CT灌注成像聯合紋理分析在老年孤立性肺結節患者中的應用

張斌 雷晟東 李彥軍 曲耀東

(定西市第二人民醫院放射影像中心，甘肅 定西 743000)

準確診斷老年孤立性肺結節(SPN)的良惡性是胸部影像學研究的重點及難點，也是臨床制定及實施治療方案的基礎，與患者預后密切相關。電子計算機斷層掃描(CT)引導下經皮穿刺活檢是鑒別診斷SPN良惡性的金標準，但該種方式為有創操作，老年SPN患者耐受力弱，臨床大范圍應用具有一定局限性〔1〕。因此，仍需尋求一種無創、準確的輔助診斷方法。CT是常用的影像學檢查方法，CT灌注成像能準確反映結節內部血流灌注情況，在鑒別診斷SPN性質中有一定價值〔2〕；CT圖像紋理分析可提供客觀、定量的圖像描述特征，可用于腫瘤病變的定性診斷中〔3〕。但關于二者聯合用于老年SPN定性診斷中的相關報道不多，本研究擬分析 CT灌注成像聯合紋理分析在老年SPN患者中的應用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 采用前瞻性隨機試驗方法，選取2018年3月至2020年10月定西市第二人民醫院收治的經彩色多普勒超聲明確有SPN的260例老年患者。納入標準：①受檢者及家屬均悉知本研究詳情后簽署知情同意書；②經彩色多普勒超聲明確存在SPN；③心、肝、腎功能正常；④精神及意識狀態正常，可高度配合檢查要求；⑤凝血功能正常。排除標準：①入組前1 w內有金屬成分藥物服用史；②合并甲狀腺功能亢進、哮喘、癲癇、神經刺激癥、幽閉恐懼癥；③患血液疾病及傳染性疾病；④過敏體質。

1.2CT掃描 選擇GE-Optima 680 128層CT掃描機(美國GE公司)，患者取仰臥位，以先足后頭的方式進床，要求患者深吸氣后屏氣直至掃描結束，掃描范圍為肺底部至胸廓入口處。首先進行常規CT平掃；參數設置：管電流為280 mA，管電壓為120 kV，螺距0.993∶1，以0.5～0.8 s/周進行旋轉，層間距為5 mm，層厚0.625 mm，矩陣為512×512，采用標準算法重建。然后切換為cine掃描模式進行CT灌注成像掃描，選擇missouri XD2001型高壓注射器(德國Ulrich公司 )經肘正中靜脈以3.0～3.5 ml/s的速率注射300 ml碘海醇造影劑(1.5 ml/kg)，掃描參數設置：管電壓120 kV，管電流80 mA，視野36 cm×36 cm～40 cm×40 cm，掃描矩陣512×512，對比劑注射后25～30 s開始增強動脈期掃描，于60～65 s開始門靜脈期掃描，于3～5 min開始延遲期掃描。然后將數據輸入GE工作站(ADW4.2)，應用Perfusion 3-body tumor軟件對病灶進行灌注成像分析，選擇病灶的最佳層面勾畫出結節和主動脈感興趣區域(ROI)，以最大截面的60%面積為標準ROI，并避開結節肉眼可見的血管及壞死囊變區域，選擇實性軟組織區域進行測量，由分析軟件得到SPN同層主動脈的血流量(BF)、血容量(BV)和通透性(P)等灌注參數。然后采用縱隔窗觀察圖像，選擇顯示結節最大徑的軸位圖像，測定結節的CT值及最大徑，將病灶中心層面及相鄰的兩個層面調入MaZda后處理軟件(Version4.6)進行紋理分析，沿距離病灶內緣1～2 mm手動勾畫ROI，ROI勾畫面積要大于病灶的2/3，且要最大程度涵蓋所有病灶，然后采用灰度共生矩陣法提取SPN的紋理特征(熵值、偏度、最大值、對比度、均和)。

1.3CT引導下經皮穿刺活檢 使用GE-Optima 680 128層CT掃描機及18 G×150 mm TSK半自動活檢針(日本TSK株式會社)，嚴格依據相關操作進行CT引導下經皮穿刺活檢操作，明確SPN的良惡性。

1.4臨床資料收集方法 制作基線資料調查表，統計所有SPN患者性別、體重指數(BMI)、吸煙史、肺真菌病史、病灶直徑、年齡等基線資料。

1.5統計學方法 使用SPSS24.0統計學軟件進行Shapiro-Wilk正態分布檢驗、t檢驗、χ2檢驗；繪制受試者工作特征(ROC)曲線，檢驗CT灌注參數及CT紋理參數定性診斷SPN的價值，以曲線下面積(AUC)進行評價，當AUC≤0.50時，提示無診斷價值，0.500.90，提示診斷價值較高。

