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磨玻璃结节表现的肺腺癌侵犯脏层胸膜的超高分辨率CT 评价

2020-07-31舒锦尔陈真伟潘江峰王定君陈晓荣徐义斌李惠民

中国医学计算机成像杂志 2020年3期
关键词:叶间实性胸膜

李 鲁 舒锦尔 陈真伟 潘江峰 王定君陈晓荣 徐义斌 陈 旭 李惠民

目前,肺癌的发生率和死亡率均呈逐年上升趋势,其中非小细胞肺癌(NSCLC)约占肺癌总数的85%。脏层胸膜侵犯(visceral pleural invasion,VPI)是影响NSCLC 预后的重要不良因素之一,在国际肺癌研究协会(IASLC)第七版肺癌TNM 分期系统中将直径≤3cm 的NSCLC 伴有VPI 的由T1 升级为T2[1],而叶间胸膜侵犯到相邻叶时(ALI),其T 分期为T3[2]。有学者提出对直径≤2cm、无VPI 的NSCLC患者采用肺段切除代替肺叶切除,可以在不影响生存率的情况下尽可能保护肺功能[3]。近几年,肺腺癌的比例不断上升,特别是磨玻璃结节(ground glass nodule,GGN)表现的肺腺癌,我们在对GGN 表现的肺腺癌VPI 研究中发现,与叶间胸膜接触的肺腺癌不少,因其为两层脏层胸膜,有更丰富的淋巴管和血管,发生VPI 的风险性更高,临床很少研究≤3cm肺腺癌叶间胸膜侵犯的CT 预测。Kakinuma 等[4]认为超高分辨率CT(U-HRCT)较常规HRCT(CHRCT)具有更好的图像质量和细节显示。Ebara 等[5]认为CT 三维重建能为NSCLC 患者胸膜侵犯的预测提供重要的参考价值。据此,我们采用1024×1024矩阵的U-HRCT(G-方案[6])扫描方式结合三维正交后处理技术,对经手术病理证实的126例≤3cm与叶间胸膜接触的磨玻璃表现的肺腺癌进行回顾性研究,探讨其U-HRCT 表现与VPI 的关系,以提高≤3cm 磨玻璃表现的肺腺癌患者术前CT 预测VPI的认识。

方 法

1.临床资料

对我院的电子病历和放射科PACS 系统进行检索,回顾性分析我院2014 年1 月至2018 年10 月肺腺癌患者的临床资料,包括病理记录和CT 资料。纳入标准为:①手术病理证实的肺腺癌病例,②肿瘤最大径在CT 上≤3cm;③肿瘤表现为与肺叶间裂接触的GGN;④在常规CT 扫描的基础上都行U-HRCT(G-方案)及三维正交后处理。排除了术前CT 图像测量最大径>3cm 的病例,术前CT 检查不包括G-方案扫描的患者。最后,126例肺腺癌患者纳入研究(男性44例,女性82例;平均年龄55±11岁)。根据GGN 实性成分的有无分为:pGGN 组(55例)和mGGN 组(71例)。

2. CT 扫描参数

采用Philips iCT 256 机型或Philips Brilliance 64 机型,扫描前进行呼吸训练,全部完成深吸气下屏气扫描。常规扫描参数:常规仰卧位,广播“吸气-屏气”后采用螺旋扫描:准直0.625mm×128或0.625mm×64, 扫 描 矩 阵512×512,FOV 500mm, 重 建 层 厚5mm/ 间 隔5mm; 电 压120kV,40 ~120mAs ( 智 能D-right), FBP-D 算法重建肺窗(C-500HU, W 1500HU)。iDose44,重建矩阵512×512mm,肺窗,层厚1mm,间隔1mm。扫描范围:从肺尖到肋膈角尖端。

G- 方案扫描参数:采用U-HRCT(G- 方案)扫描模式(FOV 250mm,矩阵1024×1024),侧或斜侧卧位,使病灶尽量位于扫描肺野高处(通过生理呼吸使得病灶及其周围背景尽可能充气);扫描定位像时视角(view angle)90°,120kV,250mAs,重建层厚1mm/间隔1mm,FBP-D 算法重建肺窗(C-500HU,W 1500HU);重建视野140 ~250mm,重建层厚0.67mm,间隔0.3mm,iDose44,低通滤过smooth(A)重建肺窗(C-500HU,W 1500HU)。扫描范围:以病灶为中心,上下3cm范围。

3. CT 图像处理与分析

所有图像传送至PHILIPS EBW V4.5.5 工作站进行测量及三维正交后处理,运用多平面重组(MPR)技术,以胸膜为参照物完成三维正交显示。由两位高年资胸部影像医生在不知道病理结果情况下评价CT各组图像,并以协商一致的方式解决分歧。

CT 表现包括结节类型、结节大小、结节形态、结节密度、实性部分大小、实性比例、交界面长度、界面长度比例、与胸膜接触的实性部分界面长度、胸膜增厚、胸膜回缩等。在三维图像上测量结节的最大径和实性部分的最大径。病灶的实性比例是指实性部分最大径除以结节的最大径。通过绘制肿瘤与叶间胸膜之间的接触长度来记录结节界面长度。通过将界面长度除以结节大小来计算界面长度比例。如果结节的实性部分与胸膜接触,则测量与胸膜接触的实性部分的长度,为与胸膜接触的实性界面长度(图1)。

