基于AI 的肺磨玻璃结节中医临床特点研究

刘 言，安 鹏，侯海军，边灵杰，李 雁，王林洋，王洪武

（北京中医药大学东直门医院，北京 101100）

随着高分辨CT 应用的广泛普及，肺磨玻璃结节（ground-glass opacity，GGO）检出率显著提高，而且肺磨玻璃结节与肺腺癌密切相关[1]。对于肺磨玻璃结节的性质鉴别是当前临床工作的一个难点。基于深度学习的人工智能（artificial intelligence, AI）具有准确的算法模型，是基于薄层CT 影像数据，通过三维重建技术，实现结节/肿块空间定位和配准，自动比较结节大小、形态、位置、体积、密度及良恶性概率判断等信息。研究[2-3]显示，在对肺部结节判读方面，AI在肺结节风险预测方面比住院医师单独诊断具有明显优势。中医认为肺部结节在证候分布具有一定的规律，研究[4-6]报道中医药具有抑制结节生长、阻止结-瘤转化作用，但尚缺乏客观、规范数据支持。本研究总结不同风险肺磨玻璃结节的中医临床特点，以期为中医药干预肺部结节提供理论基础。

1 资料与方法

1.1 病例来源 2019 年5 月－2020 年12 月于北京中医药大学东直门医院呼吸科门诊诊断为肺部结节患者75 例。

1.2 诊断标准 参照《肺结节诊治中国专家共识（2018年版）》[7]：肺内结节的直径＜30 mm，可呈类圆形或不规则形病灶，密度增高的实性或亚实性，可单发或多发；高分辨率CT（high resolution computerized tomography，HRCT）影像资料显示为单发或多发肺磨玻璃结节。

1.3 纳入、排除与剔除标准 纳入标准：1）符合上述诊断标准；2）年龄18 岁以上；3）性别不限；4）自愿参加本研究；5）患者配合填写“肺部结节中医证素调查表”，并签署知情同意书。排除标准：1）有精神疾患者；2）处于疾病急性期，如急性呼吸道感染、心肌梗死、肾功能不全等影响肺小结节诊断者；3）具有严重的原发性心、肺、脑、肝、肾、血液或影响生存的严重疾病者；4）不符合上述标准者。剔除标准：1）不符合纳入标准的病例；2）纳入后资料不全影响结果评价者。

1.4 研究方法

1.4.1 胸部CT 辅助诊断系统分析 收集75 例肺磨玻璃结节患者胸部HRCT，利用AI 分析结节直径、体积、密度、单发/多发、恶性程度等信息资料。判读结果认为恶性程度≥90%为高危、≥75%为中危、＜75%为低危。根据AI 判读结果将患者分为高风险组、中低风险组。

1.4.2 制定“肺部结节中医证素调查表” 通过查阅万方数据库、维普数据库、中国知网，以“肺部结节”“中医”为关键词，搜索建库以来的文献，筛选出肺部结节患者常见症状 49 个（不包括舌苔、脉象），参考《证素辨证学》[8]，规范症状名称，经课题组 4 名副主任医师以上职称医师共同讨论，确定45 个临床症状作为变量。舌苔、脉象由2 名副主任医师以上职称医师共同判定，如实记录。进而分析高风险组与中低风险组临床症状差异。

1.4.3 根据患者临床症状分析并提取证素 将“肺部结节中医证素调查表”中收集的四诊信息，利用Excel建立数据库，依据《证素辨证学》[8]中的“证候辨证素量表”录入病位证素、病性证素。证素诊断的标准：各症状对各证素贡献度之和达到或超过14，即可诊断为这些证素，总权值＜14 则证素不成立。分析高风险组与中低风险组证素差异。

1.5 统计学方法 采用 SPSS 20.0 进行数据分析，计数资料采用χ2检验；等级资料采用非参数检验；计量资料根据资料特点采用t检验或非参数检验；将不同风险肺磨玻璃结节与患者证素分布进行分析，探究两者间关系。以P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 本研究收集75 例肺磨玻璃结节患者，女39 例，男36 例，年龄最大者86 岁，最小者26 岁，平均年龄（60.12±6.36）岁。有吸烟史者8 例，肿瘤家族史者5 例。

2.2 纳入病例肺结节情况及AI 判读结果 收集75 例肺磨玻璃结节患者中，单发结节70 例，多发结节5 例。亚厘米结节43 例，结节直径10 mm 以上32 例。恶性程度方面，中低风险结节46 例，高风险结节29 例。高风险组和中低风险组结节直径、密度、距胸膜距离、恶性程度等详见表1，结节密度、直径与肺结节的恶性程度呈明显正相关关系。

