CT定量分析预测肺部肿瘤性磨玻璃结节病理侵袭性的价值

代平，何其舟， 王思凯， 刘姝兰， 宋杨， 王洪飞

近年来，早期肺癌越来越受到大家的关注，其中很大一部分是磨玻璃结节(ground glass nodules，GGNs)。2011年国际多学科推出的肺腺癌分类新标准[1]包括不典型腺瘤样增生(atypical adenomatous hyperplasia，AAH)、原位癌(adenocarcinoma in situ，AIS)、微浸润腺癌(minimally invasive adenocarcinoma，MIA)及浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma，IAC)，其中AIS和MIA是新引入的2个概念，文献报道两者手术切除5年生存率可达到或接近100%[2]。GGNs传统的评估方法主要依靠形态学肉眼评估，主观性强。CT定量测量可以客观量化结节的特征，特别是在随访过程中客观反映结节的变化，可重复性及敏感性均较高[3]。本文主要利用计算机后处理软件对临床确诊的肺部恶性磨玻璃结节进行回顾性CT定量分析，预测GGNs的病理侵袭性，提高早期肺癌的诊断率。

材料与方法

1.一般资料

搜集我院2014-2017年经手术和病理证实CT表现为磨玻璃结节的肺腺癌97例，纯磨玻璃结节(pure ground-glass nodule,pGGN)47例，混合磨玻璃结节(mixed ground-glass nodule,mGGN)50例；男52例，女45例，年龄35～87岁，平均(43±12.66)岁。根据2011年国际多学科推出的肺腺癌分类新标准[2]，本研究分为3组，浸润前病变组(包括不典型腺瘤样增生和原位癌)32例、微浸润性腺癌组29例和浸润性腺癌组36例。入组标准：①直径≤3 cm孤立性肺磨玻璃结节；②CT图像包含1 mm及以下层厚薄层图像；③经病理证实为肺腺癌，术前未行放化疗及穿刺活检。排除影像学表现为囊腔样的GGNs。

2.检查方法

采用Siemens Sensation 16排螺旋CT机行胸部扫描40例，采用Siemens Somation Definition双源CT机行胸部CT扫描57例。均常规仰卧位呼气末屏气扫描，扫描范围自胸腔入口至肺底部，层厚及层间隔均为5 mm，肺窗及纵膈窗均进行1.0 mm薄层重建。16 排CT参数：管电压130 kV，管电流100 mA，螺距1.2；双源CT参数：管电压120 kV，管电流采用自适用调控技术，螺距0.9。观察图像条件：肺窗的窗宽1200 HU，窗位-600 HU；纵隔窗的窗宽350 HU，窗位40 HU，必要时采取合适的调窗技术。

3.CT定量测量方法

由2名高年资医师对所有肺结节进行后处理分析，双方达成一致意见。将所有薄层图像传到联影CT后处理工作站，使用肺结节分析软件，软件可以对肺部进行自动分割和可疑结节位置自动检测，所有结节在横断面肺窗上逐层手动修正勾画并确认GGNs的轮廓，勾画时尽量避开血管、支气管、钙化等，系统自动统计结节的定量参数分析：最大横截面长径、体积、面积、最大CT值、最小CT值、平均CT值。

4.统计学分析

结 果

1.大小定量指标与病理类型分析

肺结节的最大横截面长径、面积、体积与3组病理类型的差异无统计学意义(表1)。

2.CT值定量与病理类型分析

CT值定量指标与不同病理类型的关系(表2)，经统计学分析，97例肺腺癌的最大CT值、平均CT值在浸润前、微浸润及浸润性3组病理类型差异有统计学差异(P<0.05)，平均CT值与3组病理类型比较具有明显统计学差异。进一步比较平均CT值在浸润前与浸润性病变(微浸润+浸润性)两组间差异有统计学意义(P<0.05)，绘制ROC曲线，平均CT值鉴别浸润前与浸润性病变(微浸润+浸润性)的最佳临界值为-557 HU，诊断浸润性病变的敏感度、特异度分别为86.2%、93.7%，曲线下面积为0.945，95%的置信区间为0.901～0.989，P=0.000(图1)。平均CT值在微浸润性腺癌(MIA)与浸润性腺癌(IAC)两组间差异有统计学意义(P<0.05)，其最佳临界值为-484 HU，诊断浸润性腺癌的敏感度、特异度分别为94.4%、96.6%，曲线下面积为0.955，95%的置信区间为0.000～1.000，P=0.000(图2)。磨玻璃结节的最小CT值与3组病理类型差异无统计学意义(P>0.05)。不同病理分级的典型病例如图3～5。

