超高分辨率CT靶掃描與CT靶重建在肺磨玻璃樣結節定性診斷中的價值

藍美紅 高明明 侯代倫

隨著CT在肺結核篩查中的廣泛應用，肺磨玻璃樣結節的檢出逐年增多。肺磨玻璃樣結節早期明確診斷，可以明顯改善患者治療及預后效率。不典型腺瘤樣增生(atypical adenomatous hyperplasia，AAH)、肺原位腺癌(adenocarcinoma in situ，AIS)歸類為癌前病變，患者早期接受手術，其無癥狀生存率可達100%[1]。目前，CT靶重建廣泛應用于明確對肺結節的診斷。本研究探討超高分辨率CT(UHRCT)靶掃描和常規靶重建在肺磨玻璃樣結節早期診斷中的價值。

資料和方法

一、研究對象

收集2016年8月至2017年12月期間來我院篩查的疑診肺結核患者120例，患者CT掃描均發現肺內有單發磨玻璃樣小結節影，結節直徑均≤3 cm，共計120個。

二、納入與排除標準

1.納入標準：①直徑≤3 cm的肺部孤立結節灶；②病變周圍無條索狀影、滲出實變影、肺氣腫、囊腫、粟粒樣結節等混合性病變；③患者能較好地配合檢查。

2.排除標準：患者不同意進行UHRCT靶掃描。

三、CT掃描及處理方法

1.CT掃描方法：采用Philips Brilliance 64排螺旋CT儀，掃描前對患者進行呼吸深度和頻率訓練，患者仰臥位，于患者深吸氣末屏住呼吸時進行掃描。所有患者均先行常規CT掃描，范圍從肺尖至肺底。參數：準直0.625 mm×64，螺距1.08∶1，120 kV，250 mA，掃描時間5～7 s，視野(FOV)400 mm，重建層厚和間隔均為5 mm，圖像矩陣512×512。發現病灶后，首先對結節灶進行常規靶重建，重建層厚和間隔均為1 mm，對重建后無法定性及可疑肺癌的肺磨玻璃樣結節，與患者家屬溝通，征得患者同意，再對同一磨玻璃樣結節病灶進行超高分辨率CT靶掃描，采用Philips Brilliance 64排螺旋CT儀。掃描參數：準直0.607 mm×64，螺距0.64∶1，120 kV，300 mA，掃描時間1～3 s，FOV 140 mm，重建層厚和間隔均為0.67 mm，圖像矩陣1024×1024。本研究經山東省胸科醫院倫理學委員會批準，受檢者均簽訂知情同意書。

2.CT圖像分析： 所有CT圖像在Philips工作站進行重建。縱隔窗窗位40 HU，窗寬350 HU；肺窗窗位-520 HU，窗寬1450 HU。掃描圖像以成對隨機的方式并排顯示，掃描信息的注釋被刪除。由2名高年資放射科醫師在不知曉病理結果的情況下獨立閱片。記錄兩種檢查技術CT圖像上以下征象的有或無，如果判斷困難就按“無”處理。選擇7個CT形態學特征進行統計學分析，包括：磨玻璃樣結節邊界清晰、結節內實性成分、增粗肺紋理、毛刺征、空泡征、支氣管征、胸膜牽拉征。計算并比較UHRCT靶掃描與CT靶重建對以上各項形態學特征的檢出率，以病理為依據，比較這兩種CT檢查技術對肺小結節病理分期的準確率。

四、統計學處理

數據的統計分析采用SPSS 17.0軟件進行，計數資料的比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

圖1，2 患者，男，65歲。圖1 為UHRCT靶掃描，顯示結節內外邊緣清晰，但不銳利(如圖中箭示)；圖2 為CT靶重建，顯示結節邊緣較規整，偏向清晰、銳利；組織標本病理檢查顯示不典型腺瘤樣增生(AAH)或傾向原位癌(AIS) 圖3，4 患者，男，53歲。圖3為 UHRCT靶掃描，圖像清晰度較圖4 CT靶重建高，征象顯示無明顯差別；組織標本病理檢查提示傾向于微浸潤腺癌 圖5，6 患者，女，69歲。圖5 為UHRCT靶掃描，清晰顯示結節內部實性成分及亞實性成分，二者分界可見；圖6為 CT靶重建，顯示結節密度不均，其內高密度成分是增粗肺紋理還是實性成分顯示不清，結節內部實性成分和亞實性成分邊界不清；組織標本病理檢查診斷為浸潤性腺癌 圖7，8 患者，女,70歲。圖7 為UHRCT靶掃描，可見磨玻璃樣病灶周圍明顯的小支氣管擴張；圖8 為CT靶重建，沒有顯示上述征象；組織標本病理檢查診斷為浸潤性腺癌

