計算機體層攝影術紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節良惡性診斷價值分析

周永鋼 薛 鵬

1 柘城中醫院影像科，河南省商丘市 476200； 2 鄭州市人民醫院影像科

肺癌為臨床上最常見的惡性結節類型之一，其中60.0%的肺癌是在晚期局部或轉移性疾病出現癥狀后被診斷，預后較差[1-2]。孤立性肺結節(Solitary pulmonary nodule，SPN)為肺癌發生的重要條件，同時孤立性肺良性結節發展到肺癌的周期比較常見，為此加強早期診斷具有重要價值[3]。肺結節的具體發病機制還不明確，病因包括活動性肺炎、結節病、肺囊腫、支氣管閉鎖、炎性假瘤等。不過由于孤立性肺結節在早期的臨床表現不明顯，使得常規超聲成像在孤立性肺結節的診斷上價值有限[4]。計算機體層攝影(CT)在鑒別孤立性肺結節良惡性中有一定的價值，但是診斷的敏感性與特異性有待提高[5]。紋理是是局部區域中像素之間相互關系的度量，也是圖像的某種局部性質。CT紋理分析(CT texture analysis，CTTA)能夠定量分析結節內的組織結構異質性，揭示人體內部組織結構和各項生理特征的細微變化，是一種用于評估圖像像素灰度值變化規律、局部特征的技術，可反映組織樣本或者臨床疾病相應的生理信息[6-7]。CT紋理分析聯合螺旋CT靶增強掃描可提供結節的血供情況及結節內部血流變化特征，可幫助量化結節內部的異質性[8]。本文具體探討了CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節良惡性診斷價值，現報道如下。

1 對象和方法

1.1 研究對象 選擇2018年6月—2021年8月在本院診治的SPN患者88例為研究對象。納入標準：臨床癥狀診斷為SPN；單發結節患者；具有CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描的指征；有明確的臨床及病理診斷結果；患者已簽署知情同意書；研究得到醫院倫理委員會的批準；無合并其他組織器官結節。排除標準：肺內多發結節者；肺內轉移瘤者；檢查前接收化療、放療或其他治療者；結節內有空洞形成者。

1.2 CT紋理分析聯合螺旋CT靶增強掃描方法 選擇GE雙排CT和GE64排CT設備，掃描參數：GE雙排CT：層厚5mm，層距5mm，螺距0.938；GE64排CT：層厚2mm，層距1mm，螺距0.6。檢查前均常規禁食8～12h，取平臥位進行腹部掃描，掃描范圍自臍水平至恥骨聯合下緣，常規掃描視野350mm，管電壓120kV，管電流160mAs。在增強掃描中，使用碘海醇(300gI/L)作為造影劑，按1.5ml/kg計算給藥量。采用雙筒高壓注射器于肘靜脈注射90～100ml造影劑，注射速率為2.5ml/s。于造影劑注射后注25～30s、60～70s分別行動脈期、門靜脈期掃描。采用MaZda軟件進行圖像紋理分析，掃描完成后數據傳輸到CT設備的后處理工作站，并導出至設備配套編寫的軟件進行后續圖像紋理特征提取。在圖像結節最大橫截面層面勾畫結節輪廓確定感興趣區域(ROI)，以去除CT值高于300HU、低于50HU像素的閾值，從而進一步調整ROI。所有ROI由2名放射科醫生(分別具有≥3年和≥5年的肺結節CT診斷經驗)放置。在圖像紋理分析中，生成基于灰度直方圖等的紋理特征。見表1。

表1 CT圖像紋理分析特征

根據MaZda軟件自帶的程序進行判別分析，以互信息系數為標準對特征篩選排序。系統計算錯判率(Misclassification rate，MCR)，MCR≤10%為優秀，10%40%為差。

1.3 調查內容 (1)調查與記錄所有患者的一般資料及手術病理特征。(2)記錄所有患者的螺旋CT平掃期、動脈期與門靜脈期的錯判率。(3)記錄所有患者CT圖像的直方圖均值、方差、偏度與峰度。(4)以病理診斷為金標準，判斷CT紋理分析聯合螺旋CT靶增強掃描的診斷敏感性與特異性。

2 結果

2.1 病理情況 在88例患者中，病理診斷為惡性結節38例(惡性組)，良性結節50例(良性組)。

2.2 一般資料 惡性組一般資料與良性組對比無顯著差異(P>0.05)。見表2。

表2 兩組一般資料對比

2.3 CT錯判率 惡性組CT平掃期、動脈期與門靜脈期的錯判率低于良性組(P<0.05)。見表3。

表3 兩組CT平掃期、動脈期與門靜脈期錯判率對比[n(%)]

