多层螺旋CT联合能谱CT检查在肺原位腺癌和微浸润腺癌鉴别诊断中的价值研究

张忠伟 谢继承 陈盈 范恒鑫 樊树峰

随着胸部CT检查在体检中应用越来越多，肺磨玻璃结节（ground glass nodule，GGN）的检出率不断增加。长期存在的GGN与肺腺癌发生显著相关[1-3]，因此研究者们多关注于GGN影像学特征与病理类型之间的关系，以期尽早明确GGN的良恶性。GGN浸润前病变包括不典型腺瘤样增生（atypical adenomatous hyperplasia，AAH）和原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS），浸润性病变包括微浸润腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）和浸润性腺癌（invasive adenocarcinoma，IAC），GGN是否发生浸润以及浸润程度与手术方式的选择及预后密切相关[4-5]，因此准确识别GGN是否发生浸润具有重要意义。能谱CT可将传统的X线混合能量图像分解成单能量图像进行物质分离和定量测定[6-7]，为病变的影像定量、鉴别和研究提供了新的方法和思路。本研究联合运用多层螺旋CT（MSCT）和能谱CT对GGN浸润前病变AIS和浸润性病变MIA进行鉴别诊断，探讨其诊断GGN浸润与否的价值。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2017年10月至2018年6月我院经病理检查诊断的GGN 121例，男46例，女75例，年龄28～81（53.4±10.1）岁。其中 AIS 组 45 例，男 21 例，女24例，平均年龄（53.1±8.8）岁；MIA 组 76例，男 25 例，女 51 例，平均年龄（54.2±10.9）岁。纳入标准：（1）有完整的病理诊断资料；（2）术前完成MSCT和能谱CT靶扫描检查，有薄层重建图像（层厚0.625mm）；（3）无其它严重影响肺功能的疾病，如肺气肿等。排除标准：（1）病灶最大径＞3cm；（2）CT图像有较大的呼吸运动伪影或肋骨造成的硬化伪影导致病灶不易观察和测量者。所有患者均签署知情同意书。两组患者性别、年龄及吸烟比例差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

表1 两组患者一般临床资料比较

1.2 检查仪器与扫描方法 所有患者均使用GE能谱（Discovery 750HD）CT仪检查。检查前行呼吸训练，仰卧位，双臂上举，头先进，扫描范围从胸廓入口至肺底。先行MSCT检查，检查参数：准直64×0.625mm，矩阵512×512，螺距 0.984∶1，层厚、层间隔均为 5mm，管电压 120 kVp，FOV 35cm×35cm，自适应管电流选择，机架旋转时间0.6s/周，原始图像内插为0.625mm的薄层图像。发现病灶后，选择能谱扫描模式（GSI）对病灶行靶扫描，检查参数：准直 64×0.625mm，矩阵 512×512，FOV 20cm×20cm，螺距 0.984∶1，层厚、层间隔均为 0.625mm，管电压80/140kVp瞬时（0.5ms）切换，管电流 550mA，机架旋转时间0.6s/周。

1.3 图像后处理及数据收集 将能谱CT检查数据传至AW4.5工作站，用GSI-Viewer软件进行处理。由同一位胸部影像诊断医师进行分析，选取肉眼可见的密度相对较高区域，多平面测量结节最大径值、最高密度区CT值及水基值，计算能谱曲线斜率（k），k=（HU40keVHU140keV）/100。在PACS工作站上对病灶影像学特征进行分析，包括病灶位置、形状、密度及有无胸膜凹陷、分叶、毛刺、棘突、空泡征存在。1.4 统计学处理 采用SPSS 22.0统计软件。正态分布的计量资料以表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料组间比较采用χ2检验、校正χ2检验。对两组患者病灶CT定量参数值进行ROC曲线分析，分别得出各参数值的AUC、界值、灵敏度和特异度。对有统计学差异变量进行logistic回归分析，分别建立MSCT变量的回归模型和MSCT联合能谱CT变量后的回归模型，比较两模型的诊断效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者病灶影像学特征比较 两组患者的病灶形状、密度及有无胸膜凹陷、分叶、毛刺、棘突征比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），MIA组病灶形状不规则、密度不均匀、有分叶、毛刺、棘突征及胸膜凹陷者比例更高，而两组患者病灶位置和有空泡征者比例差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表2。

2.2 两组患者病灶CT定量参数值比较 两组患者结节最大径、最高密度区CT值、水基值及k比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），MIA组结节最大径、最高密度区CT值及水基值升高，k降低。见表3。

2.3 两组患者病灶CT定量参数值的ROC曲线分析对两组间有统计学差异的定量参数值进行ROC曲线分析，各参数值的AUC、界值、灵敏度和特异度见表4。

2.4 logistic回归分析 对有统计学差异的MSCT变量行logistic回归分析，见表5，logistic回归模型为：logit（P）=-0.726+2.333X1+0.006X2+1.113X3+1.989X4，AUC=0.885，灵敏度0.895，特异度0.686。MSCT联合能谱CT变量后行logistic回归分析，见表6，logistic回归模型为：logit（P）=-6.272+2.280X1+1.583X2+2.116X3+0.008X4-5.010X5，AUC=0.898，灵敏度 0.763，特异度 0.922。可见加入水基值和k后logistic回归模型的诊断效能增加（0.898 vs 0.885），两模型均显示结节最大径值贡献最大，其次为分叶征。

