肺磨玻璃结节密度的研究进展

张博薇 强金伟

综述

肺磨玻璃结节密度的研究进展

张博薇1强金伟2

随着低剂量多层螺旋CT在肺癌筛查中的广泛应用，肺磨玻璃结节（GGN）检出率不断增高。GGN与早期肺癌相关性较大，但也常见于良性病变，其鉴别诊断成为影像医生工作中的一项重要挑战。近年来，有许多学者围绕GGN的影像特征与病理变化进行了深入的研究，发现CT值可反映GGN的浸润性。本文将围绕GGN的CT值这一特征在早期肺癌诊断和鉴别诊断中作用进行综述。

肺磨玻璃结节；体层摄影术，X线计算机；CT值

概 述

磨玻璃结节（ground-glass nodule， GGN）是胸部CT中较为常见的征象，表现为密度稍高的类球形云絮状阴影，并能显示其中的血管和气管影。GGN是一种非特异性影像学表现，能够代表肿瘤、炎症或间质性疾病引起的肺泡或间质变化。当肺泡未塌陷时，细胞数量增加，肺泡间隔增厚，气体含量减少，终末气囊内被填充；而其中的实性成分可为已塌陷的肺泡、肺泡内黏液、纤维组织和浸润性肿瘤。根据是否含有实性成分GGN可分为纯磨玻璃结节（pure groundglass nodule， pGGN）和混合磨玻璃结节（mixed ground-glass nodule， mGGN）。国际早期肺癌行动计划（International Early Lung Cancer Action Program， I-ELCAP）近期的筛查研究显示人群中pGGN的检出率为4．2%，mGGN的检出率为5．0%[1]。相较于实性结节，GGN病理为恶性的比例更高。若能在早期诊断并进行治疗，通常有较好的预后。

最新的国际多学科病理分型将肺腺癌按浸润性轻重分为非典型腺瘤样增生（atypical adenomatous hyperplasia， AAH）、原位腺癌（adenocarcinoma in situ， AIS）、微浸润腺癌（minimally invasive adenocarcinoma， MIA）及浸润性腺癌（invasive adenocarcinoma， IAC），四型在CT中均能够显示为GGN。AAH由非典型的II型肺泡细胞或肺泡壁和呼吸细支气管细胞的增生形成；AIS大多为非粘液细胞，没有间质或血管浸润；当浸润范围＜5mm时，称为MIA；当浸润范围＞5mm，则为IAC[2]。因此，不同的GGN分型与成分往往不同，而结节的密度可能成为预测GGN侵袭性的重要特征。

GGN的CT值

物质密度与CT值呈线性关系，因此CT值可以成为直观分析GGN的定量手段。但GGN的CT值范围并无明确的定义，临床工作中只能在CT图像上进行视觉评估，不同的观察者往往得出不同的结论。如密度不均匀的GGN是否含有实性成分；密度较高但均匀的结节难以在pGGN或实性结节中区分；结节内血管大小也可影响判断，血管大时CT易显示判断为GGN，而血管小CT不易显示时则易判为实性结节。研究证实，CT值在浸润前病变与浸润性病变之间有明显差异，能准确预测结节的侵袭性。因此，正确认识GGN中各密度成分对于其分类、管理和治疗是必不可少的。

1．pGGN的CT值

磨玻璃比例大于95%且不含实性成分的结节称为pGGN[3]。肿瘤细胞沿肺泡间隔生长、肺泡腔内空气减少，或者是肺泡中心纤维化、肺泡塌陷导致肺不透明度增加。Kitami[4]等测量pGGN的一维密度，得出pGGN的CT值范围为-559±133HU。虽然测量GGN一维密度方法简单直接，但是易受到气管与血管的影响；在后来的研究中，他们选择避开气管血管影的感兴趣区，测出pGGN的CT值范围为-569±126HU。CT值能作为预测GGN浸润的指标：他们发现当GGN的CT值小于-600HU时，则可视为浸润前病变，这一结论可以显著影响pGGN病变治疗策略的选择[5]。

Nomori等[6]学者分别测量表现为pGGN的不同腺癌分型的CT值，并运用CT密度分布直方图分析得出：AAH的平均CT值为-697±56HU，细支气管肺泡癌（BAC，即新分类的AIS）的平均CT值为-541±73HU；对于CT密度分布直方图中小于-650HU仅具有一个尖峰的pGGN患者可以选择进行CT随访，无需手术。CT密度分布直方图的峰值可以消除GGN病变内血管和细支气管的作用，因而能更准确的体现出GGN的特性。Ikeda[7]等人认为在CT密度分布直方图上表现出两个峰值的pGGN可排除AAH的可能，区分AAH和BAC的界值为-584HU；区分BAC和IAC的界值为-472HU。另一个研究显示浸润前病变的CT 值 为 -626±84．4HU， 显 著 低 于 IAC 的 CT值 -507±109．1HU[8]。Wang 等[9]用 于 区 分 浸 润前病变与MIA和MIA与IAC的最佳CT值分别为-584HU和-509HU。所以CT值越高，pGGN被证实为浸润性病变的可能性也越高。

