葉劍鋒 許茂盛? 喻迎星 孫志超 任聰聰 鄭思思

容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間在肺小結(jié)節(jié)鑒別診斷中的應(yīng)用研究

葉劍鋒 許茂盛? 喻迎星 孫志超 任聰聰 鄭思思

目的 比較肺小結(jié)節(jié)三維動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)指標(biāo)容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間的評(píng)價(jià)能力，探討容積生長(zhǎng)率作為判別結(jié)節(jié)良惡性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的可靠性。方法 回顧性分析經(jīng)病理檢查證實(shí)的肺部小結(jié)節(jié)患者36例，其中男15例，女21例；年齡32～83歲，平均年齡（61±10.7）歲。所有患者均行≥2次肺部CT薄層平掃，圖像重建層厚0.75mm。采用肺結(jié)節(jié)三維分析軟件VCAR進(jìn)行結(jié)節(jié)容積測(cè)量，計(jì)算容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間值。通過(guò)受試者工作特征曲線評(píng)價(jià)其診斷準(zhǔn)確性。結(jié)果 36例結(jié)節(jié)直徑3～19mm，平均直徑（7.3±3.3）mm。惡性結(jié)節(jié)（惡性組）20例，其中腺癌19例、小細(xì)胞癌1例；良性結(jié)節(jié)（良性組）16例，其中錯(cuò)構(gòu)瘤1例、慢性炎性肉芽腫性病變15例。共122次CT檢查，平均3.4次。經(jīng)VCAR測(cè)算2次檢查間結(jié)節(jié)容積，各獲得80個(gè)生長(zhǎng)率和倍增時(shí)間值。容積生長(zhǎng)率（%/年）：良性組（-44.8±49.90），惡性組（86.1±54.01）（t=2.10，P=0.038）；倍增時(shí)間：良性組（2071.7±2932.61）d，惡性組（543.8±1482.32）d（t=2.09，P=0.040）。容積生長(zhǎng)率曲線下面積為0.706，倍增時(shí)間曲線下面積為0.701，兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（z=-0.064，P=1.051）。結(jié)論 容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間均可以作為評(píng)價(jià)小結(jié)節(jié)生長(zhǎng)的手段，但容積生長(zhǎng)率更具有優(yōu)勢(shì)。

肺小結(jié)節(jié) 容積生長(zhǎng)率 倍增時(shí)間 肺癌

隨著胸部CT的常規(guī)應(yīng)用和低劑量CT肺癌篩查的開(kāi)展，檢出肺結(jié)節(jié)越來(lái)越小，且缺乏形態(tài)學(xué)特征，病灶的動(dòng)態(tài)變化成為結(jié)節(jié)管理的重要參數(shù)。直徑是肺小結(jié)節(jié)評(píng)估的常用方法 ，但因結(jié)節(jié)較小常不敏感。利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)三維容積測(cè)量可顯著提高肺結(jié)節(jié)觀察的準(zhǔn)確性［1］。較多研究針對(duì)容積倍增時(shí)間（VBT），用以評(píng)價(jià)腫瘤生長(zhǎng)性。而Ko等［2］研究認(rèn)為生長(zhǎng)率更加適合評(píng)價(jià)結(jié)節(jié)的容積變化，且可縮短明確診斷的時(shí)間。本文回顧性分析肺小結(jié)節(jié)患者肺部CT薄層平掃影像資料，探討容積生長(zhǎng)率作為判別結(jié)節(jié)良惡性評(píng)價(jià)指標(biāo)的可靠性。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2013年6月至2015年5月本院醫(yī)學(xué)影像科行肺部CT檢查患者36例，男15例，女21例；年齡32～83歲，平均年齡（61±10.7）歲。結(jié)節(jié)直徑3～19mm，平均直徑（7.3±3.3）mm。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）非鈣化肺小結(jié)節(jié)，直徑≤20mm。（2）檢查次數(shù)≥2次，并在圖像數(shù)據(jù)資料庫(kù)中存有0.75mm薄層圖像。（3）所有患者均經(jīng)病理檢查證實(shí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）鈣化、空洞結(jié)節(jié)。（2）軟件無(wú)法識(shí)別分割結(jié)節(jié)。（3）圖像存在偽影干擾。（4）診斷不明確。將入組肺結(jié)節(jié)分為惡性組與良性組。

