CT纹理特征和形态征象对肺部纯磨玻璃结节侵袭性的诊断价值

冯光,贺延法,董建立

河北省胸科医院 放射科,河北 石家庄 050041

[摘 要] 目的 分析CT纹理特征和形态征象对肺部纯磨玻璃结节(Pure Ground Glass Nodules,pGGN)侵袭性的诊断价值。方法 回顾分析我院2015年1月至2018年6月接受手术治疗的102个pGGN病例资料和CT图像,按照肺腺癌分类标准将其分为未浸润组(n=40)、微浸润组(n=32)和浸润组(n=30),分析3组患者CT形态征象和纹理征象对肺部pGGN侵袭性的进行诊断,统计诊断效能。结果 绘制受试者工作特征曲线图,病灶大小界值为8.6时,诊断灵敏度67.32%,特异度83.65%;CT值界值为-514 HU时,曲线下面积为0.786,诊断灵敏度84.09%,特异度78.51%;pGGN患者中AAH、AIS、MIA、I-ADC的CT表现征象大多相同或重叠,对所有表现特征进行Logistic单因素分析,结果显示病灶形状、边缘形态为分叶征、内部气腔隙征、周围结构血管改变和胸膜凹陷是pGGN浸润的危险因素(P<0.05);Logistic多因素回归分析显示边缘形态为分叶征、病变周围血管改变及胸膜凹陷是pGGN发生浸润的独立危险因素。通过CT纹理特征和征象综合判断对pGGN是否具有浸润进行鉴别,结果显示CT诊断灵敏度为83.87%,特异度为92.50%,准确度为87.25%。结论 临床通过CT纹理特征和形态征象综合判断对pGGN是否发生侵袭具有较高的诊断价值,值得研究和推广。

[关键词] CT纹理特征;纯磨玻璃结节;侵袭性;肺腺癌

引言

近年肺癌发病率和病死率均逐步上升,其中最为常见的当属肺腺癌 [1]。纯磨玻璃结节(Pure Ground Glass Nodules,pGGN)中无实性成分,CT表现无强化规律,因此临床鉴别较为困难[2]。临床对于pGGN是否发生浸润,其治疗方案截然不同,对于未发生浸润结节需要进行跟踪随访,对于已发生浸润结节则需要尽快手术切除[3]。虽然近年影像学技术取得重大进步,但由于pGGN是否侵袭其CT形态学表现大多重合或一致,诊断准确度较低,相关文献报道主要集中于定性分析[4-6]。本研究通过对102个pGGN进行定性和定量特征综合分析来提高CT诊断的准确性。

1 材料和方法

1.1 一般资料

回顾分析我院2015年1月至2018年6月接受手术治疗的98例共102个纯磨玻璃结节,术后均通过病理证实为肺腺癌[7]。按照2011版肺腺癌国际分类标准[8]将其进行分类 :非典型腺瘤样增生(Atypical Adenomatous Hyperplasia,AAH)、原位癌(Adenocarcinoma in Situ,AIS)、微浸润腺癌(Minimally Invasive Adenocarcinoma,MIA)、浸润性腺癌(Invasive Adenocarcinoma,I-ADC);98 例患者中男 40 例,女58例,年龄34~72岁。按照患者病变侵袭性分为未浸润组40例(AAH20例,AIS 20例),平均年龄(52.6±7.9),男/女(15/25);微浸润组32例(MIA 32例),平均年龄(53.0±7.8)岁,男 /女(12/20);浸润组 30 例(I-ADC 30 例),平均年龄(52.0±8.1)岁,男/女(13/17)。3组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 仪器设备

飞利浦64排螺旋CT(荷兰飞利浦公司,荷兰);GE Light Speed 64 排螺旋 CT(美国 GE 公司,美国)。

1.3 检查方法

所有受检患者取仰卧位,使用Philips 64 CT或GE Light Speed 64 CT 扫描。扫描参数 :管电压 120 kVp,电流150~200 mAs,螺距 0.52,扫描视野 350 mm,准直宽度 :128×0.6 mm,矩阵512×512,扫描层厚1 mm,重建层厚1 mm,FOV350×350。患者屏住呼吸,以胸锁关节为基线开始扫描直至肺底。使用CT自带系统对扫描后的图像进行观察、重建、测量。pGGN的界定:在肺窗窗位为-450 HU处观察肺部组织CT扫描征象,显示肺组织呈模糊的低密度增高,在窗位20 HU时完全不可见。CT值测量:手动在pGGN中央位置逐层绘制10 mm2的感兴趣区,注意避开大血管或支气管,读取CT值。在肺算法重建图像中观察pGGN的CT特征:边缘、形态、瘤肺界面、内部结构、邻近结构等。

