低剂量CT联合三维重建在早期肺癌筛查中的应用

张泽丹 张朵 包维为 黄敏

肺癌是发生于气管、支气管、细支气管和肺组织的恶性肿瘤,它是发病率和病死率增长速度最快的恶性肿瘤之一[1]。肺癌患者于早期时可无明显症状,确诊时往往已处于中晚期,严重影响预后[2]。因此,早期进行肺癌筛查具有重大意义。肺结节是指边界较清楚、直径≤30 mm、周围被肺组织包绕的病灶,其可分为良性病变和恶性病变,恶性病变多为早期肺癌,因此检出恶性肺结节是早期肺癌筛查的关键,对临床治疗方案的选择及改善患者预后尤为重要。低剂量CT是筛查肺结节的首要影像学检查方式,与常规CT检查相比,它可以通过优化扫描参数改变数值使患者所受的辐射剂量更低,但单靠这一种技术不足以判断肺结节的良恶性[3,4]。而三维重建可通过重建成像更直观、清晰的显示病灶结构及病灶与周围组织、血管的关系;且李勇平等[5]在研究中指出,CT联合三维重建技术对肺结节良恶性的鉴别具有一定价值。鉴于此,本研究分析低剂量CT联合三维重建对肺结节的评估价值,旨在提高恶性肺结节的检出率、早期筛查肺癌患者,为临床及时进行针对性干预提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 采用前瞻性研究,选取体检中心2019年5月至2022年5月发现的肺结节患者,患者知情并签署同意书。根据纳入、排除标准共纳入97例肺结节患者,男64例,女33例;年龄31～61岁,平均年龄(49.55±5.28)岁;体重指数16.57～27.34 kg/m2,平均(22.72±2.20)kg/m2。

1.2 纳入与排除标准 (1)纳入标准:①符合《肺部结节诊治中国专家共识》[6]中肺结节诊断标准;②结节直径≤3 cm;③年龄>18岁。(2)排除标准:①合并肝肾功能不全;②合并恶性肿瘤;③合并心脏疾病;④合并重要脏器损伤;⑤合并严重感染;⑥无法行影像学检查;⑦无法进行病理检查;⑧合并其他肺部疾病。

1.3 方法

1.3.1 低剂量CT检查方法:采用CT扫描仪(南京贝登医疗股份有限公司,型号:GE16排CT),患者取仰卧位,双手上举卧于扫描床上,对不必要的部位进行遮挡,患者头部先进,于吸气末屏气时进行全肺扫描,扫描范围自肺尖至肺底,扫描时间30 s。设置螺旋扫描模式,低剂量扫描参数:管电压120 kV,管电流25 mAs,层距1.6 mm,重建层厚1 mm,重建矩阵512×512。由2名经验超过5年的放射科医师对扫描图像进行阅片,仔细观察病灶边缘形态、病灶周围血管、病灶内部结构及其与胸膜关系。

1.3.2 三维重建:对原始CT扫描数据进行重建,使用工作站进行三维重建成像,包括:①多平面重建:对扫描范围内所有横轴位图像进行处理,获得冠状、矢状、横轴和斜面,从而更好地观察肺窗及纵隔窗;②容积再现技术:表面遮盖并与旋转相结合,利用彩色编码和不同程度的透明化技术,使病灶表面与深部结构立体显示;③最大密度投影法:运用透视法,将原始图像中密度最大的像素保留,投影在一个二维平面上,形成重建图像。同样由2名经验超过5年的放射科医师对重建图像进行阅片,仔细观察并记录患者有无形态学征象,观察意见不一致时由资历更高者确定最终结果。

1.3.3 图像分析:判断并记录患者有无形态学征象出现,包括胸膜凹陷征、血管集束征、短毛刺征、分叶征和空泡征,未出现其中任意1项记为0分,出现1项记1分,出现2项记2分,以此类推,最高记5分,观察意见不一致时由资历更高者确定最终结果。诊断标准[7]:①胸膜凹陷征:表现为自结节牵拉胸膜所致的线性或幕状阴影,也可呈喇叭口状或星状;②血管集束征:表现为一支或数支肺内血管结构受牵拉向结节方向聚拢移位,可在病灶处中段或贯穿病灶;③短毛刺征:表现为自结节边缘向肺周围伸展的放射状、无分支的细短线条影,邻近结节端较粗;④分叶征:表现为病灶轮廓非圆形或卵圆形,表面凹凸不平,呈现出锯齿状形成分叶;⑤空泡征:表现为病灶内含有1～3 mm的含气低密度区,呈现出点状透亮影,常位于结节中央或边缘。