結 果

一、比較UHRCT靶掃描與CT靶重建兩種檢查技術對肺磨玻璃樣結節各種微征象的診斷結果

掃描的120個結節中，有91個病理結果證實為癌前病變或微浸潤、浸潤型肺腺癌。比較UHRCT靶掃描與CT靶重建兩種檢查技術，在肺磨玻璃樣結節邊緣清晰、結節內實性成分、結節內增粗肺紋理、空泡征、支氣管征、胸膜牽拉征、毛刺征7種征象的顯示。結節邊緣清晰，UHRCT靶掃描為71個(78.0%)，CT靶重建為56個(61.5%)(χ2=5.863，P=0.015)。結節內增粗肺紋理，UHRCT靶掃描為60個(65.9%)，CT靶重建為45個(49.5%)(χ2=5.065，P=0.024)。結節內實性成分，UHRCT靶掃描為66個(72.5%)，CT靶重建為50個(54.9%)(χ2=6.086，P=0.014)。毛刺征UHRCT靶掃描為34個(37.4%)，CT靶重建為29個(31.9%)(χ2=0.319，P=0.572)。空泡征UHRCT靶掃描為22個(24.2%)，CT靶重建為18個(19.8%)(χ2=0.513，P=0.474)。支氣管征UHRCT靶掃描為28個(30.8%)，CT靶重建為26個(28.6%)(χ2=0.105，P=0.746)。胸膜牽拉征UHRCT靶掃描為30個(33.0%)，CT靶重建為21個(23.1%)(χ2=2.207，P=0.137)。

二、影像診斷肺腺癌分級與病理符合情況比較

病理診斷癌前病變(AAH、AIS)30個(33.0%)，微浸潤腺癌(MIA)25個(27.5%)，浸潤腺癌(IAC)36個(39.6%),總共91個。UHRCT靶掃描診斷癌前病變(AAH、AIS)28個(30.8%)，MIA 28個(30.8%)，IAC 35個(38.5%)。常規CT靶重建診斷癌前病變(AAH、AIS)37個(40.7%)， 微浸潤腺癌(MIA)24個(26.4%)，IAC 30個(33.0%)。常規CT靶重建診斷與病理符合數為75個(82.4%)，不符合數為16個(17.6%)，UHRCT靶掃描檢查與病理符合數為86個(94.5%)，不符合數為5個(5.5%)。本研究中UHRCT的診斷正確率(94.5%)高于靶重建(82.4%)，差異具有統計學意義(χ2=6.513，P=0.011)。

三、肺腺癌不同病理分期的CT表現

本研究中癌前病變，多表現為密度欠均質，低密度區隱約可見正常肺組織，病灶邊界部分平直、或者多角形表現(圖1，2)，癌前病變結節內部略高密度成分呈邊緣或偏心性分布。癌前病變至MIA期，部分結節呈均質磨玻璃樣表現，形狀整體呈球形(圖3，4)，UHRCT靶掃描與CT靶重建微征象的顯示沒有明顯差別。隨著病變進展，MIA、IAC內部肺紋理增粗明顯，并伴有實性成分出現，實性成分以中央性分布居多，浸潤性腺癌結節內部實性成分較微浸潤多見；邊緣可見毛刺征、胸膜牽拉征；內部可見空泡征、支氣管征(圖5～8)。

