预测肺腺癌浸润性：基于临床特征和普通CT平扫影像学特征的联合模型

摘要：目的 探讨结合临床特征和普通CT平扫影像学特征的联合模型在预测直径不超过30 mm原发型肺腺癌浸润性方面的有效性。方法 回顾性分析2020年1月～2023年12月在我院接受术前胸部CT平扫的107例肺结节患者。根据病理诊断，将患者分为非典型腺瘤样增生、原位腺癌、微浸润性腺癌及浸润性腺癌4组。将非典型腺瘤样增生、原位腺癌和微浸润性腺癌患者归类为非侵袭组（n=73，男性22例，年龄49.73±13.92岁），浸润性腺癌患者归类为侵袭组（n=34，男性14例，年龄57.53±12.00岁），收集患者年龄、性别以及影像资料等，比较组间差异。通过单因素和多因素分析确定预估肺腺癌浸润性的独立危险因素，并据此构建预测模型。采用ROC曲线评估模型的诊断效能。结果 两组性别和年龄的差异有统计学意义（Plt;0.05）。两组的肺结节特征，包括结节类型、病变部位、平均直径、形状、边缘、边界、毛刺征、胸膜牵拉征、肺气肿、空气支气管征、空泡征及血管类型的差异均有统计学意义（Plt;0.05）。结节平均直径和血管类型被确定为肺腺癌侵袭性的独立危险因素（Plt;0.05）。ROC曲线分析显示，联合诊断肺腺癌侵袭性的AUC为0.891（95%CI：0.816～0.956）。在最佳约登指数0.514的条件下，结节平均直径截断值为9.75 mm，模型的敏感度为0.706，特异度为0.808。结论 肺结节的普通CT平扫影像学特征对于术前评估肺腺癌的侵袭性具有重要意义，结节的平均直径和血管类型是预测肺腺癌侵袭性的独立危险因素。

关键词：肺腺癌；浸润性；结节；联合模型

Predicting the invasiveness of lung adenocarcinoma： based on combined model utilizing

clinical characteristics and plain CT imaging features

HONG Jingjing 1 ， WEN Ge 2 ， ZHANG Fei 1 ， GUO Jialiang 1 ， FENG Yanfang 1 ， HUANG Weikang 1

1 Department of Medical Imaging， Zengcheng Branch of Nanfang Hospital， Southern Medical University， Guangzhou 511300， China;

2 Department of Medical Imaging， Nanfang Hospital of Southern Medical University， Guangzhou 510515， China

Abstract： Objective To evaluate the utility of a combined model integrating clinical characteristics and plain CT imagingfeatures in predicting the invasiveness of primary lung adenocarcinoma with diameters less than 30 mm. Methods Aretrospective analysis was conducted on 107 patients with pulmonary nodules who underwent preoperative chest CT scans atour hospital from January 2020 to December 2023. Patients were categorized into four groups based on pathological diagnosis：atypical adenomatous hyperplasia， adenocarcinoma in situ， minimally invasive adenocarcinoma， and invasiveadenocarcinoma. Among them， 73 patients with atypical adenomatous hyperplasia， adenocarcinoma in situ， and minimallyinvasive adenocarcinoma formed the non-invasive group （including 22 males， mean age 49.73±13.92）， while 34 patients withinvasive adenocarcinoma constituted the invasive group （including 14 males， mean age 57.53±12.00）. Clinical data includingage， gender， and imaging details were collected and compared between the two groups. Univariate and multivariate analyseswere performed to identify independent predictors of lung adenocarcinoma invasiveness， leading to the development of apredictive model. Model performance was assessed using ROC curve analysis. Results Significant differences were observedbetween the two groups in terms of gender and age （Plt;0.05）. Various CT imaging features such as nodule type， location，average diameter， shape， margin， spiculation， pleural indentation， presence of emphysema， air bronchogram， vacuole sign， andvascular type exhibited statistically significant differences between the groups （Plt;0.05）. Average nodule diameter and vasculartype were identified as independent predictors of lung adenocarcinoma invasiveness （Plt;0.05）. The ROC curve analysis showedan AUC of 0.891 （95%CI： 0.816-0.956） for the combined model in diagnosing lung adenocarcinoma invasiveness. Using theoptimal Youden index of 0.514， the cutoff value for average nodule diameter was determined to be 9.75 mm， with a sensitivityof 0.706 and specificity of 0.808. Conclusion Plain CT imaging features of pulmonary nodules play a crucial role inpreoperatively assessing the invasiveness of lung adenocarcinoma. Average nodule diameter and vascular type independentlypredict lung adenocarcinoma invasiveness.