表1 不同病理类型磨玻璃结节的大小定量分析

表2 不同病理类型磨玻璃结节的CT值定量分析

图1平均CT值鉴别浸润前病变与浸润性病变(MIA+IAC)的ROC曲线。 图2平均CT值鉴别微浸润性腺癌(MIA)与浸润性腺癌(IAC)的ROC曲线。

讨 论

磨玻璃结节的影像表现无特异性，可见于良性病变(出血、炎症、局限性纤维化等)、也可以是浸润前病变(AAH、AIS)和浸润性病变(MIA和IAC)[4]。肿瘤性磨玻璃结节从AAH、AIS、MIA到IAC是一个过程，反映了肿瘤生长、演变及转化的特点[5]，不同的病理类型手术方式和预后是不一样的。对于AAH手术并不是合适的选择，可进行随访复查；对于AIS和MIA可以采取楔形切除，手术创伤小，术后无需进行放化疗；对于IAC常采用肺叶切除。因此，GGNs的CT术前侵袭性评估非常重要[6]。影像学单纯从形态学区分磨玻璃结节的病理分级比较困难，本研究采用肺结节的定量分析预测肺结节的病理侵袭性。

图3男，57岁 。a) VR图像显示右肺中叶结节(箭)； b) CT最大横断面示结节大小；c) 3D图像显示肺结节位置(箭)； d) 病理证实为原位腺癌，肿瘤沿肺泡壁伏壁生长，未见间质、血管及肺泡腔肿瘤侵犯(HE×100)； e) 肺结节分析软件得出病灶大小为2.5 cm×2.0 cm，体积3611.8 mm3，面积355.1 mm2，最大CT值330 HU，最小CT值-997 HU，平均CT值-672.1 HU。

图4女，72岁。a) 右肺中叶结节，肺结节分析软件得出病灶大小为1.6 cm×1.2 cm(箭)，体积1254.7 mm3，面积146.7 mm2，最大CT值231 HU，最小CT值-699 HU，平均CT值-500.2 HU; b) 病理证实为微小浸润腺癌，肿瘤沿肺泡壁伏壁生长，浸润灶范围<5 mm(HE×100)。图5男，45岁。a) 右肺上叶结节，肺结节分析软件得出病灶大小为1.4 cm×1.1 cm(箭)，体积1119.4 mm3，面积110.4 mm2，最大CT值121 HU，最小CT值-865 HU，平均CT值-411.6 HU; b) 病理证实为浸润性腺癌，肿瘤沿肺泡壁及肺泡间隔生长，部分肿瘤脱离肺泡腔，肺泡腔含气量减少(HE×100)。

1.CT定量分析指标

最大横截面长径：GGN的最大横截面大小是最基本、最重要的特征之一。传统测量结节大小的方法是一维测量法，本研究的大小测量是由计算机三维测量自动计算得到的，具有客观性及可重复性。结节的良、恶性及组织类型与结节大小有一定相关性，一般情况下，结节越大恶性可能性越大，而结节越小、密度越均匀，良性可能性大[7]。肺结节的最大横截面长径可以预测pGGNs的病理侵袭性[8]。本组研究病变最大横截面长径与病理类型差异无统计学意义(P>0.05)，浸润前组、MIA组和IAC组的肿瘤最大横截面长径分别为(1.87±0.65)、(1.84±0.58)和(2.07±0.56) cm。可能原因是GGNs尽管很小、亦有恶性可能，很大的GGN反而不一定是恶性，尤其是大而均匀的pGGN。本组研究结果与文献报道有差异，可能原因与本组纳入的磨玻璃结节包括pGGN和mGGN有关。结节的大小与良恶性不一定有相关性，但是结节的大小在随访过程中的变化对定性诊断有重要价值[9]。

