態(tài)變量，各種影像檢查方法得到的良惡性結(jié)果作為檢驗(yàn)變量，繪制ROC曲線圖，得到LDCT、UHRCT、LDCT聯(lián)合UHRCT診斷肺GGN的曲線下面積分別為0.613(AUC的95%CI：0.502～0.724)、0.844(AUC的95%CI：0.762～0.926)、0.913(AUC的95%CI：0.850～0.977)，其中UHRCT及LDCT聯(lián)合UHRCT診斷的曲線下面積均>0.8，診斷價值好，且聯(lián)合診斷的曲線下面積最大，較各種方法單一診斷更具價值。見圖4。

圖4 磨玻璃結(jié)節(jié)ROC曲線及曲線下AUC面積。

3 討論

肺癌是中國乃至全球發(fā)病率與病死率較高的惡性腫瘤之一，多數(shù)患者在初診時已達(dá)中晚期甚至發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，故其5年生存率低于20%[8-9]。GGN作為肺癌的早期表現(xiàn)，隨著LDCT的廣泛應(yīng)用，其檢出率顯著增加，對肺癌進(jìn)行早期診斷和治療可以明顯減低患者的死亡率[10-11]。LDCT通過調(diào)節(jié)管電流或管電壓、增加螺距、自動曝光控制、圖像濾過技術(shù)等手段，輻射劑量低于常規(guī)劑量CT，診斷效能卻與之相當(dāng)，已成為目前公認(rèn)的早期肺癌篩查手段[12]，廣泛應(yīng)用于肺部篩查、肺結(jié)節(jié)評估、支氣管病變顯示、隨訪等[13]。但其也存在一定的不足，對于直徑較小的GGN、沿身體縱軸生長的GGN不能清晰觀察、判斷CT特征，常導(dǎo)致漏診、誤診等[14-15]，如圖1A-D。張曉菊等人[16]提出的肺亞實(shí)性結(jié)節(jié)診治中國專家共識中，細(xì)化了肺結(jié)節(jié)分級診治隨訪策略，對高危人群推薦行LDCT篩查、腫瘤標(biāo)志物等相關(guān)檢查，對于直徑≤5mm的pGGN，建議6個月隨訪，隨后行年度胸部CT隨訪；直徑>5mm的pGGN，則建議3個月隨訪后行常規(guī)年度隨訪。對于直徑≤8mm的mGGN，建議3、6、12和24個月進(jìn)行影像隨訪，無變化者再轉(zhuǎn)為常規(guī)年度復(fù)查；直徑超過8mm的mGGN，則建議3個月隨訪，若持續(xù)存在再采用PET-CT、穿刺活檢或手術(shù)評估，對提高肺GGN的良惡性鑒別診斷具有重要意義。劉士遠(yuǎn)等人[17]建議有條件的醫(yī)院優(yōu)先選擇1024×1024矩陣、1mm薄層重建，以避免漏診與誤診。

本研究中采用的UHRCT，較512×512矩陣的HRCT有更小的探測器元件和X射線管焦點(diǎn)尺寸，其涵括的像素是常規(guī)HRCT的四倍，對肺GGN及其與支氣管的關(guān)系顯示的更清晰。本文圖1所提供的病例中，經(jīng)LDCT橫軸位掃描檢出左肺上葉8mm磨玻璃結(jié)節(jié)，缺乏整體性與立體性，通過UHRCT靶掃描及重建，于多方位觀察其沿上下方向斜行順應(yīng)血管、支氣管束生長，建立了清晰直觀的GGN-血管細(xì)支氣管2D圖像，測得其最大長徑22mm。對于橫軸位不能顯示GGN最大直徑的病例，UHRCT可在矢狀位或冠狀位上觀察和測量，最大密度投影(MaxIP)有利于顯示GGN的實(shí)性成分、內(nèi)部血管分布走行情況；最小密度投影(MinIP)更好地顯示GGN-肺界面與細(xì)支氣管間的關(guān)系。這與趙紅等人[18]的研究結(jié)果一致，UHRCT靶掃描聯(lián)合MPR、CPR、MaxIP、MinIP重建，能準(zhǔn)確判定結(jié)節(jié)的實(shí)際大小及與周圍細(xì)微結(jié)構(gòu)的關(guān)系，有效指導(dǎo)細(xì)支氣管鏡活檢規(guī)劃路徑。

劉成蔭等人[19]的研究結(jié)果表明，UHRCT在影像學(xué)表現(xiàn)上與CT存在顯著差異，有意義的征象有血管集束征、胸膜凹陷征、支氣管充氣征、分葉征、毛刺征等，診斷肺內(nèi)良惡性結(jié)節(jié)的能力明顯優(yōu)于CT。既往研究顯示，UHRCT提供的信息量明顯多于常規(guī)CT及HRCT[20]，對血流分布、組織結(jié)構(gòu)、惡性腫瘤與周圍組織的關(guān)系均有更細(xì)致的顯示，吳昊等人[21]的研究結(jié)果表明，UHRCT檢出的結(jié)節(jié)個數(shù)較常規(guī)CT更多，直徑更大，實(shí)性成分占比、毛刺征、血管擴(kuò)張征、血管集束征更多。本文研究中比較了所有肺GGN患者的LDCT與UHRCT征象，UHRCT檢出的分葉征、毛刺征、細(xì)支氣管充氣征、胸膜凹陷征、腫瘤微血管CT征、mGGN較LDCT更多，與既往的研究結(jié)果基本一致。UHRCT掃描技術(shù)也存在一定的局限，為避免延長掃描時間，LDCT聯(lián)合UHRCT靶向軸掃過程中需精準(zhǔn)定位，對影像技師的要求較高；另一方面，雖然UHRCT對結(jié)節(jié)細(xì)微征象有較高的分辨力，但易受呼吸、心臟搏動的影響，因此在心臟周圍，尤其是左肺下葉、左肺上葉下舌段的結(jié)節(jié)，可能出現(xiàn)圖像偽影，需要配合心電門控使用，才能保障圖像質(zhì)量。

本文中所存在的不足：樣本選取人數(shù)較少，臨床可進(jìn)一步擴(kuò)大觀察樣本數(shù)量，以提升普遍性；在第1、3、6、12個月隨訪時，由于病灶生長導(dǎo)致體積和密度變化，可能會使兩次CT檢查結(jié)果比較存在信息偏差，限制了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

綜上所述，低劑量CT聯(lián)合超高分辨率CT掃描可以有效提升肺磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷效能，較單一診斷更具優(yōu)勢，為臨床診治提供了新思路。