基于CT GE Lung VCAR軟件鑒別肺原位腺癌和微浸潤腺癌

紀曉微，傅鋼澤，李文斌，楊運俊，陳聰，蔡蒙婷，吳恩福

（溫州醫科大學附屬第一醫院 放射科，浙江 溫州 325015）

肺癌中多半為肺腺癌，2011年國際肺癌多學科分類將肺腺癌分為浸潤前病變、微浸潤型腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）及浸潤性腺癌。浸潤前病變分為不典型腺瘤樣增生（atypical adenomatous hyperplasia，AAH）和原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）[1]。AIS屬于癌前病變，生長緩慢，臨床上不需要立即干預，通過CT隨訪觀察結節變化，當磨玻璃結節增大、密度增高、出現實性成分或實性成分增多時，再考慮手術治療，術后5年無瘤生存率為100%；MIA為孤立性小腺癌，需要及時手術干預，術后5年無瘤生存率接近100%[2-4]。因此提高AIS與MIA的診斷準確性對于患者臨床治療方案的選擇有著重要意義。

目前AIS與MIA的CT鑒別診斷有一定的難度，兩者影像學特征存在相互重疊性。既往多采用二維平面手動測量結節最大徑對AIS與MIA進行鑒別，該方法存在較大測量誤差且重復測量差異大。有學者[5-6]采用窗口技術、GE Lung VCAR軟件等方法鑒別表現為純磨玻璃樣密度的AIS與MIA，但是未對混合磨玻璃結節或實性結節進行診斷。GE Lung VCAR軟件具有較好的準確性及測量重復性，故本研究利用該軟件分析AIS與MIA的大小、體積、密度及其形態學特征，避免人為測量誤差，以期達到鑒別診斷AIS與MIA的目的。

1 資料和方法

1.1 一般資科 收集2016年1月至2017年3月溫州醫科大學附屬第一醫院經病理證實的AIS患者50例（AIS組）、MIA患者55例（MIA組）。入選標準：①有完整的臨床及CT影像資料，且掃描圖像清晰；②結節最大徑≤3 cm，單發或多發；③行手術治療，均未發現肺門及縱隔淋巴結轉移；④在CT檢查前均未接受過放化療等治療。排除標準：①有原發腫瘤治療病史，包括肺部或其他部位的腫瘤病史；②結節最大徑＞3 cm；③患者檢查不配合，有呼吸偽影，影響對結節影像征象的分析和評估。由2名經驗豐富的病理科醫師參考2011年國際肺癌多學科分類標準[1]對入選AIS與MIA患者的病理切片，做出共同診斷。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者均知情同意。AIS組患者年齡21～75歲，平均（55.0±12.5）歲，MIA組患者年齡37～76歲，平均（56.8±10.4）歲，兩者差異無統計學意義（P=0.428）。2組患者臨床癥狀不明顯，以體檢發現為主：AIS組因體檢發現44例，MIA組41例。

1.2 檢查方法 所有患者術前均在美國GE公司的LightSpeed VCT或LightSpeed pro 16螺旋CT機器上掃描。掃描范圍：從胸廓入口至肺底；掃描參數：螺距：0.75，準直寬度32 mm×1.25 mm，掃描層厚5 mm，管電壓120 kV，管電流120 mA，FOV 40 cm，轉速0.5 r/s，軸向重建層厚1.25 mm。CT圖像經PACS系統傳至ADW4.6工作站。

1.3 圖像分析 由2名放射科胸部組醫師獨立在ADW4.6工作站上使用GE Lung VCAR軟件對結節進行三維后處理分析，軟件自動獲得結節總體及實性成分的左右徑（left-right diameter，LRD）、前后徑（anteroposterior diameter，APD）、上下徑（suprainferior diameter，SID）、平均密度（DAVG）、非實性部分體積（VNS）、實性部分體積（VS）、總體體積（VT）、實性部分體積百分率（VS%）。并在三維成像基礎上由胸部組醫師觀察結節發生部位、形態、邊緣、分葉、毛刺征、空泡征、空洞征、胸膜牽拉征、結節與血管關系、累及血管根數（以小葉動脈為基準）做出判斷。另外，在二維圖像上通過手動測量獲得結節最大徑。對2名醫師獲得數據取平均值，對于結果出入較大的病例共同閱片討論，直至達成一致。

結節與血管的關系[7]：I型，血管在結節邊緣穿行，走行及管腔正常；II型，血管在結節中穿行，走行及管腔正常； III型，血管在結節中扭曲、擴張、迂曲穿行，管壁增粗；IV型，多支血管在結節中迂曲、融合成復雜血管網。