1.4 观察指标

由3位副主任医师独立对每个患者pGGN的位置进行观察,记录病灶大小、CT表现特征以及CT值(病灶大小及CT值重复测量三次取均值)。结果分析出现不一致时,重新评议,CT诊断前其均对患者病理资料不知情。

1.5 统计学分析

采用SPSS 19.0统计学软件对所有数据分析处理,计量资料采用(±s)表示,采用 t/Kruskal Wallis H 检验 ;计数资料采用χ2/F检验,绘制受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线图,计算曲线下面积与界值;各CT表现征象指标采用Logistic单多因素回归分析。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 pGGN的大小及CT值对病灶浸润性的诊断价值

未浸润组患者病灶大小为(11.5±1.3)mm,微浸润组患者病灶大小为(11.4±±1.4)mm,浸润组者病灶大小为(15.4±±1.5)mm,三组比较差异具有统计学意义(F=4.982,P<0.001);未浸润组患者CT值为(-583.84±63.25)HU,微浸润组患者CT值为(-540.22±60.33)HU,浸润组者CT值为(-470.09±59.84)HU,三组比较差异具有统计学意义(F=4.832,P<0.001)。据患者病灶大小、CT值,绘制ROC曲线图(图1~2)。病灶大小的曲线下面积为0.735,95%CI(0.641~0.852),诊断界值为 8.6,P<0.001,诊断敏感度67.32%,特异度83.65%。CT值的曲线下面积为0.786,95%CI(0.691~0.892), 诊 断 界 值 为 -514 HU,P<0.001,诊断敏感度84.09%,特异度78.51%。

图1 pGGN浸润性病变大小的ROC曲线

图2 pGGN浸润性病变CT值的ROC曲线

2.2 pGGN的CT表现特征及pGGN浸润性的CT特征单因素分析

102个纯磨玻璃结节病灶形态表现为类圆形或不规则形态;边缘形态表现为分叶征;瘤肺界面清楚,大多平整光滑,少部分毛糙(图3);内部多伴有气腔隙或充气支气管征(图4);部分病灶周围血管改变(图5)或胸膜凹陷(图6)。本研究中未浸润组、微浸润组、浸润组其病灶形状表现为圆形或类圆形的分别占77.50%、65.63%、63.33%,其余形状表现不规则;未浸润组、微浸润组、浸润组边缘形状分叶征的分别占32.50%、68.75%、73.33%;未浸润组、微浸润组、浸润组瘤肺界面清楚光整的分别占85.00%、62.50%、56.67%,清楚毛糙的分别占10.00%、28.13%、36.67%,其余表现模糊;未浸润组、微浸润组、浸润组内部结构表现有充气支气管征的分别为35.00%、53.12%、40.00%;表现有气腔隙征的分别为12.5%、28.13%、36.67%;未浸润组、微浸润组、浸润组病变周围有血管改变的分别为27.50%、46.88%、73.33%,表现有胸膜凹陷的分别占2.50%、6.35%、30.00%。

图3 磨玻璃结节部分边缘清楚,部分边缘模糊

图4 磨玻璃结节伴气腔隙

图5 磨玻璃结节相邻血管增粗边缘不光整

图6 磨玻璃结节相邻斜裂胸膜凹陷

对所有表现特征进行Logistic单因素分析,结果显示病灶形状、边缘形态为分叶征、内部气腔隙征、周围结构血管改变和胸膜凹陷是pGGN浸润的危险因素(P<0.05),见表1。

2.3 pGGN浸润性的CT特征多因素分析

将pGGN的CT表现特征中P<0.05的指标进行单因素进行Logistic多因素回归分析,结果显示边缘形态为分叶征、病变周围血管改变及胸膜凹陷是pGGN发生浸润的独立危险因素(表2)。其中分叶征表现病灶发生浸润的风险是未发生分叶征的2.04倍(95%CI:1.14~3.37,P<0.001);血管改变表现病灶发生浸润的风险是未发生的1.95倍(95%CI:1.24~2.85,P<0.001);胸膜凹陷表现发生浸润的风险是未发生的1.86倍(95%CI:1.84~3.90,P<0.001)。