4. 病理分析

所有切除的肿瘤在苏木精-伊红(HE)染色切片的上进行评价,以确定是否存在VPI。当脏层胸膜弹性层不清时,行特异性维多利亚蓝弹性纤维染色或双重染色法(免疫组化角蛋白染色+弹性纤维染色)。在显微镜下按照改良法Hammar 分级标准判读肿瘤侵犯[7]。本组病例为回顾性病例,其中33例行回顾性特异性弹性纤维染色,8例行双重染色法染色。

5.统计学分析

对126例肺腺癌患者发生VPI 的可能危险因素进行统计分析,定量资料以均数±标准差表示,两独立样本采用t 检验,定性资料采用卡方检验或Fisher 精确检验。所有统计分析均使用SPSS 21.0。P<0.05 为有统计学差异。

结 果

126例肺腺癌患者中,VPI 者与无VPI 者在性别、结节大小、密度、形态、胸膜增厚、胸膜回缩、实性接触、实性大小、界面长度、界面长度比例上无显着性差异(P>0.05),在年龄上有显著性差异(P=0.017)。术后病理显示所有病例均无淋巴结转移(表1)。

表1 126例GGN 表现肺腺癌的临床病理特征

在55例pGGN 中(AAH 3例、AIS 35例、MIA 13例、IA 4例)未发现VPI 病例,结节大小10±4mm,界面长度7±3mm,界面长度比例69%±19%,有16例(29%)出现胸膜增厚(图2),21例(38%)出现胸膜回缩。

在71例mGGN 中,VPI 组与无VPI 组,在实性部分大小、实性比例、有实性部分与胸膜接触方面有显著性差异(图3、4),P分别为0.009、<0.001、<0.001。在结节大小、界面长度、界面长度比例、胸膜增厚及胸膜回缩方面无统计学差异,P分别为0.052、0.050、0.245、0.398、0.099。在实性部分>10 mm,实性比例>50%,与VPI 显著相关(P值分别为0.004、0.002)(表2)。在mGGN 组中AIS 6例,MIA 14例,IA 51例,其中VPI 组均为IA,AIS 和MIA 没有VPI 病例。

表2 71例表现为mGGN 的肺腺癌CT 表现:VPI 组和无VPI 组的比较

图1 A.测量GGN 结节的最大直径(P),测量mGGN 的实性部分的大小(q),记录实性比例(q/p)。B.通过手绘测量肿瘤和叶间胸膜接触线,记录为界面长度(r),计算界面长度比例(r/p)。如果结节实性部分接触叶间胸膜,则测量与胸膜接触的实性部分界面长度(s)。

图2 女,61岁, 腺泡型腺癌 ,无VPI,U-HRCT 示左下肺pGGN 紧贴斜裂,接触面斜裂增厚(A ~C),2016 年5月(A)-2018 年5 月(B)间病灶增大(▲),与斜裂接触界面长度增加(↑)。图C 为两次检查矢状位MPR 重建比较。图D 为病理双重染法图(免疫组化染色+弹性纤维染色 400×),增厚区见多层弹性纤维的褶曲,未见肿瘤细胞(▲)突破弹性纤维层(↑)。

图3 男,70岁,IA,VPI。U-HRCT 示右肺下叶紧贴叶间裂的mGGN(▲),分叶状,实性部分接触叶间胸膜,接触面叶间胸膜增厚及回缩(↑A、B),结节大小23mm,实性大小18mm,实性比例78%,界面长度比例52%。C.为病理双重染法图(免疫组化染色+弹性纤维染色100×),增厚区见多层弹性纤维的褶曲,见肿瘤细胞(▲)突破弹性纤维层(↑),未至胸膜表面间皮层(*)。

图4 男,55岁,IA,VPI。U-HRCT 示右肺下叶紧贴叶间裂的mGGN(▲),半圆形、分叶状,实性部分接触叶间胸膜,接触面叶间胸膜增厚及回缩(↑A、B),结节大小28mm,实性大小6mm,实性比例21%,界面长度比例89%。C.为病理(弹性纤维染色100×),显示深蓝色条带为脏层胸膜弹力层(↑),增厚区见多层弹性纤维的褶曲,未见肿瘤细胞突破弹力层(▲)。

讨 论

国际抗癌联盟(UICC)第7 版TNM 分期将直径≤3cm 的NSCLC 伴有VPI 由Tl 升级为T2,并对VPI 程度进行了分类,VPI 定义为肿瘤超过脏层胸膜弹性纤维层的侵犯[1]。1985 年Glazer 提出可通过CT预测胸膜侵犯[8]。目前VPI 的鉴别主要依赖于病理学检查,若能通过评估术前CT 图像提高VPI 判断的准确性,将对患者治疗方案的确定及预后评估有重要的指导意义。