1.2 方法 （1）CT圖像采集：采用德國(guó)Siemens Sensation 64層螺旋CT掃描儀。患者一次平靜吸氣后屏氣完成全肺掃描，掃描范圍為胸廓入口至橫膈（兩側(cè)肋膈角水平）。掃描參數(shù)為：管電壓120kVp，管電流量120mAs，旋轉(zhuǎn)速度0.33s/圈，螺距1.2，準(zhǔn)直0.6mm×64，矩陣512×512，常規(guī)層厚5mm重建，濾過(guò)B70f（肺窗觀察）、B30f（縱隔窗觀察）；用于肺小結(jié)節(jié)分析薄層重建層厚為0.75mm，濾過(guò)B30f。（2）圖像后處理：由一名工作經(jīng)驗(yàn)＞5年的影像科醫(yī)師經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后，在GE AW2.0工作平臺(tái)上，利用VCAR軟件進(jìn)行結(jié)節(jié)容積三維測(cè)量，得到容積數(shù)據(jù)、經(jīng)線數(shù)值等（見(jiàn)圖1）。（3）生長(zhǎng)率及倍增時(shí)間的計(jì)算方法 生長(zhǎng)率的計(jì)算公式如下：GR=（V2-V1）/V1（T2-T1）×100%，其中V1、V2代表前后兩次所測(cè)容積，T2-T1代表前后兩次檢查間隔時(shí)間。倍增時(shí)間的計(jì)算公式：DT=（T2-T1）×log 2/log（V2/V1）。

圖1 肺小結(jié)節(jié)容積CT測(cè)量

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用Pearsonχ2檢驗(yàn)，當(dāng)＜1時(shí)采用Fisher確切概率法，采用受試者工作特征曲線（ROC）分析容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間的診斷效能，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

36例肺小結(jié)節(jié)，惡性結(jié)節(jié)20例，其中腺癌19例，小細(xì)胞癌1例；良性結(jié)節(jié)16例，其中錯(cuò)構(gòu)瘤1例，慢性炎性肉芽腫性病變15例。惡性組小結(jié)節(jié)容積90～3455mm3，平均（962.29±1298.32）mm3；良性組12～1584mm3，平均（138.47±297.35）mm3。共122次CT檢查，平均3.4次/例。經(jīng)VCAR測(cè)算2次檢查間結(jié)節(jié)容積，各獲得80個(gè)生長(zhǎng)率和倍增時(shí)間值。容積生長(zhǎng)率（%/年）：良性組（-44.8±49.90）%，惡性組（86.1±54.01）%（t=2.10，P=0.038）；倍增時(shí)間：良性組（2071.7±2932.61）d，惡性組（543.8±1482.32）d（t=2.09，P=0.040），兩種評(píng)價(jià)方法比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。容積生長(zhǎng)率ROC曲線下面積為0.706，倍增時(shí)間曲線下面積為0.701，兩者比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（z=-0.064 P=1.051），見(jiàn)圖2、表1。惡性組中CT檢查次數(shù)＜3次 11例；檢查次數(shù)≥3次 9例，其中6例為非同次發(fā)現(xiàn)異常，均為容積生長(zhǎng)率早于倍增時(shí)間發(fā)現(xiàn)，通過(guò)生長(zhǎng)率診斷異常（與首次檢查時(shí)間差值）均值（178.0±75.30）d，通過(guò)倍增時(shí)間為（329.0±128.20）d，兩者時(shí)間差值（151.6±84.23）d。

表1 容積生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間比較

圖2 生長(zhǎng)率與倍增時(shí)間ROC曲線

3 討論

肺癌的患病率和病死率在所有惡性腫瘤中目前均居首位［3］。中晚期肺癌的5年生存率較低，但最新研究顯示，早期階段如原位癌（AIS）及微侵襲腺癌（MIA）若接受根治性手術(shù)，則其5年無(wú)病生存率可為100%或接近100%［4］。

在既往研究中，將結(jié)節(jié)依據(jù)其密度的不同分為磨玻璃樣結(jié)節(jié)、部分實(shí)性結(jié)節(jié)及實(shí)性結(jié)節(jié)，且通過(guò)其倍增時(shí)間推斷其病理類(lèi)型［5］。但其依據(jù)的是觀測(cè)者的主觀評(píng)判。特別是對(duì)于結(jié)節(jié)的大小測(cè)量是通過(guò)手動(dòng)獲得，這就使得測(cè)量結(jié)果的客觀性及可重復(fù)性存在較大的局限性。近年來(lái)，Yankelevitz 等［6］指出，通過(guò)CT三維重建測(cè)量結(jié)節(jié)的方法對(duì)結(jié)節(jié)體積的增長(zhǎng)變化非常敏感，且容積誤差＜3%。采用體積測(cè)定法評(píng)價(jià)腫瘤倍增時(shí)間的臨床研究也取得一定進(jìn)展，對(duì)肺實(shí)性結(jié)節(jié)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性也得到初步認(rèn)可［7-8］。Kostis 等［9］確認(rèn)自動(dòng)分析軟件測(cè)定結(jié)節(jié)大小的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。本資料中所有結(jié)節(jié)均使用GE-AW工作站的ALA軟件獲得容積等相關(guān)數(shù)據(jù)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的客觀性及可靠性。

