多层螺旋CT灌注成像在孤立性肺结节中的诊断价值

徐开武 姜刚录 吴江兴 冯贵华 陈东明



多层螺旋CT灌注成像在孤立性肺结节中的诊断价值

徐开武 姜刚录 吴江兴 冯贵华 陈东明

目的 探讨多层螺旋CT灌注扫描对孤立性肺结节(SPN)的诊断价值，从而加强SPN良恶性的鉴别区分，提高定性诊断水平。方法 选取笔者收集的经病理证实的SPN患者160例作为研究对象，对其临床资料进行回顾性分析。采用常规16排螺旋CT机对患者行灌注扫描，应用GE ADW 4.3工作站的后处理技术及Perfusion3-body tumor软件对结节进行分析，对所获得的SPN的CT灌注的血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)及表面通透性(PS)等参数进行统计分析，并分析不同检查方法对诊断SPN的效能是否存在差异。结果 恶性SPN和炎性SPN的BF、BV和PS值均明显高于良性SPN，良性组与恶性组SPN的BV(P=0.000)、BF(P=0.000)及PS(P=0.000)差异有统计学意义；良性组与炎性组SPN的BV(P=0.027)、BF(P=0.000)及PS(P=0.001)差异有统计学意义，恶性与炎性SPN各项灌注参数差异均无统计学意义(P>0.05)。以BV≥5ml/100g为恶性SPN诊断阈值，其敏感度、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为86.4%、72.2%、79.2%、81.3%。设PS≥15ml/(min·100g)为诊断恶性阈值，其敏感度、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为90.9%、66.7%、80.0%、85.7%。设BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)为诊断恶性阈值，其敏感度、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为95.5%、72.2%、80.8%、92.9%。结论 CT灌注成像对良恶性SPN的鉴别具有较高诊断价值，但对良恶性的鉴别缺乏特异性。设定BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)为诊断恶性阈值时，其诊断恶性SPN的敏感度、特异性及阳性预测值均高于设定单个参数的诊断效能。

孤立性肺结节 灌注成像 体层摄影术 X线计算机

根据Fleischner协会命名委员会的定义，孤立性肺结节(solitary pulmonary nodules,SPN)是指直径在2～30mm肺内独立的圆形或类圆形软组织密度阴影[1]。SPN是胸部影像学常见病变，对SPN的定性诊断具有重要意义。尽管多数SPN属于良性，但也有相当一部分属早期肺癌[2]。近年来对肺癌的诊断与治疗有了很大的进展，但患者的5年生存率也仅有10%，而早期发现、经手术切除后的肺癌5年生存率可高达90%以上[3,4]。因此如果能及早确定SPN的良恶性质，即可对恶性SPN及时行手术治疗，提高患者的生存率，使预后得到改善。SPN的鉴别诊断一直是影像诊断工作中的难点，CT平扫是基于结节形态学特征即CT征象的研究，把SPN在诊断学上的一些特征性表现较充分地显示出来，有助于全面了解病灶特征。但SPN在形态学上的良恶性征象特点存在交叉和重叠，很难单纯的从CT形态学上对其良恶性作出判断。CT灌注成像是从血流量(BF)、血容量(BV)、弥散通透性(PS)等方面为SPN诊断提供有价值的信息[5,6]。随着CT灌注成像技术的发展,可以对SPN微血管结构进行定量评价,为更好地推测其良、恶性病变及血管生成提供了可能。基于以上背景，本研究采用多层螺旋CT灌注成像的方法，从良、恶及炎性三方面阐述SPN的灌注特点，为SPN的鉴别诊断提供依据。以期提高临床SPN诊断的准确性。

资料与方法

1.一般资料：选取笔者科室2012年4月～2013年10月收集的SPN患者160例作为研究对象，对其临床资料进行回顾性分析，并行多层螺旋CT灌注扫描。男性88例，女性72例，患者年龄22～78岁，平均年龄56.00±7.66岁。(1)患者纳入标准：①直径<3cm的肺内孤立小结节(SPN)；②均经过临床或病理证实；③全部病例资料符合CT扫描技术规范指南；④CT图像清晰，影像学征象确切;⑤能获得可靠的灌注参数。(2)患者排除标准：①图像扫描不规范；②图像质量差无法评估影像学征象。本研究经笔者医院伦理会同意，研究取得患者及家属理解并签署知情同意书。