面积：本组最大横截面面积是计算机自动从所有横截面面积从选取的，由于肺结节形态的不规则性，软件的测量方法更准确。Han等报道[10]最大横截面面积是肺结节病理侵袭性最显著预测因子。本组研究肺结节的最大横截面面积与3组病理类型侵袭性差异无统计学意义(P>0.05)。可能的原因是面积与肺结节的最大横截面大小相关，而本组研究中最大横截面长径与病理类型差异无统计学意义。

体积：单纯的大小测量无法准确判断结节的不均匀生长，假阴性率及假阳性率高[11]。体积测量法能反映结节的三维空间的变化，在结节随访过程中体积测量有重要价值，其增长速度常用体积倍增时间(volume doubling time,VDT)来表示。VDT是指结节体积增加一倍所需要的时间，结节的VDT随着浸润性的增高而缩短。邹勤报道[12]的体积测量法的组间变异低于直径测量法，浸润性腺癌组的体积明显大于微浸润腺癌组和原位癌组。本组研究体积与3组病理类型无统计学意义(P<0.05)，可能的原因是结节的浸润性还与病变内部是否有肿瘤浸润有关。

CT值测量：磨玻璃结节的密度测量可以反映肿瘤的病理侵袭性。传统的平均CT值测量采用一维测量法，只能反映结节某个层面的情况，不能代表整个结节的情况。本研究的三维CT值测量法是软件自动计算出结节的平均CT值、最大CT值和最小CT值，能够反映结节整体的CT值。CT值改变可能的病理机制为肿瘤细胞沿着肺泡壁伏壁生长，肿瘤细胞填充肺泡腔，肺泡腔空气含量逐渐减少，在CT上表现为密度增高，CT值也逐渐增高[13]。文献报道[14]磨玻璃结节内可出现实性成分，实性成分的多少与病变的病理等级有相关性。张丽[15]报道273例临床I期浸润性肺腺癌，磨玻璃成分比例与组织学亚型级别呈负相关，实性成分与组织学亚型级别呈正相关。李琼等报道[16]的三维平均CT值在浸润前病变组、MIA组与IAC组之间具有明显统计学差异，平均CT值取最佳临界值-486 HU，诊断浸润性病变的敏感度和特异度分别为83.1%、77.3%。本组研究平均CT值和最大CT值在浸润前、MIA、IAC 3组之间差异有统计学差异(P<0.05)，随着肺结节的病理侵袭性增加，最大CT值和平均CT值也相应增高；平均CT值为-557 HU，诊断浸润前和浸润性病变的敏感度和特异度分别为86.2%、93.7%；平均CT值为-484 HU，诊断微浸润性腺癌与浸润性腺癌的敏感度和特异度分别为94.4%、96.6%；最小CT值与病变的病理类型差异无统计学意义；本组研究与文献报道一致。因此，平均CT值、最大CT值对GGNs浸润性的评估有重要作用，随着平均CT值、最大CT值的增高恶性的可能性越大；随访平均CT值的变化对评估磨玻璃结节是否增长有重要作用，即便是其体积没有发生变化[17]。

2.存在不足

本研究为回顾性研究，病例数较少，所选择的磨玻璃结节包括纯磨玻璃结节和混合磨玻璃结节，每一种磨玻璃结节的病例数较少，样本存在选择偏倚；第二测量方法存在误差，尽管是计算机自动计算，但人为勾画、修改病变的外沿，不能避开所有的血管、支气管等，这些都存在误差，影响结果的重复性。

综上，磨玻璃结节的大小和密度的定量分析可以客观反映肿瘤性磨玻璃结节的内部情况。平均CT值测量可以帮助鉴别浸润前病变、微浸润腺癌和浸润性腺癌。因此CT定量分析对磨玻璃结节的术前侵袭性评估可以提供重要参考价值。