Lung Care軟件對孤立性肺部小結節性質判定的價值

王垚青，徐長青，韓本誼

(上海市市東醫院，上海 200438)

孤立性肺部小結節(SPN)是指肺內實質性結節，直徑≤3 cm的圓形或類圓形孤立結節，不伴有明顯的肺不張、衛星病灶或局部淋巴結腫大。其臨床癥狀不明顯，且結節越小，特征性影像形態學表現越不典型。臨床上對SPN良、惡性鑒別主要通過影像科醫師的經驗及對結節直徑的隨訪觀察等。近年來，一些先進的計算機輔助檢測(CAD)系統，如Lung Care軟件，用于胸部CT對結節形態和體積的測量，對結節性質判定具有一定價值。2005年1月～2011年10月，我們觀察了Lung Care軟件在胸部CT判定SPN性質的價值?，F報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇同期在我院行胸部CT檢查發現的SPN患者12例，男5例、女7例，年齡29～81歲、平均55歲。隨訪復查CT，復查間隔30～360 d，檢出惡性結節7例(腺癌1例、鱗癌3例、轉移癌3例)，4例原發性結節經手術病理證實，3例轉移性結節經過隨訪結節體積增大且數目增多，并有明確的原發灶;良性結節5例(炎性結節2例、結核球3例)，經過治療后隨訪結節縮小。

1.2 檢查方法 采用Siemens 6層CT掃描機，1次最大吸氣末憋氣采集肺容量數據，從肺尖掃描至上腹部，未注射造影劑，掃描參數:電壓110 kV，有效電流100～140 mA，圖像數據采用肺窗重建，窗寬為1200 Hu，窗位 －700 Hu，卷積值B40f medium sharp(體部中等銳利算法)，重建層厚1.25 mm，重建間距0.625 mm，重建矩陣512 ×512。

1.3 圖像處理及分析 醫師完成2次或2次以上的常規橫斷面CT圖像觀察后，記錄檢出結節;當選定好顯示的結節后，利用Lung Care軟件提供的VOI像格，軟件自動對結節進行分離，并計算結節的體積，X、Y、Z各個徑線值。倍增時間(DT)通過公式:DT=Δt×lg(V2/V1)/lg2進行計算，容積增長率(PVC)通過公式:PVC=(V2－V1)/V1，Δt為 2 次不同測量相隔的時間，V1為第1次檢查時肺結節的體積，V2為最后1次檢查時肺結節的體積，并將分析結果與隨訪的病理結果進行對照分析。

2 結果

2.1 肺結節的位置及形態 本文12例患者，病變位于右肺7例(上葉4例、中葉2例、下葉1例)、左肺5例(上葉3例、下葉2例)，病灶形態為圓形4例、類圓形5例、不規則形3例。

2.2 Lung Care軟件分析與病理結果比較 進行Lung Care軟件分析，復查時間間隔30～360 d，其中惡性結節7例，PVC為34.14% ～127.92%，DT為74～256 d;良性結節5例，4例 PVC為負值、1例PVC 為3.2%。見圖1～4、表1。

3 討論

3.1 CAD系統檢出肺結節的基本原理 肺結節的CT CAD大致包括:①圖像分割過程中，保證肺野特征的完整，避免偽影，通過各種計算機圖像分割技術對感興趣區(ROI)進行提?。?］。②肺結節與血管具有相近的灰度值，而且部分血管斷面形態與肺結節相似，因此需選擇ROI進行特征提取，如曲率、灰度值、面積、圓形度、變度、部位、梯度等來區分肺結節與血管等其他結構。③CAD技術可以自動計算出SPN的范圍，直接測量SPN的容積，提高了SPN DT計算的準確性。

圖1 1例肺部鱗癌患者CT平掃及體積變化

圖2 1例肺轉移癌患者CT平掃及體積變化

圖3 1例結核結節患者CT平掃及體積變化

圖4 1例肺腺癌患者CT平掃及體積變化

表1 SPN患者病理類型與初診、復查時的結節體積變化

本研究中的Lung Care軟件屬于CAD軟件的一種，其能對SPN三維容積的數據進行分析，可以提供X、Y、Z三個平面的長徑值，同時也能顯示結節密度的直方圖。在層板像格中，對已經裝載的圖像進行移動，確定可疑結節并標記;利用三維重建技術，對已經探測到的SPN進行三維重建，醫師可以從立體角度觀察SPN的形態，并進行角度的調整;利用軟件的容積測量功能，對選定的SPN進行范圍劃分和自動計算SPN的容積，醫師可以通過修改模式對SPN的范圍劃分進行修改，以便得出精確的數值。

