CT增强直方图在良恶性肺结节鉴别诊断中的价值

张 杰 王 建 项 昆 赵晶晶

河北省唐山市协和医院CT室(河北 唐山 063000)

肺癌仍是威胁人类健康的主要恶性肿瘤之一[1]。早期肺癌多表现为肺结节的形式，随着CT技术的广泛运用，肺结节的检出率越来越高,且外科手术对早期肺癌可起到根本性治疗作用，因此早期明确肺结节的性质具有重要的临床指导价值[2]。传统影像学通过形态学的改变来评估肺结节的良恶性，但易受主观因素的影响，且限于异病同影的现象，准确判断肺结节良恶性仍有一定的难度[3]。随着计算机及医学图像处理技术的高速发展，医学图像纹理分析越来越多越多用于影像诊断，本研究旨在探讨CT增强图像直方图对实性肺结节良恶性鉴别的潜在诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2017年5月至2019年5月于我院行肺部CT增强扫描患者且基本病历资料完整的66例患者。

纳入标准如下：按最新肺结节诊断标准[4]，选取于我院行CT增强扫描发现直径为3～30mm实性密度肺结节；经手术病理证实或随访2年以上证实诊断。排除标准：伴有明显肺实变、肺部炎症及肺内外转移者；结节内示明显钙化或脂质者。66例患者中，43例恶性肺结节均由开胸手术或穿刺病理学证实，包括小细胞癌5例，鳞癌14例，腺癌24例。良性肺结节23例，22例经过开胸手术或穿刺病理学证实，包括结核瘤11例，炎性假瘤4例，错构瘤3例，硬化性血管瘤2例，支气管囊肿2例，1例经治疗后随访2年结节明显缩小，证实为良性结节。

1.2 仪器与方法采用GE Discovery CT 750 HD 64排螺旋CT，管电压120kV，管电流80～150mA，矩阵512×512，层厚1.25mm，层间距1.25mm，标准算法重建。用高压注射器以4mL/s速率注入碘海醇。选择轴位图像中最大病灶层面勾画感兴趣区ROI,尽可能全部包含病灶，利用Image J软件获得肺结节CT增强图像直方图，记录每个肺结节的平均值、最大值、最小值、峰值、峰度值及偏度值。以均数±标准差表示。

1.3 统计学分析应用SPSS 17.0软件对计量资料进行分析，采用单样本正态分布检验数据正态性。采用独立样本t检验比较良、恶性肺结节两组的平均值、最大值、最小值、峰值、峰度及偏度值。对统计学有显著差异的参数绘制ROC曲线确定诊断阈值，并计算曲线下面积(area under cure,AUC)、敏感度、差异度及阳性预测值与阴性预测值。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 原始横轴位CT图像及肺结节的CT增强图像直方图，如图1、2所示。

图1 图1A右肺见一低强化不规则结节病灶，(经病理证实为中分化腺癌，恶性)，图1B为该结节对应的CT增强直方图。图2 图2A左肺见一低强化不规则结节病灶，(经病理证实为结核瘤，良性)，图2B为该结节对应的CT增强直方图。图3 图3A为平均值ROC曲线图，图3B为峰值ROC曲线图。

2.2 良、恶性肺结节CT增强灰度直方图参数及比较，见表1。

表1 良恶性肺结节CT增强灰度直方图参数及比较

2.3 CT增强灰度直方图对肺结节良、恶性的诊断效能，见表2及图3。

表2 CT增强灰度直方图对肺结节良、恶性的诊断效能

3 讨 论

纹理分析是一种区别于传统形态学研究的影像学技术，医学图像包含了与临床相关的大量纹理信息，通过对影像图像像素灰度值局部特征、灰度值变化规律及其分布进行研究可以反映疾病的病理改变[5-6]。直方图分析法已广泛用于肿瘤的鉴别诊断[7-8]，其通过定量分析病变内所有像素值来评估病变内成分变化情况。目前，国内外已有文献报道使用CT直方图分析对肺结节或肺部肿瘤进行分析[9-11]，但使用CT增强图像直方图对于肺结节良恶性的鉴别诊断研究鲜有报道。因此，本研究结合现行临床工作现状，探讨CT增强图像直方图鉴别肺结节良恶性的潜在价值。

既往研究结果表明，恶性肺结节血管生成显著高于良性肺结节[12-13]。由于肺结节强化程度主要取决于结节内部微血管密度，同时恶性肺结节具有较多不成熟的新生血管，其强化程度明显高于良性[14]。我们的研究结果显示，恶性肺结节CT增强图像直方图参数，包括平均值、最大值、最小值、峰值明显高于良性组，这是因为这些参数与肺结节强化程度直接相关，其CT值越高，图像灰度值越高。观察ROC曲线，平均值和峰值诊断良恶性肺结节具有较高的诊断价值，其敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为83.7%、87.0%、92.5%、72.8%和0.837%、0.826%、90.0%、73.0%,且均值诊断良恶性肺结节的特异度、阳性预测值稍高于峰值的相应指标。

峰度与偏度值是反映直方图统计分布方向和程度及分布聚集的情况。我们的结果显示，偏度及峰度值在良恶性肺结节中未表现出显著性差异。可能的原因是：肺结节直径及体积较小，未见明显囊变、坏死，大多表现为相对均匀强化，CT值差异小，肺结节图像的像素分布相对集中。迟淑萍等[9]的研究表明，CT直方图参数峰度及偏度值在良、恶性肺结节中差异具有显著性意义，分析其原因可能是由于上述研究[9]使用CT平扫图像进行直方图分析，本研究则用CT增强图像进行分析。由于CT增强检查更能准确的反映病变细胞的异质性及通透性改变，因而我们的研究更具有说服力。彭晓浓等[10]的研究表明，不同分化程度肺癌CT增强图像直方图参数峰度及偏度值具有显著性差异，肺癌较肺结节直径及体积明显增大，容易发生囊变、坏死等，因而较肺结节表现为相对不均匀增强，峰度及偏度值可能会出现显著不同，由于本研究样本量较小，未能对不同分化程度恶性肺结节做出统计，有待后续更进一步的研究。

综上所述，CT增强图像直方图对肺结节的良、恶性鉴别诊断具有较高的临床应用价值，直方图参数平均值和峰值在两者的鉴别诊断中具有较高的效能。