同时，pGGN的CT值还可用于预测GGN的生长。Eguchi等对125例pGGN进行随访，发现大小增长与稳定的两组pGGN的平均CT值具有统计学差异，界值约为-670HU[10]；在他们的另一项研究中，计算出pGGN的发生浸润的CT界值为-680HU[11]。这两个界值大致相仿，说明浸润性病变发生增长的可能性大。Tamura等[12]也证实了平均CT值能够评判GGN的增长性和稳定性：在生长组中CT值为-635±15HU，在稳定组中为-712±14HU，临界值为-677HU。除了pGGN的平均CT值，曹恩涛等[13]发现98%百分位CT值与最大CT值差同样具有诊断价值，最大CT值差的临界值为-369HU，诊断敏感度和特异度分别为76．7%和70．0%。GGN的CT值测量易受到多种因素影响，不同的测量方法和测量误差会计算出不同的CT值；病人扫描时的呼吸状态也会改变GGN的CT值的大小。

2．mGGN的CT值

mGGN为pGGN中存在非血管的实性成分。这些结节内的实性成分主要是纤维增生、肿瘤细胞的累积与侵袭、肺泡和肿瘤细胞的破裂或肺泡内的分泌。Kitami等[5]人将mGGN定义为GGN中含有CT值超过-300HU的区域；他测量出mGGN的平均CT值为-355±144HU。mGGN的平均CT值受其中实性成分比例影响较大，运用此特征对GGN进行描述还不够严谨。张玉等[14]学者分别对mGGN中实性成分和磨玻璃成分进行测量，发现mGGN浸润前和MIA期的磨玻璃成分的平均CT值无明显统计学差异，而实性成分的CT值差异则具有统计学意义：实性成分的CT值分别为-318 ± 155HU 和-195 ±131HU。在他们进一步研究中[15]显示若mGGN中实性成分CT值大于-192HU，则提示该mGGN与IAC显著相关。这两组结论均提示在mGGN中实性成分的CT值特点对GGN的浸润更有意义。实际上，由于没有明确窗宽窗位的设置，上述对mGGN的定义是有争议的。不同的窗口设置将影响实性成分的检测，若要对mGGN进行更统一的认识，观察时需设定相同的窗宽窗位。Matsuguma等认为当窗位、窗宽分别设定为-160 HU和2 HU时，显示实性成分效果最佳，显示出的区域即为mGGN中的实性成分，而未显示出的区域则为磨玻璃成分[16]。

3．GGN的动态增强

多层螺旋CT的动态增强也是有效鉴别结节良恶性的方式，增强的程度反映了结节的血供。一项针对孤立性肺结节荟萃分析显示动态增强CT的敏感性为93%，特异性为76%，阳性预测值为80%，阴性预测值为95%[17]。部分良性结节也会表现出高度强化的征象，因此造成该方法的特异性较低。由于GGN实性成分较少，增强后对比效果欠佳，目前鲜有关于这方面研究。Li[18]等人发现运用动态增强CT评估GGN能有效提高预测结节的侵袭性，研究得出IAC增强后强化CT值约为40 HU。此外，他们还发现，增加CT纵隔窗的窗宽和窗位可潜在地增加手术前结节的诊断准确性。

小结与展望

综上所述，测量GGN的CT值大小能有效提高诊断的准确性，预测结节的浸润性和增长稳定性，对GGN病变治疗策略的选择提供合理的依据。随着CT值测量方法的不断发展，其准确性得到了很大的提升：一维密度测量虽简单直接，但常常受到结节内血管或细支气管密度的影响；而CT密度分布直方图的峰值可以消除该影响，因而能更准确地体现GGN的特性。pGGN的定义目前还不完整，大部分研究发现，随着病变的浸润和发展，结节CT值逐渐增高；并且CT值越高，GGN增长的可能性越大。mGGN内含有实性成分，由于窗宽和窗位设定不同，诊断时存在很强的主观性；但往往实性成分的特征与mGGN的浸润有很强的相关性。目前鲜有增强动态扫描对GGN的诊断的研究，因此还需进一步探索。同时，现在的研究设计也存在一定的局限性：首先，实验设计为回顾性研究，样本人数相对较少；其次，选择经手术病理证实的样本，恶性征象更多，具有选择性偏倚；测量方法不同常常导致结果不一致。进一步研究设计应采取前瞻性、多中心的大样本研究。

[1]Yankelevitz DF, Yip R, Smith JP, et al. CT Screening for Lung Cancer: Nonsolid Nodules in Baseline and Annual Repeat Rounds.Radiology, 2015,277:555-564.

[2]Pedersen JH, Saghir Z, Wille MM, et al. Ground-Glass Opacity Lung Nodules in the Era of Lung Cancer CT Screening: Radiology,Pathology, and Clinical Management. Oncology (Williston Park),2016,30:266-274.