通過(guò)對(duì)軟件分割模式的調(diào)整，其也能對(duì)一部分磨玻璃結(jié)節(jié)進(jìn)行識(shí)別測(cè)量。因此，對(duì)于軟件而言，結(jié)節(jié)有兩類(lèi)，可識(shí)別及不可識(shí)別結(jié)節(jié)。本研究討論能利用軟件進(jìn)行分割識(shí)別的結(jié)節(jié)，而對(duì)于無(wú)法分割及識(shí)別的結(jié)節(jié)，需由傳統(tǒng)的手動(dòng)二維或三維測(cè)量進(jìn)行相關(guān)的比較，從而對(duì)軟件測(cè)量體積并比較其變化進(jìn)行補(bǔ)充。

本資料中惡性組小結(jié)節(jié)平均體積962.29mm3，良性組138.47mm3。惡性組體積比良性組大，推測(cè)其主要原因：（1）根據(jù)fieischeiner學(xué)會(huì)等組織［10］及中國(guó)專家的推薦，當(dāng)體積較大者接受手術(shù)的幾率較大，因此，在一次檢查后即接受手術(shù)治療。這就使長(zhǎng)期隨訪者以小體積者居多。（2）惡性結(jié)節(jié)的體積是呈正生長(zhǎng)，且惡性程度高、生長(zhǎng)速度快，而良性結(jié)節(jié)生長(zhǎng)速度慢，且部分呈負(fù)增長(zhǎng)。

結(jié)節(jié)體積變化是判斷結(jié)節(jié)良惡性的一個(gè)重要特征，倍增時(shí)間與容積生長(zhǎng)率均是評(píng)價(jià)這一特征的指標(biāo)，但前者較后者得到更加廣泛的應(yīng)用。本資料中，兩種評(píng)價(jià)方法的ROC曲線下面積及最佳臨界值點(diǎn)的敏感性與特異性及標(biāo)準(zhǔn)誤基本一致。表明兩者具有相似的診斷效能。但兩者僅達(dá)中等診斷效能，表明容積變化作為小結(jié)節(jié)的良惡性診斷單一標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的局限性，仍需結(jié)合其他諸如密度變化等特征，從而進(jìn)一步提高鑒別能力。例如，近年來(lái)Hoop等［11］學(xué)者提出的質(zhì)量（mass）的概念，認(rèn)為質(zhì)量對(duì)小結(jié)節(jié)良惡性的鑒別比單純的容積變化更有提示作用。良性組中有4次檢查因與前次檢查比較體積無(wú)變化，倍增時(shí)間數(shù)據(jù)無(wú)限大，不具備合理性，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中予以剔除，這也體現(xiàn)出倍增時(shí)間法在分析中的缺陷，而容積生長(zhǎng)率法卻能較好的克服這個(gè)缺陷。兩種方法也存在共同的缺陷。當(dāng)小結(jié)節(jié)初始體積較小，再次檢查時(shí)只要有體積上的改變，即使絕對(duì)值較小，但其相對(duì)值均較大，從而影響結(jié)果的可靠性。

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Objective To compare the predictive value of the growth rate and doubling time in the evaluation of small pulmonary nodules，and to assess the reliability of the growth rate in the differential diagnosis of benign and malignancy. Methods Thirty-six patients（15 males，21 females）with pathological conf i rmed small lung nodules（diameter range 3–19（mean：7.3±3.3mm））were enrolled in this retrospective study. The age range was from 32 to 83 years with a mean of 61±10.7 years. Every patient underwent two or more CT scans，and the image rec onstruction thickness was 0.75 mm. The volume of each nodule was computed by VCAR，a pulmonary nodules 3D analysis sof tware，then calculated volume growth rate and the doubling time value. The diagnostic accuracy was assessed by the receiver-operating characteristic curve（ROC）. Results Thirty-six pulmonary nodules（20 malignant，16 benign）included 19 cases of lung adenocarcinoma，1 case each of small cell lung cancer and pulmonary hamartoma，and 15 cases of chronic inf l ammatory granuloma lesions. A total of 122 CT examinations，with an average of 3.4 examinations per patient，were identif i ed for volumetric analysis. There were 80 values of growth rates and double time though measuring nodule volume by VCAR between two examinations. Values of growth rates（% / year）：the benign group（mean，44.8±-49.90［standard deviation］）and malignant group（86.1±54.01）（t=2.10，P=0.038）.Doubling time（days）：the benign group（2071.7±-2932.61）and malignant group（543.8±1482.32）（t=2.09，P=0.040）. Area under the curve of volume growth rate and doubling time were 0.706 and 0.701，respectively（z=0.064，P=1.051；there was no signif i ca nt difference）. Conclusion Growth rate and doubling time can predict growth rates of nodules，but growth rate has more value on the differential diagnosis of small nodules.

Small pulmonary nodule Growth rate Doubling time Lung cancer

310006 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院

*通信作者