2.4 诊断价值分析

将所有患者按照有无浸润进行分组,通过CT纹理特征和形态征象综合判断对pGGN是否具有浸润进行鉴别和病理结果对照分析,结果显示CT诊断灵敏度为83.87%,特异度为92.50%,准确度为87.25%,见表3。

表1 pGGN浸润性的CT特征单因素分析[n(%)]

特征 未浸润组(n=40)微浸润组(n=32)浸润组(n=30)2χ值 P值病灶形状 2.14 0.31圆形及类圆形 31 (77.50)21 (65.63)19 (63.33)不规则 9 (22.50)11 (34.38)11 (36.67)边缘形状分叶征 19 (47.50)22 (68.75)22 (73.33) 5.71 0.02毛刺征 0 0 0瘤肺界面 2.32 0.30模糊 2 (5.00) 1 (3.13) 2 (6.67)清楚毛糙 4 (10.00) 9 (28.13) 11 (36.67)清楚光整 34 (85.00)20 (62.50)17 (56.67)内部结构含气腔隙征 5 (12.50)15 (46.88)17 (56.67) 9.76 0.01充气支气管征 14 (35.00)17 (53.12)12 (40.00) 3.58 0.21周围结构有血管改变 11 (27.50)15 (46.88)22 (73.33) 8.12 0.01有胸膜凹陷 1 (2.50) 2 (6.25) 9 (30.00) 7.87 0.01

表2 pGGN浸润的CT特征多因素分析

特征 B SE Wald值 sig值 OR 95%CI含气腔隙征 0.50 0.19 11.74 0 2.04 1.14~3.37血管改变 0.50 0.18 12.65 0 1.95 1.24~2.85胸膜凹陷 0.49 0.20 11.82 0 1.86 1.84~3.90

表3 CT对pGGN浸润性的诊断价值/例

CT检查 病理结果 合计有浸润 无浸润有浸润 52 3 52无浸润 10 37 50合计 62 40 102

3 讨论

目前,我国肺癌的发病率及死亡率上升迅速,发病率高达35%左右,肺腺癌是临床最为常见的恶性肿瘤,目前已经超越鳞癌成为最常见的组织学类型,占非小细胞肺癌的40%以上[9-10]。2011年最新公布的肺腺癌分类标准将其有无周边浸润分为:AAH、AIS、MIA、I-ADC。其预防和治疗越来越受到临床重视。随着影像技术的进步及发展,近年肺结节的影像学检出率在逐年上升[11]。肺腺癌据其结节实性成分表现为纯磨玻璃结节pGGN、混杂磨玻璃结节、纯实性结节,pGGN临床病理结果多显示为癌前病变或早期肺癌。研究显示AAH与AIS肿瘤倍增时间可达2年以上,病灶直径小,手术并不是合理的治疗方案,需要定期复查;对于MIA或I-ADC的患者,应尽早手术治疗,以延长生存率,而pGGN患者术后5年生存率可达100%,因此对其准确诊断对预后十分重要[12-13]。AAH、AIS、MIA、I-ADC中CT表现征象大多相同或重叠,对于其是否发生浸润的临床诊断工作带来诸多困难,只有对于pGGN的征象和纹理特征深刻认识,才有助于临床准确诊断和预后。

本研究发现未浸润组、微浸润组、浸润组其病灶形状表现为圆形(类圆形)或不规则形状的均占有一定的比例,说明以病灶形状不能判断结节是否浸润;边缘形状方面未浸润患者、微浸润患者、浸润患者表现为分叶征的分别占32.50%、68.75%、73.33%,占比逐步上升,组间差异显著,提示随着结节恶变程度增加,分叶征明显增多,这对于肿瘤是否浸润的判断有一定的意义。这主要是由于肿瘤发生浸润后各部分浸润程度不一、生长不平衡等原因造成。本研究发现病灶内部表现气腔隙征或充气支气管征的占比随着侵袭程度的增加而增加,这对于病情的辅助判断具有一定意义。病灶的浸润程度越高,病灶直径就越大,充气支气管征出现率就越高,这与范明新等[14]的报道一致。从组织学角度分析,发生浸润的病变组织通过肺纤维支架对胸膜牵拉形成胸膜凹陷征象,在发生浸润后肿瘤快速侵袭导致病灶周围血管增殖,且杂乱丛生[15],因此CT显示病灶组织周围血管异常。