[3]李 西, 肖湘生. 肺部纯磨玻璃结节的CT研究进展. 国际医学放射学杂志, 2016,39:31-34.

[4]Kitami A, Kamio Y, Hayashi S, et al. One-dimensional mean computed tomography value evaluation of ground-glass opacity on high-resolution images. Gen Thorac Cardiovasc Surg, 2012,60:425-430.

[5]Kitami A, Sano F, Hayashi S, et al. Correlation between histological invasiveness and the computed tomography value in pure groundglass nodules. Surg Today, 2016,46:593-598.

[6]Nomori H, Ohtsuka T, Naruke T, et al. Differentiating between atypical adenomatous hyperplasia and bronchioloalveolar carcinoma using the computed tomography number histogram. Ann Thorac Surg,2003,76:867-871.

[7]Ikeda K, Awai K, Mori T, et al. Differential diagnosis of groundglass opacity nodules: CT number analysis by three-dimensional computerized quantification.Chest, 2007,132:984-990.

[8]Lim HJ, Ahn S, Lee K S, et al. Persistent pure ground-glass opacity lung nodules ＞/= 10 mm in diameter at CT scan: histopathologic comparisons and prognostic implications. Chest, 2013,144:1291-1299.

[9]Wang W, Li J, Liu R, et al. Predictive value of mutant p53 expression index obtained from nonenhanced computed tomography measurements for assessing invasiveness of ground-glass opacity nodules. Onco Targets Ther, 2016,9:1449-1459.

[10]Eguchi T, Kondo R, Kawakami S, et al. Computed tomography attenuation predicts the growth of pure ground-glass nodules. Lung Cancer, 2014,84:242-247.

[11]Eguchi T, Yoshizawa A, Kawakami S, et al. Tumor size and computed tomography attenuation of pulmonary pure ground-glass nodules are useful for predicting pathological invasiveness. Plos One,2014,9:e97867.

[12]Tamura M, Shimizu Y, Yamamoto T, et al. Predictive value of onedimensional mean computed tomography value of ground-glass opacity on high-resolution images for the possibility of future change.J Thorac Oncol, 2014,9:469-472.

[13]曹恩涛, 于 红, 范 丽, 等. 纯磨玻璃密度结节肺腺癌的CT三维定量分析. 中华放射学杂志, 2016,50:940-945.

[14]Zhang Y, Qiang JW, Ye JD, et al. High resolution CT in differentiating minimally invasive component in early lung adenocarcinoma. Lung Cancer, 2014,84:236-241.

[15]Zhang Y, Shen Y, Qiang JW, et al. HRCT features distinguishing preinvasive from invasive pulmonary adenocarcinomas appearing as ground-glass nodules].Eur Radiol, 2016,26:2921-2928.

[16]Matsuguma H, Nakahara R, Anraku M, et al. Objective definition and measurement method of ground-glass opacity for planning limited resection in patients with clinical stage IA adenocarcinoma of the lung. Eur J Cardiothorac Surg, 2004,25:1102-1106.

[17]Cronin P, Dwamena BA, Kelly AM, et al. Solitary pulmonary nodules: meta-analytic comparison of cross-sectional imaging modalities for diagnosis of malignancy.Radiology, 2008,246:772-782.

[18]Li M, Gao F, Jagadeesan J, et al. Incremental value of contrast enhanced computed tomography on diagnostic accuracy in evaluation of small pulmonary ground glass nodules. J Thorac Dis, 2015,7:1606-1615.

Ground-glass Nodules:Density Measurements with Thoracic CT

ZHANG Bo-wei ,QIANG Jin-wei

With the wide application of low-dose multi-slice spiral CT in lung cancer, the detection rate of GGN is increasing. GGN is associated with early lung cancer, it is common in benign lesions, and its differential diagnosis is an important challenge in the work of imaging doctors. In recent years, many scholars study were around the GGN imaging features and pathological changes, they found that CT value can reflect the in filtration of GGN. This paper focused on the CT value of GGN in the diagnosis and differential diagnosis of early lung cancer.

Pulmonary ground-glass nodule; Tomography, X-ray computed; CT value

R445.5

B

1006-5741（2017）-04-0390-03

中国医学计算机成像杂志，2017，23：390-392

1 上海市影像医学研究所

2 复旦大学附属金山医院放射科

通信地址：上海市金山区龙航路1508号 ，上海 201500

强金伟（电子邮箱：dr.jinweiqiang@163.com）

国家自然科学基金（No.81171340）

Chin Comput Med Imag，2017，23：390-392

1 Shanghai Institute of Medical Imaging

2 Department of Radiology, Jinshan Hospital,Fudan University

Address: 1508 Longhang Rd. ,Jinshan District, Shanghai 201500, P.R.C

Address Correspondence to QIANG Jin-wei(E-mail: dr.jinweiqiang@163.com)Foundation item: National Natural Science Foundation No.81171340

2017.04.05;修回时间：2017.04.28)