孤立性肺結節影像學檢查技術及應用進展*

宋婷妮 綜述,曾勇明 審校

(重慶醫科大學附屬第一醫院放射科 400016)

孤立性肺結節影像學檢查技術及應用進展*

宋婷妮 綜述,曾勇明△審校

(重慶醫科大學附屬第一醫院放射科 400016)

硬幣病變,肺;體層攝影術,X線計算機;磁共振成像

肺癌是全世界癌癥致死的首要原因,肺癌每年的死亡人數超過了乳腺癌、結腸癌和前列腺癌的總和[1]。在美國每年有超過十六萬人死于肺癌[2]，賈世杰等[3]在對2002～2011 年中國惡性腫瘤病死率水平及變化趨勢調查中發現，標化病死率排在前 3 位的惡性腫瘤依次是肺癌、肝癌和胃癌，其中肺癌病死率有逐漸上升的趨勢。肺癌在進展期前通常是無癥狀的，且有10%是在與肺癌無關的胸片檢查中偶然發現的。所以大多數患者在診斷為肺癌時已經到了進展期，此時尋找有效的治療方法往往受限，而且患者的預后很差。肺癌患者的5年平均生存率僅為16.9%[4]，國際早期肺癌行動計劃(international early lung cancer action program,I-ELCAP)已經證實了Ⅰ期肺癌患者術后的10年生存率可達到88%[5]。肺癌的早期診斷是提高患者生存率的關鍵，也是一個難點。

孤立性肺結節(solitary pulmonary nodules,SPN)是指肺實質內單發孤立的圓形或類圓形、直徑小于或等于3 cm，不伴有肺不張、無淋巴結腫大或肺內其他異常的病變[6]。SPN包括肺癌、感染、轉移瘤和良性腫瘤等，SPN 的臨床診斷及良惡性的鑒別是胸部影像學研究的重點與難點之一。因此，對SPN的病因做出及時、準確的診斷能夠極大地提高肺癌患者的生存率并改善預后。醫學影像技術的發展顯著地提高了SPN的檢出率及肺癌的早期發現能力。現就SPN篩查相關的醫學影像檢查技術及應用進展綜述如下。

1 胸部X射線攝影檢查

數字X射線攝影(digital radiography,DR)由于其成本低、操作簡單及低輻射劑量仍然是檢查胸部疾病時最廣泛使用的成像技術。近年來,DR的時間減影技術通過對同一患者的先后兩次檢查圖像的減影，可以消除如肋骨及肺血管等正常組織的影響,Sasaki等[7]研究證實了使用時間減影技術(AUC=0.990)與未使用時間減影技術(AUC=0.951，P=0.028)和雙重閱讀方法(AUC=0.890，P=0.002)相比明顯提高了肺癌檢出的準確性。在日本，時間減影技術已應用于臨床。DR的雙能減影(dual-energy subtraction,DES)技術是利用高能和低能的X射線獲得兩幅原始圖像，利用骨和軟組織衰減的能量依賴性通過圖像處理以單獨顯示骨組織和軟組織的數字減影技術。由于雙次曝光有短暫的時間間隔，可能會受到運動偽影的影響。計算機X射線攝影(computed radiography,CR)單次曝光DES技術[8]，使用由一個只允許高能X射線光子通過的銅過濾板分開的兩個片匣同時接受曝光，在第一個片匣上形成正常的胸片，在銅過濾板下的第二個片匣上生成骨組織的圖像，再通過減影就可獲得軟組織圖像，這樣也消除了運動偽影的影響。DES的優勢在于可以顯示那些被肋骨、鎖骨及肩胛骨遮擋的結節[9]，在SPN的鈣化檢出方面，DES明顯優于傳統DR(P<0.05)[10]。數字體層融合(digital tomosynthesis,DTS)是一種全新的X射線診斷檢查技術，從不同角度來采集連續斷層圖像，根據不同臨床需求，采用相應的圖像重建方式，能夠有效避免DR攝影存在的重疊影像問題[11]，是早期肺癌篩查較好的影像學檢查方法。Gomi等[12]將DES技術與DTS相結合(DES-DT)，發現DES-DT對肺結節的檢測準確度明顯高于DES(7 mm非鈣化結節，P<0.05；鈣化結節，P<0.01)，其對7 mm模擬肺結節的鈣化檢出的敏感性和圖像的信噪比(SNR)也較高。

2 胸部CT檢查

CT消除了重疊影像的影響，由于其靈敏度高,正常劑量CT被認為是目前篩查肺癌的金標準[12]。美國國家癌癥研究所進行了大規模的低劑量 CT (low-dose computed tomography，LDCT)對比胸片篩查肺癌的隨機對照研究(the national lung screening trial，NLST)。結果表明LDCT組肺癌死亡數為 247 例/萬人，胸片組為 309 例/萬人，LDCT 篩查肺癌相對胸片可以降低 20%的肺癌病死率(P=0.004)[13]。高分辨率 CT(high-resolution computed tomography,HRCT)掃描技術主要包括薄的掃描層和用高空間頻率算法(骨算法)重建,可以比較清晰地顯示肺的細微結構，提供了非常豐富的診斷信息，如結節密度、大小、邊緣特征及空洞、脂肪、鈣化的存在，可以發現更多有價值的征象。Harders等[14]發現，HRCT診斷肺結節的靈敏度、特異度和準確性分別為98%、23%和87%，其有著很高的靈敏度，但是對惡性結節診斷的特異度較低。Ravenel等[15]認為在測量肺結節體積時骨算法可以兼顧診斷準確性與圖像主觀質量，并推薦使用0.625 mm或者不大于1.25 mm的層厚。但是由于薄層圖像較多，會增加讀片時間，Lee等[16]推薦先使用厚層(5 mm)圖像尋找結節，然后再有選擇性地在薄層(1 mm)圖像上觀察結節的特征。動態增強CT可用于評價SPN,Dabrowska等[17]使用簡化的動態增強(平掃，注射對比劑后30 s、4 min各掃一次)方案，以15 HU為閾值，其靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值和診斷準確性分別為100%、41%、70%、100%和75%，證明了減少了對比劑注射后掃描期數并沒有影響肺結節檢測的靈敏度，而這個簡化方案的輻射劑量僅僅為傳統4期增強掃描的1/4。多層螺旋CT灌注成像可以對SPN的血流模式進行定量分析及評價，同時具有掃描速度快、空間分辨率高的優點，有助于臨床上對良惡性病變鑒別診斷。有研究表明，良性結節的血流量(BV)、血容量(BF)和通透性(PMB)值顯著低于惡性結節(P<0.05)[18]。