2.检查方法及数据处理：图像采集采用GE公司的16排螺旋CT扫描仪，患者仰卧位，首先行胸部平扫，扫描范围从胸腔入口水平到肋膈角层面。根据平扫结果确定SPN的位置并确定SPN中心层面为灌注的扫描范围。采用高压注射器经前臂浅静脉以4ml/s的注射速率进行非离子型造影剂80ml注射，扫描延迟时间为5.6s，扫描方法：电影模式，层厚5mm，层间距0mm，4层/圈，扫描时间1s/r，曝光总时间为40s，扫描参数：电压：120kV；电流：80mA；视野：35cm；矩阵：512×512；辐射剂量：CTDIval54.54mGy,DLP899.36mGy·cm,ED1.88±0.6mSv,扫描长度16.49±2.02cm。标准重建算法，将图像传输至GE ADW 4.3工作站进行后处理分析。

3.图像分析：应用Perfusion3-body tumor软件对SPN进行分析，取SPN和同层面主动脉及肺动脉的最大面积，以最大截面60%的区域为标准，避开肉眼可见的血管、坏死、空洞、钙化及伪影区域，选择病变实性区域作为感兴趣区(ROI)，反复测量其CT值，取其均值[7]。据此区域分别获得SPN的血流量、血容量、平均通过时间及表面通透性。以手术病理结果为诊断标准，将160例SPN患者分为良性组、炎性组和恶性组。良性组患者36例，炎性组36例，恶性组88例

结 果

1.SPN患者病理结果分类：160例SPN患者按病理分型分为良性组(n=36)，炎性组(n=36)和恶性组(n=88)。良性组中有结核瘤20例，错构瘤8例，硬化性血管瘤4例，支气管囊肿4例；炎性组中有肺炎性结节24例，肺脓肿12例；恶性组中有腺癌32例，小细胞癌4例，鳞癌 40例，肺泡癌8例,类癌4例(图1)。

图1 左肺上叶腺癌A. BF：166.48ml/(min·100g)；B.BV：5.70ml/100g；C.MTT：2.08s；D.PS：21.67ml/(min·100g)

2.SPN患者良性组、恶性组及炎性组CT灌注结果分析：恶性组、炎性组患者SPN的BV、BF和PS值均明显高于良性组。良性组SPN的BV、BF及PS值均小于恶性组，差异有统计学意义(P<0.05)；良性组SPN的BV、BF及PS均小于炎性组，差异有统计学意义(P<0.05)；恶性与炎性SPN各项灌注参数差异均无统计学意义(P>0.05，表1、表2)。

表1 良、恶及炎性SPN的CT灌注结果比较

表2 良、恶及炎性SPN的CT灌注参数值统计差异比较

3.SPN的CT灌注参数效能比较：把SPN的诊断阈值分别设定为BV≥5ml/100g时、PS≥15ml/(min·100g)时、BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)时，恶性、炎性和良性SPN的诊断结果如下(表3)。以病理活检结果为金标准，分别计算各灌注参数的敏感度、特异性、阳性预测值和阴性预测值。BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)时SPN的敏感度(95.5%)、特异性(72.2%)、阳性预测值(80.8%)、阴性预测值(92.9%)高于BV≥5ml/100g时或PS≥15ml/(min·100g)时(表4)。

表3 不同阈值下的诊断结果(n)

表4 SPN良恶性灌注参数效能比较 (%)

讨 论

SPN的鉴别诊断是肺部诊断的难点之一，而SPN良恶性的鉴别具有重要意义，对于降低良性SPN的手术率，提高早期肺癌切除率极为关键[8,9]。多层螺旋CT灌注成像是一种功能成像，显示形态学变化的同时也反映了生理功能的改变，可以通过分析组织的灌注量及通透性等参数，对SPN进行定性诊断[10,11]。本研究对良性、炎性、恶性SPN的BV、BF、MTT及PS等灌注参数进行了对比分析。

本研究中，良性组SPN的BV、BF及PS值分别小于恶性组与炎性组，差异有统计学意义(P<0.05)；恶性与炎性SPN各项灌注参数差异均无统计学意义(P>0.05)。BV是脉管系统中血液的容量，表示结节的血液灌注量，反映了结节中有功能的毛细血管量的多少[12,13]。研究结果显示，良性组SPN的BV值小于恶性组与炎性组。说明恶性组和炎性组SPN的血液灌注量较大，考虑原因为恶性SPN是新生血管依赖性的，有较多新生血管支持其生长，其血容量较良性SPN明显增多，因此BV值较良性SPN明显增高；炎性SPN的病理基础是以肉芽组织为主,其中有丰富的扩张毛细血管,其血容量也比良性SPN多，因此BV值高于良性SPN。

