多层CT容积扫描联合三维重建技术在孤立性肺结节患者良恶性诊断中的应用

杨静 赵黎明 王月波 谢陈 钟建勇

(1.彭州市人民医院放射科，四川 成都 611930；2.四川省人民医院放射科，四川 成都 610000)

孤立性肺结节是指肺内直径未超过3 cm的单发的由肺实质包绕的类圆形病灶，病灶形成初期，患者自觉无明显严重症状，仅表现为体温升高、咳嗽咳痰等呼吸道感染症状，不易引起临床重视，当疾病进展至癌病灶时，此时患者的预后往往难达预期[1-2]。孤立性肺结节的病灶形态学改变一直是临床研究重点，且临床相关影像学研究虽有涉及，但结论尚未统一，故孤立性肺结节早期诊断及鉴别对指导临床治疗，改善患者预后尤为关键。多层CT通过对局部血液灌注进行连续动态的测量，为临床提供更加直观的病灶信息，为疾病的诊断提供科学参考[3-4]。但孤立性肺结节的形态学改变是三维方向的，单纯依赖横断面扫描图像评估局限性较大，而三维重建图像可帮助检查者多方位、多角度地了解病灶部位、组织形态等，对指导临床治疗具有积极意义[5-6]。本研究将重点分析多层CT容积扫描联合三维重建技术在孤立性肺结节定性鉴别中的应用，旨在为临床疾病诊断、治疗提供科学参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019年6月～2021年6月彭州市人民医院收治的180例孤立性肺结节患者的基线资料，其中男性108例，女性72例；年龄35～62岁，平均(48.52±2.15)岁；体重指数19.25～25.12 kg/m2，平均(22.19±0.56)kg/m2。纳入标准：①孤立性肺结节均经影像学检查确诊肺部占位性病变。②临床病理组织检查结果保存完善。③均行多层CT容积扫描与三维重建技术检查，且影像学资料保存完善。排除标准：①非初次发病。②入组前接受放化疗等治疗手段。③存在肺部及其他部位恶病质者。

1.2 方法

1.2.1 多层CT容积扫描 ①检查方法 采用Definition AS西门子64排螺旋CT机，患者仰卧位，头先进，胸骨角为定位中心，先行胸部扫描，参数设置：球管电压：150kV，电流200 mA，层厚与层距均为5 mm，重建层厚1 mm。在多层CT灌注扫描中，使用高压注射器从肘前静脉注入80～100 mL的碘普罗胺，浓度300 mgl/mL，速率3.0 mL/s，层厚64×0.625 mm，管电压120 kV，X线球管速度0.8 s/r，矩阵512×512。②图像分析：图像传入GE工作站处理，所有图像均由2位影像科经验丰富的医师盲阅片，明确感兴趣区域，避开灶内钙化、空洞及临近血管，计算病变部位增强峰值、灌注峰值时间、血容量、表面通透性等参数。所有数据均测量3次取其平均值。

1.2.2 三维重建 ①检测方法：采用Definition AS西门子64排螺旋CT，扫描范围：胸廓入口至肋间角水平，参数设置：重建层厚1.0 mm，重叠30%，标准算法。将图像传输至CT工作站，行多平面重建、表面投影显示、感兴趣体积法三维重建。②孤立性肺结节定性评估方法：通过病灶形态特征评估。主要诊断征象：毛刺征、分叶征；次要征象：血管集束征、支气管气相、胸膜牵拉征、空炮征。恶性孤立性肺结节：2个主要征象联合任意一个次要征象或者一个主要征象联合2个及其以上次要征象。反之则为良性孤立性肺结节。

2 结果

2.1 孤立性肺结节病理结果 180例孤立性肺结节患者经病理组织确诊为良性142例，占比78.89%，恶性孤立性肺结节38例，占比21.11%，见图1。

图1 左肺下叶背段结节病理图(40×)Figure 1 Pathology of nodules in the dorsal segment of the lower lobe of the left lung