討 論

一、 肺磨玻璃樣結節產生的病理基礎

肺磨玻璃樣結節是指肺內局部肺組織密度增加，CT值增高，其密度不足以掩蓋經過的支氣管血管束[2]。肺腺癌的組織學生長方式是癌細胞沿肺泡壁生長，逐漸向周圍組織浸潤，因此癌前病變的磨玻璃樣結節邊緣欠清(如圖1)，隨著病理分級的進展，其病變體積逐漸增大，密度逐漸增高[3-4]。本研究中，MIA及IAC結節邊界多數清晰，但不銳利，其內部實性成分增加，部分肺紋理增粗(圖5～8)。AAH由Ⅱ型肺泡上皮細胞或Clara細胞轉變而來，多沿肺泡壁、呼吸性細支氣管壁生長，屬于輕度或中度不典型增生。AIS顯微鏡下可見肺泡結構存在，肺泡間隔增厚，肺泡間質增生，細胞呈立方形或柱狀，核異型性不顯著，無分層現象。MIA病理表現為附壁樣生長的病灶，腫瘤細胞浸潤穿透基底膜，并浸潤纖維間質，細胞出現分層現象，排列成腺泡樣、乳頭樣。AIS、MIA無淋巴轉移，無血管或胸膜受累[3,5-6]。IAC型腺癌多數為亞實性結節。Li等[7]研究發現，純磨玻璃樣結節(pGGN)外形趨于圓形更可能為惡性；而對于混合磨玻璃樣結節(mGGN)結節，磨玻璃樣成分位于結節外周，實性成分位于結節中央，則更可能為惡性(圖5，6)，這與本研究結果一致。Saito等[8]研究認為，隨著病變浸潤程度的增加，空氣支氣管征出現的概率增加(圖7，8)，可能是因為腫瘤對基質的浸潤導致肺的彈性組織收縮，纖維牽拉周圍的正常肺組織。由此可見，磨玻璃樣結節邊緣清晰、結節內部的亞實性成分、增粗肺紋理、支氣管征等微征象的清晰顯示，有利于肺癌的影像學分期，本研究結果顯示UHRCT靶掃描對肺結節微征象顯示較靶重建清晰。

二、不同病理分型的肺磨玻璃樣結節CT征象的分析

肺磨玻璃樣結節的HRCT征象與病理分期具有一定的相關性，分析下列征象有助于術前對肺磨玻璃樣結節的鑒別診斷及分期[9]。AAH、AIS的腫瘤細胞沿肺泡壁排列較稀疏，生長范圍也較松散，在病變組織內存在未發生病變的肺泡結構(圖1，UHRCT靶掃描顯示得更為清晰)，CT靶重建則表現為瘤-肺界面較模糊，但UHRCT靶掃描可以清晰顯示結節邊緣情況，有利于對肺磨玻璃樣結節的病理分期。微浸潤腫瘤毛刺征是瘤組織沿血管支氣管向外浸潤生長，可伴有炎癥反應及結締組織增生。支氣管充氣征則是腫瘤細胞沿肺泡壁伏壁生長，支氣管未被完全破壞，使管腔內形成活瓣樣的阻塞結構，使得進入其中的氣體難以排出，形成充氣擴張的管道。高豐等[10]研究也顯示，毛刺及分葉征在IAC中顯著高于浸潤前病變和MIA，可作為判斷結節浸潤性的重要依據之一。空泡征指病灶內<5 mm的形態多樣的透亮影。

三、CT靶重建和UHRCT靶掃描的比較

本研究中，常規CT靶重建是在層厚為5 mm CT平掃的基礎上建成厚度為1 mm的圖像，矩陣為512×512，準直0.625 mm×64；靶掃描是層厚為0.67 mm，矩陣1024×1024，準直0.607 mm×64。矩陣與重建后圖像的質量有關，在相同大小的采樣野中，矩陣越大像素越多，重建后圖像質量越高。空間分辨率也稱高對比分辨率，是指CT掃描圖像分辨兩個距離很近的微小結構的能力，也就是說是分辨斷層上兩鄰近點的能力，主要和探測器準直孔徑大小有關系。掃描的層厚越薄、圖像的數目越多，重組的效果越好。從理論上來看UHRCT具有更高的分辨率，更好的圖像質量。

而高分辨率模式實際上是一種強化邊緣、輪廓的函數，能提高圖像分辨率，同時圖像噪聲相應增加。在本研究中采用小視野、微增管電流的方式降低圖像噪聲，所獲得的CT圖像空間分辨率較高，圖像噪聲可接受。從1982年開始高分辨率CT(HRCT)應用于肺部，HRCT圖像極大地改善了肺組織微細結構的顯示，例如：周圍的肺血管、末梢細支氣管和小葉間隔。自此之后，HRCT掃描在診斷肺小結節方面起了非常重要的作用。然而傳統HRCT圖像的空間分辨率從0.23～0.35 mm[11]，Kakinuma等[12]研究表明，UHRCT可以檢出直徑為0.12 mm的裂縫。UHRCT對結節與細支氣管的關系較HRCT顯示得更清晰，尤其在重建顯示支氣管變化方面有更高的優勢。