PS是造影剂经毛细血管内皮间隙进入组织间隙的单向扩散速度，它反映了SPN内部血管内皮细胞的完整性、细胞间隙及管壁通透性等特性。本研究中良性组的PS值小于恶性组和炎性组。说明恶性组和炎性组的扩散速度快。可能是因为恶性SPN的病灶血管多,出现血管异常吻合、肿瘤血管基膜不完整，致使通透性较高，加之新生毛细血管管壁发育不成熟，造影剂容易通过毛细血管壁进入SPN组织间隙中，所以恶性SPN的PS最高[14]。炎性SPN毛细血管发育成熟,基膜完整,所以其通透性较低，扩散速度较快，因此炎性PS值较高。良性SPN多为乏血管病变，且血管生长缓慢，病理组织结构主要为少血供或无血供,因此BV及PS值低。提示临床可以根据BV值、BF值、PS值对结节性质进行鉴别区分[15,16]。但恶性与炎性SPN各项灌注参数差异均无统计学意义，说明此方法对于恶性SPN和炎性SPN之间的鉴别缺乏特异性，建议结合CT平扫的征象进行诊断区分。本研究按病理分型将SPN分为正常SPN、炎性SPN和恶性SPN 3组，实际工作中遇到炎性病变也属于良性病变，可以把炎性病变划为良性病变，良性组的CT灌注成像的BV、PS、BF值均升高。

当设定阈值为BV≥5ml且PS≥15ml时，敏感度、特异性、阳性预测值及阴性预测值均高于单个参数诊断。说明BV与PS联合诊断较单个参数诊断效能明显提高。本研究与以往的研究结果一致[17,18]。建议临床CT灌注成像时可将灌注参数设定为BV≥5ml且PS≥15ml。

综上所述，SPN的CT灌注成像有利于孤立性肺结节的鉴别诊断，根据BV值、BF值、PS值可以鉴别SPN的性质，但是对恶性及炎性SPN鉴别缺乏特异性，需要结合CT平扫的各种征象综合判断，诊断率会进一步提高。将诊断阈值分别设定为BV≥5ml且PS≥15ml时诊断效能明显提高。

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(修回日期：2015-02-09)

Value of Multi-slice Spiral CT Perfusion Imaging in Diagnosis of Solitary Pulmonary Nodules.

XuKaiwu,JiangGanglu,WuJiangxing,etal.

DepartmentofRadiology,People′sHospital,JiangshanCity,Zhejiang324100,China

Objective To investigate the diagnostic value of multi-slice spiral CT perfusion scanning for SPN, and to strengthen the SPN differential diagnosis of benign and malignant distinguish, then to improve the diagnosis level. Methods One hundred and sixty cases of SPN patients were involved as the research object, and the clinical data were retrospectively analyzed. The 16 row spiral CT for patients underwent plain + dynamic enhanced scan + perfusion scan.The blood flow in nodules was analyze,using GE ADW 4.3 workstation for post-processing technology and Perfusion3-body tumor software. CT perfusion on acquired SPN′s (BF), blood volume (BV), the mean through time (MTT)and permeability surface (PS) were analyzed, and whether there were differences between the effectiveness of different examination methods for the diagnosis of SPN was analyzed. Results BF, BV and PS values in Malignant nodules and inflammatory nodules were significantly higher than that of benign nodules. BV (P=0.000), BF (P=0.000) and PS (P=0.000) between the benign group and the malignant group had statistical significance. BV (P=0.027), BF (P=0.000) and PS (P=0.001) between the benign and inflammatory group had statistical significance. There was no significant difference between malignant nodules and inflammatory nodules perfusion value (P>0.05). With BV≥5ml/100g for diagnosis of malignant SPN threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 87.5% (21/24), 72.2% (13/18), 80.7% (21/26), 81.3% (13/16). PS = 15ml/(min· 100g) for the diagnosis of malignant threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 91.8% (22/24), 66.7% (12/18), 78.6% (22/29), 85.7% (12/14). BV was more than or equal to 5ml/100g and PS = 15ml/(min·100g) for the diagnosis of malignant threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 95.8% (23/24), 83.3% (15/18), 88.5% (23/26), 93.8% (15/16). Conclusion It is of high value in differentiating CT perfusion imaging of benign and malignant SPN, with BV greater than 5ml/100g and PS = 15ml/ (min· 100g) for the diagnosis of malignant threshold. The positive predictive value of SPN for diagnosis of malignant in 88.5%, but the differential diagnosis of malignant and inflammatory SPN lackes of specificity.

Solitary pulmonary nodules; Perfusion; Tomography; X- ray computed

河南省教育厅2011年度自然科学研究计划项目(2011A340002)

324100 浙江省江山市人民医院放射科(徐开武、姜刚录、吴江兴、冯贵华)；456400 新乡医学院第一附属医院放射科(陈东明)

R445.4

A DOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2015.10.021

2015-01-03)