有关VPI 的文献报道多为T2、T3 大小的肺癌,对≤3cm 病例研究少,对≤3cm 的GGN 表现肺腺癌没有进行分类研究。肿瘤与胸膜直接接触时VPI 存在的可能性较大,CT 作为预测VPI 的重要手段,可通过测量和计算相应CT 图像上的指标进行预测,具有较高的价值。而超高分辨率CT(U-HRCT)较常规CT 具有更好的细节显示,Li 等[6]认为改变体位的U-HRCT(G-方案)较常规U-HRCT 具有更好的图像质量,更有利于磨玻璃结节的定性诊断。本组研究采用U-HRCT(G-方案)及以胸膜为参照完成三维正交显示,使CT 图像更加精细化[9-10],对GGN 的影像定性诊断及其与叶间裂的关系的测量更加准确。

在本组研究中,55例pGGN 表现肺腺癌(浸润前病变38例,MIA 13例,IA4例)中没有VPI。这个结果与Hattori 等[11]pGGN 组手术切除≤3cm的NSCLCs 中未见VPI 的结果相似。本组有13例MIA、4例IA,在病理上具有侵袭性成分,其中IA为腺泡亚型,病理弹性纤维染色脏层胸膜未见VPI,增厚胸膜显示为蜷曲的弹性纤维层和炎症细胞浸润,没有肿瘤细胞超过弹性纤维层(图2)。在影像上,pGGN 多考虑为浸润前肺腺癌,浸润前病变不具侵袭性,即使MIA 或IA 时,因pGGN 成分病理学上的低侵袭性[12],对脏层胸膜侵犯的可能性也较低。因此,在日常工作中,评估该类pGGN 表现肺腺癌VPI 时,其VPI 的可能性较低。

对于mGGN 表现肺腺癌,本组中有15例(21%)出现VPI,均为IA,这与实性成分的程度是重要的侵袭性因素有关。本组研究显示,VPI 组与无VPI 组在实性部分与胸膜接触、实性部分大小、实性比例存在显著性差异。本研究VPI 组均有实性部分与胸膜接触,提示实性部分与胸膜接触是胸膜侵犯的关键,但在实性界面长度方面没有显著性差异(P>0.05),理论上实性界面长度越长,意味着侵袭的机会越大。Ohde 等[13]报道,在T1 大小的肺腺癌中,肿瘤的实性比例与侵袭性有关,本组与其研究相符,在实性部分>10mm、实性比例>50%可以作为VPI 的预测因素(P<0.05)。本组研究在结节大小、界面长度、界面长度比例、与胸膜接触的实性部分界面长度没有显著性差异(P>0.05),这与Ahn 等[14]不同,这可能与研究的结节类型不同及样本量相关。

以往有关胸膜侵犯CT 表现的研究显示胸膜增厚是一个有用的特征[5]。胸膜受到炎症和纤维化的影响,即使没有VPI,胸膜下肿瘤也经常会使胸膜发生解剖改变[1],在CT 上可表现为胸膜增厚。在本研究中44例浸润前病变中14例(32%)出现胸膜增厚,19例(43%)出现胸膜回缩,mGGN 组中VPI 组和无VPI组在胸膜增厚和胸膜回缩无统计学差异,提示胸膜增厚和胸膜回缩等胸膜改变,并不是影响VPI 的重要因素。

非小细胞肺癌(NSCLC)患者肿瘤直接侵犯邻近叶(Tdali)的发生率高达17.1%[2],T1 大小肺癌Tdali的预后比T2 差,建议将升级为T3。而叶间裂的解剖变异对肺癌的临床和病理评估有潜在的影响。Tdali-D(不完全叶间裂)的预后好于Tdali-A(完全性叶间裂),在考虑Tdali 患者的分期和生存时,评估肺叶间裂的完整性很重要。我们采用U-HRCT(G-方案)获得亚毫米图像,通过三维正交后处理,从不同的视角显示叶间裂的形态、完整性和分析GGN 的特征,能在术前提供准确的叶间裂信息,对该类型患者相较于常规CT 更具优势。本组17例(13.5%)表现为不完整的叶间裂,但没有跨叶间裂侵犯邻近肺叶病例,没有VPI,这与≤3cm 的GGN 表现的肺腺癌侵袭性较低有关。

综上所述,U-HRCT 及三维正交后处理图像,对GGN 的CT 诊断及其与叶间裂的关系的评价更加准确,有助于VPI 的CT 术前预测。在最大径≤3cm与叶间裂接触的GGN 表现的肺腺癌中,磨玻璃成分具较低的侵袭性,在pGGN 组,存在VPI 的可能性低;在mGGN 中,存在实性部分与胸膜接触、实性部分>10mm,实性比例>50%可以作为胸膜侵犯(VPI)的CT 评价的预测因素。而叶间胸膜增厚及胸膜回缩不是影响VPI 的重要因素。本组病例VPI 组样本量不多,可能会影响统计,存在不足,这也从侧面反映了≤3cm 的GGN 表现的肺腺癌侵袭性较低。

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