本研究中，結節邊緣清晰、肺紋理增粗、結節內部為實性成分，UHRCT靶掃描均較CT靶重建顯示清晰，差異具有統計學意義；結節邊緣毛刺、胸膜牽拉征、空泡征、支氣管征，UHRCT靶掃描均較靶重建顯示清晰，但是差異無統計學意義。UHRCT靶掃描檢查較CT靶重建的圖像質量清晰，與Sheshadri等[13]的研究結果一致,即使用小FOV進行UHRCT掃描，可以顯著提高圖像的空間分辨率。Zhu等[14]研究表明，UHRCT靶掃描對于混合成分磨玻璃樣病灶可以提供更好的圖像。對磨玻璃樣結節內實性成分及亞實性成分的顯示，可幫助區分惡性肺結節和可疑結節，并顯著減少患者隨訪時間。羅鳳蓮等[15]的研究結果顯示，UHRCT對最大徑0.5～2 cm之間的肺磨玻璃樣結節的特征(邊緣分葉、毛刺、暈征、空泡征、空氣支氣管征)在檢出率上不低于HRCT。

UHRCT掃描有一定的局限性：首先UHRCT掃描易受心臟波動、呼吸運動影響，容易產生圖像偽影，所以對靠近心臟的肺小結節UHRCT掃描圖像欠清晰。其次，UHRCT需要再次掃描，增加了患者的輻射劑量。本研究中患者例數較少，對于肺癌磨玻璃樣結節的7種征象，與CT靶重建比較僅3項差異有統計學意義，因此UHRCT靶掃描對早期肺癌的診斷價值，需要做進一步研究。

[1] 高豐，葛虓俊,滑炎卿.肺磨玻璃結節的CT分類及鑒別診斷研究.國際醫學放射學雜志，2012，3(1)：47-49.

[2] Park CM, Goo JM, Lee HJ, et al. Nodular ground-glass opacity at thin-section CT: histologic correlation and evaluation of change at follow-up. Radiographics, 2007, 27(2): 391-408.

[3] Borczuk AC．Assessment of invasion in lung adenocarcinoma classification，including adenoeareinoma in situ and minimally invasive adenoeareinoma．Mod Pathol，2012，25 Suppl 1：S1-S10．

[4] Goo JM，Park CM，Lee HJ．Ground-glass nodules on chest CT as imaging bioinarkers in the management of Lung adenocarcinoma． AJR Am J Roentgenol，2011，196(3)：533-543．

[5] Sakurai H，Maeshima A，Watanabe S，et al．Grade of stromal invasion in small adenocarcinoma of the 1ung histopathological minimal invasion and prognosis．Am J Surg Pathol，2004，28(2)：198-206.

[6] Terasaki H，Niki T，Matsuno Y，et al．Lung adenocarcinoma with mixed bronehioloalveolar and invasive components-clinicopathological features， subclassification by extent of invasive foci，and immunohistochemical characterization．Am J Surg Pathol，2003，27(7)：937-951．

[7] Li F，Sone S，Abe H，et al．Malignant Versus benign nodules at CT screening for lung cancer：comparison of thin—section CT findings．Radiology，2004，233(3)：793-798．

[8] Saito H，Yamada K，Hamanaka N，et al．Initial findings and progression of lung adenocarcinoma on serial computed tomography scans．J Comput Assist Tomogr，2009，33(1)：42-48．

[9] 盧濤，陳韻彬，劉向一.肺磨玻璃結節的HRCT征象及病理分期對比分析.中國CT和MRI雜志，2017,15(7):40-43.

[10] 高豐,葛虓俊,李銘,等.經多層螺旋CT探討肺磨玻璃結節與支氣管的關系.中華放射學雜志，2013,47(2)：157-161.

[11] Tsukagoshi S, Ota T, Fujii M, et al. Improvement of spatial resolution in the longitudinal direction for isotropic imaging in helical CT. Phys Med Biol, 2007,52(3): 791-801.

[12] Kakinuma R, Moriyama N, Muramatsu Y, et al. Ultra-high-resolution computed tomography of the lung:image quality of a prototype scanner. PLoS One，2015，10(9): e0137165.

[13] Sheshadri A, Rodriguez A, Chen R, et al. Effect of reducing field of view on multi-detector quantitative computed tomography parameters of airway wall thickness in Asthma.J Comput Assist Tomogr, 2015,39(4):584-590.

[14] Zhu H,Zhang L,Wang Y,et al. Improved image quality and diagnostic potential using ultra-high-resolution computed tomography of the lung with small scan FOV:A prospective study. PLoS One, 2017 12(2):e0172688.

[15] 羅鳳蓮，王亮，李玉偉.最大徑2 cm以下肺小結節診斷中超高分辨率薄層CT的應用.實用醫學雜志,2015,31(4):604-606.