2.2 两组多层CT容积扫描参数分析 与良性组相比，恶性组患者血容量、增强峰值、表面通透性水平较高，灌注峰值时间较短，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组多层CT容积扫描参数分析Table 1 Analysis of two sets of multi-slice CT volume scan parameters

2.3 多层CT容积扫描参数预测孤立性肺结节性质的效能分析 将多层CT容积扫描参数水平作为检验变量，将孤立性肺结节性质作为状态变量(1=恶性，0=良性)，绘制ROC曲线发现，多层CT容积扫描参数单独及联合检测预测孤立性肺结节性质的AUC均>0.8，均有一定预测价值，见表2。将最佳阈值作为定性诊断的截断值，多层CT容积扫描诊断良性孤立性肺结节145例，良性检出率80.56%(145/180)，恶性孤立性肺结节35例，恶性检出率19.44%(35/180)，将病理结果作为金标准，多层CT容积扫描在孤立性肺结节定性诊断中的K值为0.811(P<0.001)。见图2～4。

图2 灌注峰值时间预测孤立性肺结节性质的ROC曲线图Figure 2 ROC curve for predicting the nature of solitary pulmonary nodule by peak perfusion time

表2 多层CT容积扫描参数预测孤立性肺结节性质的效能分析Table 2 Efficacy analysis of multi-slice CT volume scan parameters in predicting the properties of solitary pulmonary nodules

2.4 三维重建在孤立性肺结节诊断中的效能分析 入组180例孤立性肺结节患者经三维重建技术检测，其中诊断良性孤立性肺结节患者144例，检出率80.00%(144/180)，恶性检出36例，占比20.00%(36/180)，三维重建在孤立性肺结节患者中诊断中的敏感度71.05%(27/38)、特异度93.66%(133/142)。将病理结果作为金标准，多层CT容积扫描在孤立性肺结节定性诊断中的K值为0.660(P<0.001)。

2.5 多层CT容积扫描联合三维重建技术诊断孤立性肺结节定性诊断的效能分析 联合检测时，其中任何一项检测方法为阳性即判定联合诊断为阳性，180例孤立性肺结节患者经联合诊断检测时，其中恶性孤立性肺结节检出30例，检出率16.67%(30/180)，良性检出150例，检出率83.33%(150/180)，敏感度92.11%(35/38)，特异度98.59%(140/142)，将病理结果作为金标准，多层CT容积扫描联合三维重建技术在孤立性肺结节定性诊断中的K值为0.819(P<0.001)。

图3 血容量、增强峰值、表面通透性及联合预测孤立性肺结节性质的ROC曲线图Figure 3 ROC curve for predicting the nature of solitary pulmonary nod-ule by blood volume,peak enhancement,and surface permeabili-ty

图4 左肺下叶背段结节多层CT容积扫描图Figure 4 Multi slice CT volume scan of nodules in the dorsal segment of the lower lobe of the left lung注：A.左肺下叶背段结节-冠状位；B.左肺下叶背段结节-矢状位；C.左肺下叶背段结节-轴位

3 讨论

孤立性肺结节病灶形态类似于圆形，且体积较小，影像学表现缺乏特异性表现，给临床定性诊断带来较大的诊断难度，延误治疗，影响预后，故探寻科学、精确的影像学检查方法对帮助临床诊断，改善患者预后尤为关键[7-8]。