表1 中低风险和高风险结节相关给指标比较

2.3 中医症状统计 根据所填写的《肺部结节中医证素调查表》，按照症状的有无统计症状频数，选择出现频率≥10% 的症状共29 个。中低风险组与高风险组中医症状对比，睡眠障碍、指甲淡白、打喷嚏、呃逆、腹胀等症状较高风险组明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 中低风险组与高风险组患者中医症状分布 例

2.3 证素分布及证素权值比较 根据患者症状提取证素，共得出16 个证素，证素权值≥14 则成立，其中病位证素为肺、表、肝、心、肾、脾；病性证素中，虚性证素有阴虚、气虚、阳虚、血虚，实性证素有寒、痰、湿、气滞、热、血瘀，其中血瘀、热所占比例较少，见表3。

表3 肺磨玻璃结节患者中医证素分布

证素权值代表证素严重程度，将16 个证素权值进行比较，发现证素气虚的权值中低风险组与高风险组对比具有明显差异，中低风险组磨玻璃结节气虚证素权值明显高于高风险组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4 中低风险和高风险组患者中医证素权值平均值比较

3 讨论

肺癌已成为我国病死率最高的恶性肿瘤。我国肺癌发病率和病死率接近，主要原因是大部分临床诊断病例已为晚期。肺磨玻璃结节指在CT 图像上表现为肺内密度轻度增加，呈局灶性云雾状密度的结节，结节内可显示支气管、血管束[7]。既往研究[8]结果表明持续存在的肺磨玻璃结节有癌前病变、微浸润性或浸润性肿瘤的可能，在Ⅵ期肺癌患者中，原位癌和微浸润性癌术后5 年生存率接近100%[9]。因此对肺磨玻璃结节早期定性已成为临床迫切需求。

近年来研究报道了中医药干预肺部结节的有效性[10-11]，尚缺乏缺乏针对高风险结节的预测及疗效评估数据。鉴于AI 是筛查早癌、恶性预判的重要工具[12-14]，本研究在AI 预判肺磨玻璃结节风险基础上，分析不同风险肺磨玻璃结节的中医临床特点。首先，中医临床症状分布显示，肺磨玻璃结节患者中低风险组睡眠障碍、指甲淡白、打喷嚏、呃逆、腹胀等症状较高风险组明显升高，差异有统计学意义，该组症状符合中医肺脾气虚证表现；在2 组证素权值对比中，中低风险气虚证素权值明显高于高风险组，可见病变早期气虚可能是发病的关键因素，肺脏正气亏虚是影响病情走势的重要因素。其次，中医证素分析结果显示，肺磨玻璃结节患者病位证素以肺/表为主，其次为肝、肾、脾，这与肺的生理功能密切相关。肺为气之主，肾为气之根；肝升肺降，则人体之气机调畅；脾土生金，脾气不足则影响肺气之充盈。肺之气机不利，与肝、肾、脾均有密切关系。病性证素中以虚性证素为主，依次为阴虚、气虚/阳虚、血虚，实性证素以痰、湿、气滞多见，而热、血瘀证较少。

综合肺磨玻璃结节患者中医临床症状和证素分布特点，可见肺磨玻璃结节患者以肺气虚或气阴两虚证为主，以气虚或气滞导致肺之气机不畅，引起局部痰、湿聚集于肺络而形成，这与李建生等观点一致[15]。肺磨玻璃结节病位尚浅，未形成实质性肿块，痰、湿、血瘀等有形的病理变化尚不明显，所以在证素权值上高风险与中低风险结节无明显差异，这也是肺部结节患者没有明显呼吸道症状的原因之一。刘殿娜等[16]从理论层面论述了补益肺脾方法治疗肺结节的中医病机。王诚喜教授采用以补气为主的“黄芪益肺汤”治疗肺部结节取得理想疗效[17]。本研究结果提示益气法为治疗肺磨玻璃结节的有效措施。

本研究通过总结肺磨玻璃结节患者中医四诊信息，采用证素辨证方法量化证素权值，分析肺磨玻璃结节患者中医证素分布特点，结合AI 判读结节风险，总结不同风险磨玻璃结节中医临床特点。本研究存在不足之处，纳入样本量较小，如能扩大样本量并结合病理结果，则可进一步深入研究。