CT定量分析預測肺部腫瘤性磨玻璃結節病理侵襲性的價值

代平，何其舟， 王思凱， 劉姝蘭， 宋楊， 王洪飛

近年來，早期肺癌越來越受到大家的關注，其中很大一部分是磨玻璃結節(ground glass nodules，GGNs)。2011年國際多學科推出的肺腺癌分類新標準[1]包括不典型腺瘤樣增生(atypical adenomatous hyperplasia，AAH)、原位癌(adenocarcinoma in situ，AIS)、微浸潤腺癌(minimally invasive adenocarcinoma，MIA)及浸潤性腺癌(invasive adenocarcinoma，IAC)，其中AIS和MIA是新引入的2個概念，文獻報道兩者手術切除5年生存率可達到或接近100%[2]。GGNs傳統的評估方法主要依靠形態學肉眼評估，主觀性強。CT定量測量可以客觀量化結節的特征，特別是在隨訪過程中客觀反映結節的變化，可重復性及敏感性均較高[3]。本文主要利用計算機后處理軟件對臨床確診的肺部惡性磨玻璃結節進行回顧性CT定量分析，預測GGNs的病理侵襲性，提高早期肺癌的診斷率。

材料與方法

1.一般資料

搜集我院2014-2017年經手術和病理證實CT表現為磨玻璃結節的肺腺癌97例，純磨玻璃結節(pure ground-glass nodule,pGGN)47例，混合磨玻璃結節(mixed ground-glass nodule,mGGN)50例；男52例，女45例，年齡35～87歲，平均(43±12.66)歲。根據2011年國際多學科推出的肺腺癌分類新標準[2]，本研究分為3組，浸潤前病變組(包括不典型腺瘤樣增生和原位癌)32例、微浸潤性腺癌組29例和浸潤性腺癌組36例。入組標準：①直徑≤3 cm孤立性肺磨玻璃結節；②CT圖像包含1 mm及以下層厚薄層圖像；③經病理證實為肺腺癌，術前未行放化療及穿刺活檢。排除影像學表現為囊腔樣的GGNs。

2.檢查方法

采用Siemens Sensation 16排螺旋CT機行胸部掃描40例，采用Siemens Somation Definition雙源CT機行胸部CT掃描57例。均常規仰臥位呼氣末屏氣掃描，掃描范圍自胸腔入口至肺底部，層厚及層間隔均為5 mm，肺窗及縱膈窗均進行1.0 mm薄層重建。16 排CT參數：管電壓130 kV，管電流100 mA，螺距1.2；雙源CT參數：管電壓120 kV，管電流采用自適用調控技術，螺距0.9。觀察圖像條件：肺窗的窗寬1200 HU，窗位-600 HU；縱隔窗的窗寬350 HU，窗位40 HU，必要時采取合適的調窗技術。

3.CT定量測量方法

由2名高年資醫師對所有肺結節進行后處理分析，雙方達成一致意見。將所有薄層圖像傳到聯影CT后處理工作站，使用肺結節分析軟件，軟件可以對肺部進行自動分割和可疑結節位置自動檢測，所有結節在橫斷面肺窗上逐層手動修正勾畫并確認GGNs的輪廓，勾畫時盡量避開血管、支氣管、鈣化等，系統自動統計結節的定量參數分析：最大橫截面長徑、體積、面積、最大CT值、最小CT值、平均CT值。

4.統計學分析

結 果

1.大小定量指標與病理類型分析

肺結節的最大橫截面長徑、面積、體積與3組病理類型的差異無統計學意義(表1)。

2.CT值定量與病理類型分析

CT值定量指標與不同病理類型的關系(表2)，經統計學分析，97例肺腺癌的最大CT值、平均CT值在浸潤前、微浸潤及浸潤性3組病理類型差異有統計學差異(P<0.05)，平均CT值與3組病理類型比較具有明顯統計學差異。進一步比較平均CT值在浸潤前與浸潤性病變(微浸潤+浸潤性)兩組間差異有統計學意義(P<0.05)，繪制ROC曲線，平均CT值鑒別浸潤前與浸潤性病變(微浸潤+浸潤性)的最佳臨界值為-557 HU，診斷浸潤性病變的敏感度、特異度分別為86.2%、93.7%，曲線下面積為0.945，95%的置信區間為0.901～0.989，P=0.000(圖1)。平均CT值在微浸潤性腺癌(MIA)與浸潤性腺癌(IAC)兩組間差異有統計學意義(P<0.05)，其最佳臨界值為-484 HU，診斷浸潤性腺癌的敏感度、特異度分別為94.4%、96.6%，曲線下面積為0.955，95%的置信區間為0.000～1.000，P=0.000(圖2)。磨玻璃結節的最小CT值與3組病理類型差異無統計學意義(P>0.05)。不同病理分級的典型病例如圖3～5。