本研究中对pGGN的CT纹理特征进行分析,结果显示未浸润组、微浸润组和浸润组患者病灶大小比较差异具有统计学意义(F=4.982,P<0.001);未浸润组、微浸润组和浸润组患者CT值比较差异具有统计学意义(F=4.832,P<0.001)。根据患者病灶大小、CT值,绘制ROC曲线图。得出病灶大小诊断界值为8.6时,对于病灶浸润的诊断灵敏度为67.32%,特异度为83.65%。CT值为-514 HU时,诊断灵敏度为84.09%,特异度为78.51%。本研究对所有表现特征进行Logistic单因素分析,结果显示病灶形状、边缘形态为分叶征、内部气腔隙征、周围结构血管改变和胸膜凹陷是pGGN浸润的危险因素。将pGGN的CT表现特征中P<0.05的指标进行因素进行Logistic多因素回归分析,结果显示边缘形态为分叶征、病变周围血管改变及胸膜凹陷是pGGN发生浸润的独立危险因素。其中分叶征表现病灶发生浸润的风险是未发生分叶征的2.04倍(95%CI:1.14~3.37,P<0.001);血管改变表现病灶发生浸润的风险是未发生的1.95倍(95%CI:1.24~2.85,P<0.001);胸膜凹陷表现发生浸润的风险是未发生的1.86倍(95%CI:1.84~3.90,P<0.001)。说明病灶周围血管改变和胸膜凹陷以及有无分叶征表现是辅助判断结节是否发生浸润的主要征象。通过对以CT纹理特征和征象综合判断对pGGN是否具有浸润进行鉴别,并与病理结果对照分析,结果显示CT诊断灵敏度为83.87%,特异度为92.50%,准确度为87.25%。说明CT纹理特征和征象综合判断对pGGN是否具有浸润具有较高的诊断价值。

综上,AAH、AIS、MIA、I-ADC中CT表现征象大多相同或重叠,临床通过CT纹理特征和征象综合判断对pGGN是否具有浸润具有较高的诊断价值,值得研究和推广。

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Diagnostic Value of CT Texture Features and Morphologic Features in the Invasiveness of Pulmonary Pure Ground Glass Nodules

FENG Guang, HE Yanfa, DONG Jianli
Department of Radiology, Hebei Chest Hospital, Shijiazhuang Hebei 050041, China

Abstract: Objective To analyze the value of CT texture and morphological features in the diagnosis of pulmonary pure ground glass nodules (pGGN). Methods The data and CT images of 102 pGGN patients who were operated in our hospital from January 2015 to June 2018 were analyzed retrospectively. According to the classification standard of lung adenocarcinoma, the patients were divided into three groups: non infiltrated group (n=40), micro infiltrated group (n=32) and infiltrated group (n=30). The CT morphological and texture signs of the three groups were analyzed to diagnose the invasiveness of pGGN in the lungs. Results The working characteristic curve of subjects was drawn. The diagnostic sensitivity was 67.32% and the specificity was 83.65% when the boundary value of lesion size was 8.6; the area under the curve was 0.786, the diagnostic sensitivity was 84.09% and the specificity was 78.51% when the boundary value of CT was -514 HU. The CT manifestations of AAH, AIS, MIA and I-ADC in pggn patients were mostly the same or overlapped. Logistic univariate analysis of all the manifestations showed that the shape and edge of the lesions were divided into leaf sign, internal air gap sign, peripheral structural vascular changes and pleural depression were the risk factors of pggn infiltration (P<0.05). Logistic regression analysis showed that the edge shape was lobular sign, vascular changes around the lesion and pleural depression were independent risk factors for pggn infiltration. The comprehensive judgment of CT texture features and signs to identify whether pGGN was infiltrating showed that CT diagnostic sensitivity was 83.87%, specificity was 92.50%, and accuracy was 87.25%. Conclusion It has a high diagnostic value for the invasion of pggn through the comprehensive judgment of CT texture features and morphological signs, which is worthy of research and promotion.

Key words: CT texture feature; pure grinded glass nodules; invasion; lung adenocarcinoma

收稿日期:2019-12-16

作者邮箱:fjzszlh@163.com

[中图分类号]R734.2;R730.44

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2020.07.019

[文章编号]1674-1633(2020)07-0077-04

本文编辑 韩莹