2.4 CT圖像直方圖指標 惡性組CT圖像直方圖均值、方差顯著高于良性組(P<0.05)，兩組偏度與峰度對比無顯著差異(P>0.05)。見表4。

表4 兩組CT圖像直方圖指標對比

2.5 診斷價值 CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節良惡性的敏感性與特異性為94.7%(36/38)和98.0%(49/50)。見表5。

表5 CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節良惡性結果(n)

3 討論

肺癌是發病率較高的惡性結節，總體5年生存率不到5.0%，但是良性結節的術后5年生存率在95.0%以上，因此加強早期診斷具有重要價值[9]。早期肺癌主要表現為肺內孤立的結節，無明顯淋巴結轉移、毛刺、分葉等惡性征象表現，因此在形態學上難以鑒別其與良性孤立性肺結節。隨著醫學圖像分析方法的進步，特別是計算機輔助檢測技術提高了惡性孤立性肺結節的檢出率[10]。本研究結果顯示，惡性組CT平掃期、動脈期與門靜脈期的錯判率分別10.5%、7.9%、5.3%，低于良性組的36.0%、28.0%、24.0%(P<0.05)。分析可知，螺旋CT靶掃描能有效反映結節內部的潛在信息，可以提供很多可靠的影像學信息，能減少或消除常規CT掃描的部分容積效應，對孤立性結節內的結構如胸膜凹陷征、空洞征、空氣支氣管征受累情況及強化情況優于常規掃描[11]。但是螺旋CT靶掃描在肺癌和炎性結節間鑒別仍存在局限性，易出現漏診與誤診。

圖像紋理分析是通過圖像后處理技術量化分析影像圖像像素灰度值的局部特征，從而獲取標準化圖像細節信息[12]。CT圖像紋理分析是一種客觀性、定量化、可重復性分析方法，可從功能、分子水平描述結節微觀環境。紋理分析可以顯示CT圖像評估所不能觀察的這種改變，可借助計算機的強大計算能力，對CT圖像像素的分布特征與規律進行提取分析，反應結節內的異質性與病變之間的微細差異，從而揭示人體內部生理特征與組織結構的細微變化，從而做出量化分析[13]。本研究結果顯示，惡性組CT圖像直方圖均值、方差都高于良性組(P<0.05)，兩組偏度與峰度對比無顯著差異(P>0.05)?；叶戎狈綀D分析是紋理分析中的一部分，在結節診斷及療效評價應用比較廣泛，可幫助量化結節內部的異質性。紋理的空間分布模式能反映CT成像組織的內部結構特征，可明顯提高圖像分辨力，發現細小結節。方差表示平均值的變化情況，偏度的絕對值越大表示其分布形態的偏斜程度越大，較高的偏度值和方差表示結節具有較高的異質性。在臨床上也可提取描述感興趣區域內局部紋理特征的灰度共生矩陣參數，從而提高診斷效果[14]。

螺旋CT靶掃描在肺結節診斷中的應用可以提供結節血供的信息、提高結節的檢出率，還可以反映結節內組織成分、組織結構的異質性與細胞密度的不同。紋理分析可更全面地反映感興趣區域內的生理異質性，與結節形態學表現相結合，可以為孤立性惡性肺結節的鑒別診斷提供更多的參考依據。本研究結果顯示，CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節良惡性的敏感性與特異性為94.7%和98.0%。分析可知，惡性結節在侵犯正常組織后內部結構發生較大變化，多存在細胞間橋與角化現象，內部不均質度增高，直方圖均值、方差都比較高。而良性結節的密度多較均勻，結節細胞成分單一，不易形成液化壞死等，直方圖均值、方差比較低。不過CT圖像紋理分布通常不規律，需要綜合不同類別的紋理特征以提高診斷效果[15]。同時由于經費原因，本研究未納入正常人群，未進行常規CT征象分析，也未結合其他影像學方法進行對比分析，存在選擇偏倚，將在后續繼續進行深入探究。

總之，CT紋理分析聯合螺旋CT靶掃描診斷孤立性肺結節能反映結節內部的組織結構異質性，是孤立性肺結節良惡性鑒別的一個有效手段，有很好的臨床應用價值。