Keywords： lung adenocarcinoma; invasiveness; nodule; combined model

近年来，世界范围内肺癌的发病率和死亡率位居首位［1-4］ 。在肺癌的众多病理类型中，腺癌是最常见的一种［5］ ，且其侵袭性越强，患者的复发风险也越高 ［6，7］ 。在肺癌腺癌的病理分类中，可以进一步分为浸润前病变、微浸润性腺癌和浸润性腺癌。浸润前病变包括非典型腺瘤样增生和原位腺癌［8］ ，其中浸润前病变和微浸润性腺癌的术后5年无病生存率远高于浸润性腺癌 ［9］ 。因此，术前准确区分浸润性腺癌与其他病理类型对于指导治疗决策具有重要意义［10， 11］ 。随着CT扫描技术的不断进步和普及，越来越多的肺孤立性小结节被检测出来，但这些结节在手术前的病理性质往往难以确定。

现有研究多集中于利用增强CT影像组学定量参数来评估肺癌分型、基因表型、蛋白表达、淋巴结转移和预后等，旨在为精确诊断和治疗提供新的影像学参考［12-21］。然而，这些方法在便捷性和操作性上存在局限，且在普通CT平扫研究中结果的一致性不足［22-25］ 。有学者回顾性研究70例肺腺癌患者，发现肺磨玻璃密度小结节内部血管和支气管改变对预估肺腺癌侵袭性具有较好的诊断效能［22］ 。另有研究表明76个肺腺癌亚实性结节，指出结节的最大平均直径是浸润性腺癌的独立预测因子［23］ 。尽管这些研究为肺腺癌的诊断提供了新的视角，但结果的差异性和临床操作的复杂性表明现有方法尚未完全满足临床需求。本研究旨在通过普通CT平扫探究一种简易高效可重复性的预测模型，用以预测原发性孤立型结节型肺腺癌的侵袭性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究回顾性分析2020年1月～2023年12月接受胸部CT平扫的107例肺结节患者的临床和影像资料。根据病理结果，将患者划分为非侵袭性组（包括非典型腺瘤样增生、原位腺癌和微浸润性腺癌，n=73）以及侵袭性组（浸润性腺癌，n=34）。非侵袭组中男性22例，女性51例，年龄35.81～63.65（49.73±13.92）岁；侵袭组中男性14例，女性20例，年龄45.53～69.53（57.53±12.00）岁。

纳入标准：肺部结节直径不超过30 mm，且为单发性结节；术前进行了常规的CT平扫检查，CT图像质量高，无明显伪影；患者接受了肺切除手术，并有完整的病理结果记录。排除标准：CT影像和临床病历资料不完整；结节的最大直径超过30 mm；图像质量差，无法满足诊断需求。

本回顾性研究采用了去标识化的数据，充分保护了患者的隐私权。根据我院伦理审查委员会的规定，免除知情同意和伦理审查。

1.2 检查方法

本研究中所有的 CT 扫描均采用 Revolution CT（APEX， GE HealthCare）扫描仪进行。在扫描前，所有参与者均接受了呼吸训练，扫描范围覆盖自肺尖至肺底的整个区域。扫描参数：管电压120 kV，噪声指数为11 HU，自动管电流调节，以适应不同患者的体型。图像采集的层厚与层距均为5 mm，同时进行0.625 mm层厚的薄层重建，以提高图像的分辨率和细节展现。肺窗的窗宽设定为1600 HU，窗位设定为-550 HU。

1.3 分析图像

本研究的影像资料由2位具有5年以上的有经验的放射科医师独立审阅，遇有意见分歧时，通过协商讨论来达成共识。评估参数包括结节的大小（长径和短径）、类型（纯磨玻璃结节、部分实性结节及实性结节）、边界清晰度、边缘特征（毛糙或光滑）、分叶征、毛刺征、空洞征、支气管充气征，以及血管类型（低级别：结节内部或周围可见正常走形的血管；高级别：结节内部或周围可见增粗、纠集、扭曲等异常的血管）和胸膜凹陷情况等。