CT具备良好的空间分辨率，在显示孤立性肺结节形态学方面优势明显，但因孤立性肺结节病因复杂，且良恶性病灶之间差异不明显，CT影像学表现容隐出现重叠现象，给影像学检查带来一定难度[9]。CT灌注成像工作原理是通过将对比剂注入肘静脉，实现CT增强，可实现连续、动态扫描观察微血管分布及灌注情况的目标，具有显著的临床检查优势[10-11]：①利于检出射束硬化伪影，帮助受检者观察感兴趣区域中对比剂浓度变化，继而间接反应器官灌注量。②多层CT容积扫描属于多参数功能成像，为临床医师提供全面的功能与解剖信息。③图像质量清晰、稳定、信噪比低、分辨率高、扫描速度快等优势。但CT轴位扫描只可通过计算层厚、层数了解孤立性肺结节高度，但无法显示周围血管，在评估病灶与周围血管之间的关系方面欠佳。血容量主要反应的是某区域内血管中血液总和，受毛细血管数量及血管直径影响较大；灌注峰值时间反应的是造影剂在局部的扩散速度，与靶病灶的血管结构密切相关；增强峰值主要反应扫描时间内感兴趣区域CT值变化范围，受微血管数量及局部病灶恶化程度相关；表面通透性主要反应局部微血管内皮细胞的完整性与细胞壁的通透性[12-13]。本研究结果显示，与良性组相比，恶性组患者血容量、增强峰值、表面通透性水平较高，灌注峰值时间较短，分析其原因为恶性孤立性肺结节血管不成熟，基底膜缺失、不完整，造成血流易扩散至病变中，导致造影剂一定时间内增多明显，而良性孤立性肺结节血管基底膜完整，表面通透性水平较低；恶性孤立性肺结节因病灶性质导致支气管动脉弯曲，微血管与支气管数量增加，引起通透性增加[14]。

三维重建技术是将传统的二维成像转变为三维立体成像，可完整展现病灶的三维形态及病灶与周边邻近结构的关系，可帮助检查者充分观察，了解病灶信息。毛刺征、分叶征是孤立性肺结节三维重建主要诊断征象，其中毛刺征主要是因病灶浸润周边淋巴管、气管的血管鞘等，影像学表现为自病灶边缘向肺野周围呈放射状锐利笔直伸展的长短不规则的线条状；分叶征是病灶恶化的早期征象，病灶内各细胞生长速度不均，诸多恶性病灶呈深分叶，且分叶越深，恶性病灶越严重[15]。血管集束征、支气管气相、胸膜牵拉征、空泡征是孤立性肺结节次要征象，其中血管集束征是因血管向病灶中心移位、聚集，对病灶周边组织形成牵拉，改变血管走向[16-17]。本研究结果显示入组180例孤立性肺结节患者经三维重建技术检测，其中诊断良性孤立性肺结节检出率88.89%，恶性检出率20.00%，将病理检查结果作为金标准，敏感度71.05%、特异度93.66%。表明三维重建技术在孤立性肺结节诊断中有一定的价值。

本研究结果还显示，180例孤立性肺结节患者经联合诊断检测时恶性孤立性肺结节检出率20.56%，良性检出率79.44%，将病理结果作为金标准，多层CT容积扫描联合三维重建技术在孤立性肺结节定性诊断中的K值为0.819，较两种影像学检查单独检查时的K值高。表明针对孤立性肺结节的定性诊断，多层CT容积扫描与三维重建技术二者联合应用价值最为理想，可显著提高与金标准的一致性。分析原因：多层CT容积扫描可扩大扫描范围，减少容积效应，避免层漏，提高纵轴分辨率，清晰显示病灶；三维重建利于展现病灶立体形态，实现三维空间关系，利于观察病灶形态；多平面重建利于观察孤立性肺结节与周边组织关系，帮助检查者明确支气管形态与气道内的情况[18-19]。但本研究纳入的样本数量较少，且良恶性病例样本差距相对较大，故研究结论存在偏倚性，研究结论的可信度还需在未来开展大样本的前瞻性深入研究加以验证，旨在为孤立性肺结节的后期治疗提供科学的参考依据。

4 结论

针对孤立性肺结节患者实施多层CT容积扫描与三维重建技术检测，对孤立性肺结节定性诊断具有重要意义，且以二者联合应用价值最为理想。