表2 两组患者病灶影像学特征比较（例）

表3 两组患者病灶CT定量参数值比较

表4 两组患者病灶CT定量参数值的ROC曲线分析

表5 两组间MSCT变量的logistic回归分析结果

表6 两组间MSCT联合能谱CT变量的logistic回归分析结果

3 讨论

近年来，肺GGN不断受到国内外学者的广泛重视，因其证实为肺腺癌的比例显著高于也表现为磨玻璃密度的其他病变（这些病变多为良性，如肺间质纤维化、毛细血管充血、肺泡内水肿或出血等）[7-9]。关于不同病理类型GGN的CT影像学特征及定量CT特征分析研究众多，但到目前为止尚无一种定量值达成共识。能谱CT因可多参数定量分析而成为CT诊断研究的最新发展方向，在肺内外病变的鉴别诊断及肿瘤治疗疗效评估的研究中得到了较好应用，而能谱CT检查诊断肺GGN浸润与否的研究目前鲜有报道。

本研究两组患者间性别、年龄及吸烟比例差异均无统计学意义，但由于本研究未纳入IAC患者，是否随着浸润程度的增加其在患者性别、年龄及吸烟比例中出现差异尚有待于进一步的研究。多项研究表明，随着病灶浸润程度的增加，病灶内纤维成分增加，病灶边缘的分叶、毛刺及胸膜凹陷征的出现率逐渐增加[10-14]。本研究显示MIA组病灶形状不规则、密度不均匀及胸膜凹陷、毛刺、棘突、分叶征的出现较AIS组多见。但空泡征在两组间差异无统计学意义，部分文献亦有类似报道[15]。

GGN是否发生浸润的一个重要指标是结节的大小，本研究统计显示AIS组与MIA组的结节最大径界值为 0.78cm，灵敏度 0.716、特异度 0.725，AUC=0.771。既往研究显示，浸润前后结节最大径界值在0.75～1.2cm[5，14，16]，本研究结果与之符合。本研究结节最高密度区CT值在两组间的界值为-583.00HU，灵敏度0.919，特异度0.569，AUC=0.803。既往研究结节浸润前后CT值界值约-680HU（灵敏度0.958，特异度 0.351，AUC=0.77）[17-18]，本研究界值相对较高。推测可能一方面与选择偏倚有关，另一方面由于本研究结合多平面图像分析，选择了相对较高密度区作为感兴趣区；再者，本研究界值的特异度和AUC均有所提高（特异度0.569 vs 0.351，AUC=0.803 vs 0.77），说明MSCT结合能谱CT单能量图像观察测量结节最高密度区CT值能提高GGN浸润与否的诊断准确度。

能谱曲线为不同能量X线束穿过物质后形成的CT值衰减曲线，不同病理组织结构具有不同的k[19-21]。既往研究显示良恶性肺结节及肺癌不同病理类型间的k差异均有统计学意义。本研究MIA组k较AIS组k小（0.27 vs 0.39），推测AIS组织病理学仅为细胞的单纯贴壁生长，密度较均匀，与病灶内微小血管的差异较大，而MIA大部分为浸润成分（腺泡样、腺管样或乳头样），细胞密度增加，因而与结节内微小血管差异减小，ROI选择区内组织密度趋向均匀，因而k更趋向为0。但该诊断效能不佳（AUC=0.363），有待联合MIA与IAC病变的大样本进一步研究。人体中含水量最高，水是和人体物质组成最相近的物质。本研究选取水基值为研究对象，能相对准确、客观地反映病变特点，结果显示MIA组较AIS组水基值高，差异有统计学意义，两组间水基值界值为388.84mg/ml（灵敏度 0.743、特异度 0.667，AUC=0.766）。考虑随着肿瘤浸润程度的增加，GGN内肿瘤细胞密度逐渐增高，因而水基值逐渐增加。

联合MSCT与能谱CT有统计学差异的变量进行了logistic回归分析，结果显示k为保护因素，结节最大径值、密度不均匀、分叶征和水基值为危险因素。单纯MSCT变量建立的logistic回归模型AUC=0.885，灵敏度0.895，特异度0.686，加入能谱CT变量后建立的logistic回归模型AUC=0.898，灵敏度0.763，特异度0.922。显示加入能谱CT变量后模型的诊断效能增大（0.898 vs 0.885），均显示结节最大径值贡献最大，其次为分叶征。

本研究的不足主要有三个方面：（1）本研究为阶段性临床研究，在入组样本和病例的选择上可能存在偏倚。（2）受入组条件难以控制等原因限制，未与表现为GGN的其他良性病灶（如间质性纤维化、出血等）进行对比研究。（3）因目前设备仅能检测轴扫图像的碘基值，尚不能检测GGN整体的碘基值，而平扫和增强很难保证在相同的屏气程度下完成，因此本研究仅比较了GGN的平扫能谱参数，未作能够反映病灶微血管情况的增强前后对比，这有待于后续进一步研究。

综上所述，MSCT与能谱CT检查在AIS和MIA鉴别诊断中有一定价值，有望为GGN术前精准诊断提供新方法，在MSCT影像学特征分析的基础上增加能谱CT参数分析能提高诊断效能。