1.4 統計學處理方法 應用SPSS22.0統計學軟件進行統計分析。2組數據若符合正態分布且方差齊，數據以±s表示，并采用兩獨立樣本t檢驗；若方差不齊或非正態分布，數據以M（P25，P75）表示，并采用兩獨立樣本秩和檢驗；計數資料采用χ2檢驗或Fisher確切檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。對于2組差異有統計學意義的參數繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線，計算曲線下面積（area under curve，AUC），評價其診斷效能。當AUC＞0.5時，AUC越接近于1，說明診斷效能越好。AUC為0.5～0.7時診斷準確性一般，AUC為0.7～0.9時診斷準確性較好，AUC＞0.9以上時診斷準確性較高。獲得最佳截斷值：對于有利診斷參數，選取曲線最左上方點所對應的值為最佳截斷值。

2 結果

2.12組結節的大小、密度和體積比較 GE Lung VCAR軟件測得AIS組的結節實性部分及總體LRD、APD、SID均較MIA組小，差異均有統計學意義（P＜0.05）。AIS組的手動測量結節最大徑亦較MIA組低，差異有統計學意義（P＜0.05）。MIA組結節VS、VT、VS%均高于AIS組，差異均有統計學意義（P＜0.05），而2組結節DAVG和VNS差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 AIS與MIA組結節形態學特征的比較 AIS組、MIA組結節多發生于兩肺上葉，分別占68.0%（34/50）、80.0%（44/55），差異無統計學意義（P=0.160）。AIS組結節形態多規則，呈圓形或橢圓形，約占72.0%，MIA組不規則結節占52.7%，差異有統計學意義（P=0.010）。2組結節邊緣均較清晰，少數結節邊緣模糊，清晰者分別占74.0%（37/50）、83.6%（46/55），差異無統計學意義（P=0.226）。2組結節淺分葉者占多數，分別占70.0%（35/50）、76.5%（42/55），差異無統計學意義（P=0.560）。AIS組有43例無毛刺征，6例短毛刺征，1例表現為長毛刺征，MIA組中23例無毛刺征，28例有短毛刺征，4例有長毛刺征，差異有統計學意義（P＜0.001）。2組大部分結節未見明顯空泡征及空洞征，AIS組僅4例出現空泡征，MIA組有8例出現空泡征，1例出現空洞征，差異無統計學意義（P＞0.05）。AIS組出現胸膜牽拉征27例，MIA組38例，差異無統計學意義（P=0.112）。結節與血管關系：AIS組以I、III型為主，MIA組以III型為主，差異有統計學意義（P=0.044）。AIS組累及血管根數較MIA組少，≤3根血管占68.0%，MIA組結節多累及3根以上血管，甚至出現血管集束征，累及＞3根血管的結節約占61.8%，差異有統計學意義（P=0.006）。見表2及圖1-2。

2.3 ROC曲線分析 對GE Lung VCAR軟件獲得的實性部分及總體三徑、VS、VT、VS%、結節形態、毛刺征、結節與血管關系、累及血管根數與手動測量結節最大徑繪制ROC曲線，比較AUC值，評價其診斷價值。GE Lung VCAR軟件獲得的診斷效能較好的參數有：累及血管根數（0.801）、毛刺征（0.731）、總體LRD（0.720）、實性APD（0.711）、VT（0.698）、VS（0.696）；最佳截斷值分別為：累及3根血管（敏感性為0.676，特異性為0.812）、短毛刺征（敏感性為0.568，特異性為0.875）、總體LRD：14.5 mm（敏感性為0.757，特異性為0.719）、實性APD：8.5 mm（敏感性為0.703，特異性為0.687）、VT：802 mm3（敏感性為0.595，特異性為0.844）、VS：133 mm3（敏感性為0.703，特異性為0.687）；手動測量最大徑的診斷效能一般（0.686），低于上述參數，截斷值為11.5 mm（敏感性為0.636，特異性為0.667），見圖3。

表1 AIS組與MIA組結節的大小、密度、體積的比較

表2 AIS組與MIA組部分形態學特征的比較[例（%）]