3.2 SPN DT、PVC與結節性質的關系 SPN的生物學特征DT，即結節體積增長1倍(直徑增長約26%)所需的時間，是判斷結節良惡性的另一個重要指標。包括理論DT和實際DT。理論上腫瘤按細胞有絲分裂指數增長方式增長，即N=2n(N為細胞總數，n為細胞分裂的代數)，但臨床與實驗都證明，如果沒有新生血管形成來供應營養，腫瘤的直徑或厚度1～2 mm后，將不再增大。所以，臨床上所觀察到的腫瘤并不是單純按照指數增長方式生長，而是在生長分數、瘤細胞的生成與丟失以及誘導腫瘤血管生成等多種因素共同作用下生長。有學者指出，準確測量腫瘤的PVC對理解其生物學特征十分重要［2］。DT是肺癌預后的獨立影響因素，且DT長的肺癌有較好的預后。目前認為，良惡性結節DT存在差異，在胸片或胸部CT上結節大小保持2年無變化或變小，可診斷為良性。肺癌的DT差異較大，侵襲性高的小細胞肺癌DT僅有30 d，鱗癌的DT平均達90 d，大細胞肺癌的DT平均達120 d，侵襲性高和侵襲性一般的腺癌DT分別為150 d和180 d，大多數惡性結節的 DT 在30 ～400 d［3］。

以往一般用二維測量方法對病灶進行分析，一般通過測量CT橫斷面掃描圖像中病灶的前后2次直徑進行容積倍增時間計算，DTD=(lg2×Δt)/3lg(D2/D1)，Δt為2次不同測量相隔的時間，D為直徑。大量的研究及實踐證明，這種測量缺乏準確性［4］。目前正逐步應用三維容積測量來取代傳統的二維測量，通過CAD技術直接進行SPN容積測量，擺脫了計算肺癌DT的復雜公式。

本研究組病例中，惡性7例，所計算的DT在74～256 d，PVC 為34.14% ～127.92%，與文獻報道基本相符［5］，為患者及時手術爭取了時間。良性SPN 5例中，所計算的PVC為負值、DT為0，避免了患者進行不必要的手術，節省了治療費用。

3.3 CAD在SPN容積測量方面存在的問題與發展前景 CAD在SPN容積測量上存在的問題及原因分析:①容積效應:重建參數，如層厚、間隔、矩陣，卷積核函數不同產生的容積效應不同。Goo等［6］研究發現，不同直徑的結節，分別用不同層厚、視野和間隔進行重建，發現層厚對測量結果有顯著影響，并有交互作用。②掃描偽影:包括患者呼吸及心臟運動造成的偽影。結節越小，偽影造成的影響越大。Kostis等［7］測量一組2～8 mm大小具有不同程度偽影的結節，發現總體PVC的標準差比其中沒有嚴重偽影影響的一部分結節增加50% ～60%，根據PVC的標準差計算出來的隨訪時間也相對延長了2～3個月。③結節周圍結構對體積測量的影響:Wormanns等［4］發現結節與胸膜、血管的關系影響到測量的準確性時，大小相同但與胸膜接觸面不同的結節，得出的體積大小不同，結節因位于胸膜頂或者侵入胸壁較深時，分割難度大，效果欠佳。④部分實性和非實性結節的生長分析:部分實性結節、非實性結節中的磨玻璃成分與周圍肺實質的密度差異較實性結節小，計算機難以將這些結節與周圍結構準確分割［8］。

隨著CT掃描技術的發展，影像分辨力的提高將降低部分容積效應，提高CAD對SPN容積測量的準確性，CAD系統在肺結節體積測量中將會發揮更大的作用。

［1］崔云，馬大慶.肺結節的CT計算機輔助檢測和診斷的基本方法和應用［J］.中國醫學影像技術雜志，2007，23(3):469-472.

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