雙能CT的雙能技術只需在注射對比劑后就可提供虛擬平掃圖像和增強圖像，可對同一感興趣區域在平掃和增強圖像上觀察，減少了由于位置變化而引起的誤差；它減少了一次平掃，其輻射劑量與單能CT沒有明顯差異。SPN 的虛擬平掃圖像CT值與常規平掃的CT 值及碘分布圖像CT值與強化值顯示出良好的一致性,其相關系數分別為0.89、0.91[19]。SPN 內及縱隔淋巴結的鈣化往往是良性結節的征兆，以真實平掃作為標準，虛擬平掃圖像鈣化檢出率為 93.02%(80/86)[20]。Chae等[21]發現利用結節在碘圖與普通增強圖像的CT值來診斷肺惡性結節的準確性是可比的(分別為：靈敏度，92%vs.72%；特異度，70%vs.70%；準確度，82.2%vs.71.1%)。通過能譜CT成像的單能量圖像、能譜曲線、碘基圖像和碘物質定量分析，可以反映SPN的血供特點及增強幅度，有助于良惡性的鑒別診斷。陳燕等[22]研究結果顯示，動脈期及靜脈期惡性肺部占位性病變組在不同Kev下CT值均高于良性組，其中當單能量越低時CT值差別越大，肺部良惡性占位性病變組的曲線斜率及碘基值均高于良性組；肺鱗癌組與肺腺癌組CT能譜曲線斜率比較，動脈期及靜脈期肺鱗癌組CT能譜曲線的斜率均高于肺腺癌組。

3 胸部MRI檢查

雖然由于肺部的低質子密度，MRI在肺部成像的SNR較低，而且易受到空氣-組織界面產生的磁敏感偽影及呼吸與心臟搏動偽影的影響，使得肺部 MRI 檢查在臨床不是“常規”檢查方法。近年來，隨著MRI一些新技術的出現，如快速成像序列、動態增強MRI(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)、擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)及呼吸、心電門控等，MRI 對肺結節的成像能力得到明顯提高，有效消除了心跳、呼吸等影響，臨床上的應用越來越廣泛。動態增強MRI在評估腫瘤血管、間質和血管內皮生長因子的表達,預測周圍型肺癌患者的生存結果等方面有較好的作用。有研究報道，以最大強化率110%為閾值，惡性結節的陽性預測值、靈敏度、特異度分別為92%、63%和74%；以增強斜率每分鐘13.5%為閾值，靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為94%、95%、88%和74%[23]。雖然動態增強MRI可用于區分良惡性結節，但是卻難以區分急性炎癥病變、活動期的感染和惡性病變[24]。王克禮等[25]研究發現，SPN大小是DWI的彌散敏感系數b值選擇影響因素。良惡性SPN的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)值均隨b值增加而逐漸變小，最大直徑小于15 mm組中，良惡性SPN在b值等于500 s/m2時，其ADC值差異有統計學意義(t=2.35,P<0.05)；最大直徑大于15 mm組中，良惡性SPN在b值為800～1 000 s/m2時，其ADC值差異有統計學意義(t=2.30,P<0.05;t=4.08,P<0.01)。

4 展 望

SPN的診斷仍然是一個相當大的挑戰,這些大量的不確定結節已成為臨床醫生和放射科醫生診斷的難點。胸部X射線攝影檢查由于其成本低、操作簡單及低輻射劑量仍作為常規檢查方法,但在檢測微小的肺結節方面敏感性較低。CT消除了重疊影像的影響，由于其靈敏度高,正常劑量CT被認為是目前篩查肺癌的金標準[12]。常規CT的輻射劑量仍然較高，因此SPN的篩查應推廣低劑量CT掃描技術。多層螺旋CT灌注成像可以對SPN的血流模式進行定量分析及評價，已被證實為鑒別SPN良惡性的有效方法。但是，各研究報道的灌注技術有很大的差別,包括掃描設備和分析軟件,造成灌注技術和參數缺乏統一標準等，限制了該技術在臨床上的廣泛應用[19]。雙能量CT成像的單能量圖像、能譜曲線、碘基圖像和碘物質定量分析，可反映出SPN的血供特點及增強幅度，有助于良惡性的鑒別診斷，有良好的應用前景。MRI需提高檢查效率才能適宜SPN篩查。臨床實踐中合理選擇不同的檢查技術能對SPN做出及時、準確的診斷，以提高肺癌患者的生存率并改善預后。

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國家臨床重點專科建設項目基金[國衛辦(2013)544號]。

宋婷妮(1992-),在讀碩士，主要從事圖像處理與仿真影像學研究。

△通訊作者，E-mail:zeng-ym@vip.sina.com。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.10.041

R730.4

A

1671-8348(2016)10-1409-03

2015-12-21

2016-01-28)