2 結 果

2.1不同性質SPN患者基線資料對比 經CT引導下經皮穿刺活檢確診惡性病變28例，良性病變232例。惡性SPN患者性別、BMI、吸煙史、肺真菌病史、病灶直徑、年齡等與良性SPN患者比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同性質SPN患者基線資料對比〔n(%)〕

2.2不同性質SPN患者CT灌注參數及紋理參數結果 惡性SPN患者BV、BF、P及熵值、偏度、最大值均顯著高于良性SPN患者，差異有統計學意義(P<0.001)；惡性SPN患者對比度、均和與良性SPN患者差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

2.3CT紋理參數與灌注參數定性診斷SPN的效能分析 將SPN患者BV、BF、P及熵值、偏度、最大值作為檢驗變量，將SPN病變性質作為狀態變量(1=惡性，0=良性)，繪制ROC曲線，結果顯示，以聯合診斷價值最好。依據ROC曲線得出BV、BF、P、熵值、偏度、最大值的截斷值，在該截斷值水平下，取特異度、敏感度，見表3、圖1。

表3 CT紋理參數與灌注參數定性診斷SPN的效能分析

3 討 論

良性與惡性老年SPN患者治療方案及預后情況不盡相同，良性SPN患者實施藥物治療或微創手術治療便可獲得痊愈，預后情況較好；而惡性SPN患者往往需要依據結節惡變程度實施手術、放化療等綜合方案進行治療〔4，5〕。因此，臨床需采取科學合理的診斷方法來明確SPN患者病變性質。

隨著CT技術的不斷發展，CT灌注成像逐漸用于胸肺部病灶診斷中。CT灌注成像可直接反映出對比劑在掃描組織內灌注量的變化，從而評價組織灌注量及通透性，可用來鑒別診斷病變組織的良惡性〔6,7〕。本研究結果提示BV、BF、P等灌注參數均可作為SPN定性診斷的有效參數。分析其原因，BV是指血液在腫瘤內部脈管系統內的容量，反映組織血液灌注量。與良性SPN相比，惡性SPN受血管生成因子的刺激較大，結節內部血管數量可不斷增多，血管大小也會不斷增大，因而惡性SPN患者BV較良性SPN患者顯著增加〔8,9〕。BF可定量反映組織內部血流量，與良性SPN患者相比，惡性SPN在內皮生長因子的刺激下生長迅速，結節內部血管生成豐富，血液供給較為豐富，因而惡性SPN患者BF較良性SPN患者明顯增加〔10〕。P可直接反映結節組織的通透性，而惡性SPN患者細胞組織的惡性浸潤程度較良性SPN更重，細胞代謝更為旺盛，因而細胞膜通透性可明顯提升，P值不斷增加〔7〕。但需要注意的是，SPN灌注參數受到機體炎癥反應、患者年齡、既往肺部疾病史等多方面因素的影響，單純進行CT灌注掃描仍存在漏診及誤診，因而仍需尋求更為科學高效的聯合定性診斷方案。

有研究指出，在CT平掃、增強掃描后進行CT紋理分析，可通過借助計算機定量提取CT圖像中不被肉眼識別的紋理特征來定量反映組織間的細微差別與組織內在的異質性，可有效提升定性診斷的準確性〔11〕。本研究結果提示熵值、偏度、最大值等紋理參數可作為SPN定性診斷的有效參數。分析其原因為，熵值能有效反映圖像紋理的規則程度及灰度分布的隨機性，熵值越高，提示圖像紋理信息越隨機、越復雜，病變組織的異質性越高〔12〕。因惡性SPN更容易出現纖維化及鈣化，內部常有物質沉積，影像學圖像上主要反映為圖像密度分布不均，病灶紋理表現更為復雜，因而惡性SPN患者的熵值較良性SPN患者更大〔13〕。有研究指出，偏度能反映病變組織的異質性，且和病變組織的異質性呈正相關〔14〕。與良性SPN患者相比，惡性SPN患者病灶內部成分更為復雜，新生成的腫瘤血管密度更大，血管基膜增厚更為明顯，異質性程度更高，因而惡性SPN患者偏度明顯高于良性SPN患者〔15,16〕。最大值可準確度量數據的離散度，良性SPN是由正常肺細胞異常增生引起的病變，內部出血及壞死較不常見，而惡性SPN容易出現壞死、出血及脂肪變性，且病灶成分更為復雜，數據離散度改變更大，因而惡性SPN患者紋理參數中的最大值較良性SPN患者高〔17〕。本研究結果表明臨床可通過CT灌注成像聯合紋理分析獲取相應的參數來準確鑒別診斷SPN良惡性。

綜上所述，CT灌注成像聯合紋理分析可準確鑒別診斷老年SPN良惡性。