表1 不同病理類型磨玻璃結節的大小定量分析

表2 不同病理類型磨玻璃結節的CT值定量分析

圖1平均CT值鑒別浸潤前病變與浸潤性病變(MIA+IAC)的ROC曲線。 圖2平均CT值鑒別微浸潤性腺癌(MIA)與浸潤性腺癌(IAC)的ROC曲線。

討 論

磨玻璃結節的影像表現無特異性，可見于良性病變(出血、炎癥、局限性纖維化等)、也可以是浸潤前病變(AAH、AIS)和浸潤性病變(MIA和IAC)[4]。腫瘤性磨玻璃結節從AAH、AIS、MIA到IAC是一個過程，反映了腫瘤生長、演變及轉化的特點[5]，不同的病理類型手術方式和預后是不一樣的。對于AAH手術并不是合適的選擇，可進行隨訪復查；對于AIS和MIA可以采取楔形切除，手術創傷小，術后無需進行放化療；對于IAC常采用肺葉切除。因此，GGNs的CT術前侵襲性評估非常重要[6]。影像學單純從形態學區分磨玻璃結節的病理分級比較困難，本研究采用肺結節的定量分析預測肺結節的病理侵襲性。

圖3男，57歲 。a) VR圖像顯示右肺中葉結節(箭)； b) CT最大橫斷面示結節大小；c) 3D圖像顯示肺結節位置(箭)； d) 病理證實為原位腺癌，腫瘤沿肺泡壁伏壁生長，未見間質、血管及肺泡腔腫瘤侵犯(HE×100)； e) 肺結節分析軟件得出病灶大小為2.5 cm×2.0 cm，體積3611.8 mm3，面積355.1 mm2，最大CT值330 HU，最小CT值-997 HU，平均CT值-672.1 HU。

圖4女，72歲。a) 右肺中葉結節，肺結節分析軟件得出病灶大小為1.6 cm×1.2 cm(箭)，體積1254.7 mm3，面積146.7 mm2，最大CT值231 HU，最小CT值-699 HU，平均CT值-500.2 HU; b) 病理證實為微小浸潤腺癌，腫瘤沿肺泡壁伏壁生長，浸潤灶范圍<5 mm(HE×100)。圖5男，45歲。a) 右肺上葉結節，肺結節分析軟件得出病灶大小為1.4 cm×1.1 cm(箭)，體積1119.4 mm3，面積110.4 mm2，最大CT值121 HU，最小CT值-865 HU，平均CT值-411.6 HU; b) 病理證實為浸潤性腺癌，腫瘤沿肺泡壁及肺泡間隔生長，部分腫瘤脫離肺泡腔，肺泡腔含氣量減少(HE×100)。

1.CT定量分析指標

最大橫截面長徑：GGN的最大橫截面大小是最基本、最重要的特征之一。傳統測量結節大小的方法是一維測量法，本研究的大小測量是由計算機三維測量自動計算得到的，具有客觀性及可重復性。結節的良、惡性及組織類型與結節大小有一定相關性，一般情況下，結節越大惡性可能性越大，而結節越小、密度越均勻，良性可能性大[7]。肺結節的最大橫截面長徑可以預測pGGNs的病理侵襲性[8]。本組研究病變最大橫截面長徑與病理類型差異無統計學意義(P>0.05)，浸潤前組、MIA組和IAC組的腫瘤最大橫截面長徑分別為(1.87±0.65)、(1.84±0.58)和(2.07±0.56) cm。可能原因是GGNs盡管很小、亦有惡性可能，很大的GGN反而不一定是惡性，尤其是大而均勻的pGGN。本組研究結果與文獻報道有差異，可能原因與本組納入的磨玻璃結節包括pGGN和mGGN有關。結節的大小與良惡性不一定有相關性，但是結節的大小在隨訪過程中的變化對定性診斷有重要價值[9]。