1.4 统计学分析

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差或中位数（上下四分位数）表示，计数资料以n（%）比来表示。针对正态分布的连续数据，采用独立样本t检验来评估组间差异；对于非正态分布数据，使用非参数检验进行组间差异性分析。基于临床和影像学特征进一步的进行单因素和多因素Logistic回归分析，以确定独立危险因素，并据此构建临床-影像模型。利用ROC曲线来分析模型的性能，并计算模型的敏感度、特异度、最佳约登指数及其对应的最佳截断值，以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床和影像特征比较

侵袭组和非侵袭组的性别和年龄差异有统计学意义（Plt;0.05）。两组的肺结节特征，包括结节类型、病变部位、结节平均直径、结节形状、边缘特征、边界清晰度、毛刺征、胸膜牵拉征、肺气肿、空气支气管征、空泡征、血管类型以及是否存在肺气肿背景等的差异均有统计学意义（Plt;0.05，表1）。

2.2 预测价值分析

通过单因素分析和多因素分析确定了结节平均直径和血管类型作为肺腺癌侵袭性的独立危险因素（Plt;0.05，表2）。基于这些独立危险因素，构建临床预测模型，并绘制相应的ROC曲线（图1），结节平均直径和血管类型联合诊断肺腺癌侵袭性的曲线下面积（AUC）为0.891。该模型结合结节平均直径和血管类型对肺腺癌侵袭性进行诊断，AUC 为 0.891（95% CI：0.816～0.956）。在最优的约登指数0.514的条件下，结节平均直径的最佳截断值为9.75 mm，即当结节直径大于9.75 mm时，结节的侵袭性的概率较大；此时模型的敏感度为0.706，特异度为0.808（表3）。

3 讨论

常规CT平扫在鉴别肺腺癌的侵袭性方面发挥着关键作用，这一点主要得益于其对肺结节形态学和定量特征的精确分析能力。本研究对侵袭性与非侵袭性肺腺癌患者的临床资料和CT影像特征进行了详尽的对比评估。评估结果揭示，在多个关键指标上，两组患者表现出显著性差异，涉及年龄、性别、结节类型、病变位置、结节平均直径等，差异均有统计学意义（Plt;0.05），然而分叶征在两组间的差异无统计学意义（P=0.209）。在性别分布上，女性在两组中的占比均高于男性，且侵袭性组的平均年龄高于非侵袭性组。这些结果与既往研究结果大致相同［26-32］ ，其中有少部分学者一些参数结果稍有差异，例如有研究表明性别在两组间差异无统计学意义［26， 27］ ，也有研究表明分叶征在两组中的占比差异有统计学意义［28-30］。

本研究通过单因素和多因素回归分析确定结节平均直径和血管类型两项指标是预估肺腺癌浸润性的独立危险因素（Plt;0.05），这两项指标都是容易获取的客观指标，可操作性及重复性较高，利于临床开展工作，这与既往相关研究结论相似［31］。

通过绘制ROC曲线，发现结节平均直径和血管类型联合诊断肺腺癌侵袭性的AUC为0.891（AUC值高于既往研究［23， 32， 33］ ，95%CI：0.816～0.956），敏感度为0.706，特异度为0.808，平均直径截断值为9.75 mm，即当结节平均直径大于9.75 mm，同时结节血管类型是高级别时，该结节侵袭性风险较大。该模型具有较高的诊断准确率和操作性，显示出良好的临床应用价值。

有研究表明在纯磨玻璃结节中，病灶长径对于预测肺腺癌的浸润性具有重要意义［34-37］ ，其中有研究者发现预测结节侵袭性的最佳截断值为长径12.5 mm［34］ 。本研究中得出的结节直径截断值稍小于以上研究数值，究其原因可能是本研究采用了结节最大径和最小径的平均值作为参数，不同于之前研究采用的结节最大径，本研究综合考虑了结节的长径也考虑了短径，取平均值来代表，较全面反映结节的特点。

此外，本研究纳入了直径不超过30 mm的肺结节，包括纯磨玻璃结节、部分实性结节和实性结节，并未根据结节的不同类型来分析各自的结节特点。另外，本研究是一项单中心研究，这可能在一定程度上导致了选择偏倚。未来将根据不同类型结节特点做进一步的分析验证。

综上，普通CT平扫所观察到的结节平均直径和血管类型被确认为肺腺癌浸润性的独立危险因素。将这两个指标联合应用于模型中，可以有效地评估最大径≤30 mm原发性肺腺癌的侵袭性。该模型显示出较高的诊断准确率，操作简单，因此具有较好的临床应用价值。

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