3 討論

GE Lung VCAR軟件利用“數字造影劑DCA”的自動強化功能，加強對肺內病變區的可視化檢查，將結節從正常肺組織中分離出來，并可自動測量結節實性成分及總體的三徑、VNS、VS、VT、VS%。本研究軟件測得AIS組總體LRD、APD、SID分別為12.5（10.25，15）mm、 （13.69±5.52）mm、12（9.25，17）mm，MIA組總體LRD、APD、SID分別為18（14.5，21）mm、 （17.73±6.68）mm、16（11.5，21.5）mm，均較二維手動測量最大徑[AIS組為10（7，13）mm，MIA組為13（10.5，18）mm]大，軟件測量的診斷效能（總體LRD：0.720、實性APD：0.711）大于手動測量的診斷效能（手動測量最大徑：0.686）。一方面是由于肉眼分辨率有限，不能準確判斷磨玻璃邊界，手動測量誤差較大；另一方面，二維測量僅在橫斷面上測得結節最大徑，軟件將肺結節三維重建后測量三個維度上的最大徑，更加精準。此外，LINNING等[8]和YANAGAWA等[9]曾報道自動容積測量的重復性較好，可以消除觀察者之間的差異。

本研究中AIS組部分肺結節在CT影像上出現實性成分，實性部分LRD、APD、SID分別為7（3.25，10）mm、6（4，9）mm、6.5（3，9.75）mm；MIA組結節實性部分LRD、APD、SID分別為11（6.5，15）mm、12（7，15.5）mm、10（7，15）mm，大于病理上的浸潤灶的范圍（＜5 mm）。對照病理切片，本研究發現AIS組在CT上表現為實性的成分在病理上顯示并非為腫瘤細胞浸潤，而是肺泡塌陷及肺泡間隔纖維化，這與HASHIZUME等[10]和TAKAHASHI等[11]的研究結果類似。MIA組腫瘤細胞突破肺泡壁向間質浸潤合并肺泡塌陷及肺泡間隔纖維化，MIA比AIS更具侵襲性，故在CT表現上MIA組肺結節實性部分及總體三徑、VS、VT大于AIS組。另外，肺結節CT測量大于病理測量，可能與細胞滲出及水腫有關，CT測量平面不同于病理測量平面也有一定關系。

毛刺征是結節邊緣向周圍伸展的放射狀、無分支、直而有力的線條影，表現為細短的線條影稱為短毛刺征[12]。短毛刺是由于腫瘤組織沿血管、支氣管向外浸潤，同時腫瘤內部纖維組織增生，纖維組織收縮牽拉周圍的小葉間隔而形成。肖時滿等[13]指出毛刺征提示肺結節惡性可能大。本課題組前期研究[14]發現，毛刺征在AAH和AIS中均不常見，是因為AAH與AIS均屬于肺腺癌浸潤前病變，惡性征象不明顯。本研究中MIA組肺結節出現短毛刺征明顯多于AIS組，原因是MIA比AIS腫瘤細胞更具侵襲性，腫瘤浸潤性生長、組織纖維化程度較AIS組明顯。

圖1 AIS組典型病例CT及病理結果

圖2 MIA組典型病例CT及病理結果

結節與血管的關系方面，腫瘤較小時，一般無直接血供；隨著腫瘤細胞的增多，癌細胞釋放細胞因子刺激纖維結締組織形成及周圍血管增生。纖維結締組織增生將導致腫瘤附近正常小血管向結節牽拉，腫瘤周圍血管增生并移行進入腫瘤內，再形成豐富的血管網。MIA組肺結節與血管關系以III型為主，主要因為纖維結締組織增生不均勻牽拉血管使其扭曲，另外細胞因子刺激血管增生，使腫瘤血管增粗，甚至形成血管團。由于MIA較AIS惡性程度高、腫瘤細胞多，MIA刺激纖維組織生成及周圍血管增生較AIS明顯。MIA腫瘤體積較大，結節周圍受累血管數增多。本研究以累及血管數量作為診斷依據之一，發現累及3根血管診斷效能較高，盡管部分結節血管正常走行于癌巢內或周邊，實際上可能也受侵犯，累及血管數量越多，MIA發生的概率越大。

圖3 各參數ROC曲線分析結果

本研究尚存在一定局限性。首先，這是回顧性觀察研究，樣本量相對較小，此研究結果尚需要大樣本研究及前瞻性研究證實。其次，本研究僅體現了參數的診斷價值，未對預后價值進行研究。

綜上所述，GE Lung VCAR軟件在肺結節CT診斷中具有較好實用價值，是鑒別AIS和MIA的一項有利工具。累及血管根數、毛刺征、總體LRD、實性APD、VT、VS具有較好的診斷效能，最佳截斷值分別為：累及3根血管、短毛刺征、總體LRD：14.5 mm、實性APD：8.5 mm、VT：802 mm3、VS：133 mm3。