面積：本組最大橫截面面積是計算機自動從所有橫截面面積從選取的，由于肺結節形態的不規則性，軟件的測量方法更準確。Han等報道[10]最大橫截面面積是肺結節病理侵襲性最顯著預測因子。本組研究肺結節的最大橫截面面積與3組病理類型侵襲性差異無統計學意義(P>0.05)。可能的原因是面積與肺結節的最大橫截面大小相關，而本組研究中最大橫截面長徑與病理類型差異無統計學意義。

體積：單純的大小測量無法準確判斷結節的不均勻生長，假陰性率及假陽性率高[11]。體積測量法能反映結節的三維空間的變化，在結節隨訪過程中體積測量有重要價值，其增長速度常用體積倍增時間(volume doubling time,VDT)來表示。VDT是指結節體積增加一倍所需要的時間，結節的VDT隨著浸潤性的增高而縮短。鄒勤報道[12]的體積測量法的組間變異低于直徑測量法，浸潤性腺癌組的體積明顯大于微浸潤腺癌組和原位癌組。本組研究體積與3組病理類型無統計學意義(P<0.05)，可能的原因是結節的浸潤性還與病變內部是否有腫瘤浸潤有關。

CT值測量：磨玻璃結節的密度測量可以反映腫瘤的病理侵襲性。傳統的平均CT值測量采用一維測量法，只能反映結節某個層面的情況，不能代表整個結節的情況。本研究的三維CT值測量法是軟件自動計算出結節的平均CT值、最大CT值和最小CT值，能夠反映結節整體的CT值。CT值改變可能的病理機制為腫瘤細胞沿著肺泡壁伏壁生長，腫瘤細胞填充肺泡腔，肺泡腔空氣含量逐漸減少，在CT上表現為密度增高，CT值也逐漸增高[13]。文獻報道[14]磨玻璃結節內可出現實性成分，實性成分的多少與病變的病理等級有相關性。張麗[15]報道273例臨床I期浸潤性肺腺癌，磨玻璃成分比例與組織學亞型級別呈負相關，實性成分與組織學亞型級別呈正相關。李瓊等報道[16]的三維平均CT值在浸潤前病變組、MIA組與IAC組之間具有明顯統計學差異，平均CT值取最佳臨界值-486 HU，診斷浸潤性病變的敏感度和特異度分別為83.1%、77.3%。本組研究平均CT值和最大CT值在浸潤前、MIA、IAC 3組之間差異有統計學差異(P<0.05)，隨著肺結節的病理侵襲性增加，最大CT值和平均CT值也相應增高；平均CT值為-557 HU，診斷浸潤前和浸潤性病變的敏感度和特異度分別為86.2%、93.7%；平均CT值為-484 HU，診斷微浸潤性腺癌與浸潤性腺癌的敏感度和特異度分別為94.4%、96.6%；最小CT值與病變的病理類型差異無統計學意義；本組研究與文獻報道一致。因此，平均CT值、最大CT值對GGNs浸潤性的評估有重要作用，隨著平均CT值、最大CT值的增高惡性的可能性越大；隨訪平均CT值的變化對評估磨玻璃結節是否增長有重要作用，即便是其體積沒有發生變化[17]。

2.存在不足

本研究為回顧性研究，病例數較少，所選擇的磨玻璃結節包括純磨玻璃結節和混合磨玻璃結節，每一種磨玻璃結節的病例數較少，樣本存在選擇偏倚；第二測量方法存在誤差，盡管是計算機自動計算，但人為勾畫、修改病變的外沿，不能避開所有的血管、支氣管等，這些都存在誤差，影響結果的重復性。

綜上，磨玻璃結節的大小和密度的定量分析可以客觀反映腫瘤性磨玻璃結節的內部情況。平均CT值測量可以幫助鑒別浸潤前病變、微浸潤腺癌和浸潤性腺癌。因此CT定量分析對磨玻璃結節的術前侵襲性評估可以提供重要參考價值。