1.3.4 病理检查:于影像学检查第2天,所有患者进行胸腔镜下肺结节病理学检查:全麻气管插管麻醉后,患者取90°卧位,患侧向上,采用胸腔镜微创技术,在胸部CT定位下,探查病灶部位,切除病灶及周围肺组织,立即送检。若病理报告为恶性,对肺叶进行切除并清扫淋巴结,若报告为良性,仅做切除病灶处理。将病理诊断结果为恶性的分为恶性组,其余分为良性组。

2 结果

2.1 病理结果 经病理检查确诊,97例肺结节患者中良性76例(78.35%),包括炎性结节26例,结核结节50例;恶性21例(21.65%),包括腺癌15例,鳞癌6例。

2.2 基线资料 2组性别比、年龄、体重指数、既往吸烟史、既往饮酒史、病灶部位比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 2组基线资料比较

2.3 低剂量CT、三维重建结果比较 恶性组低剂量CT和三维重建的形态学征象评分均显著高于良性组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 2组低剂量CT、三维重建的形态学征象评分结果比较 分,

2.4 低剂量CT、三维重建评估肺结节的ROC曲线 将肺结节性质作为状态变量(0=良性,1=恶性),将低剂量CT形态学征象评分、三维重建形态学征象评分作为检验变量;绘制ROC曲线,结果显示,低剂量CT、三维重建单独及联合评估肺结节的AUC>0.80,P均<0.05具有一定评估价值,且联合评估价值最高。见表3,图1。

图1 低剂量CT、三维重建评估肺结节性质的ROC曲线

表3 低剂量CT、三维重建评估肺结节性质价值的ROC曲线

3 讨论

影像学检查对于肺结节的诊断及鉴别诊断具有重要意义,其中低剂量CT是临床筛查此疾病的首选影像学检查[8]。肺结节常因结节较小容易被其他组织遮挡而不易被发现,低剂量CT具有较高的空间分辨率,可更好的发现病灶位置,并能观察其大小及与周围组织的关系,当病灶与心脏、血管等重叠时,低剂量CT也能较好显现[9]。但陈国强等[10]指出,CT对于良恶性的鉴别具有一定局限性。近年来,三维重建技术通过对CT图像进行三维重建,可以清楚地观测到结节所在的支气管及供应结节的血管特征[11]。

在本研究中,恶性组低剂量CT和三维重建的形态学征象评分均显著高于良性组,这表明两者均能较好检出恶性肺结节的形态学征象。分析原因在于,肺部病灶常与心脏纵隔、横隔等组织重叠,低剂量CT检查是由横断面扫描切片成像,扫描过程中可把肺部组织切成很多薄片,从而获取多个层面,这更容易发现肺尖脊柱旁、胸膜旁、心脏后方等难以发现的微小病灶。且其前后无重叠、密度分辨率更高,对于病灶细节能更好显现[12,13]。因此低剂量CT能较好检出恶性肺结节的形态学征象。三维重建是利用计算机对原始扫描数据进行后续处理的一种技术,经过重建的图像可多方位、多角度的观察病灶位置、轮廓及形态[14],因此具有较高的清晰度。临床常采用的三维重建技术有多平面重建、容积再现、最大密度投影法等。多平面重建可任意改变重建的位置和层厚,从而更利于准确定位病变位置,并能更好地观察肺部组织细微结构及形态学改变,因此可准确判断肺部病变性质、病变侵及范围及毗邻关系。容积再现技术可清晰显现肺结节病灶的边缘形态及内部结构,尤其是对于胸膜凹陷征的显示具有较大优势,胸膜凹陷征是临床作为判断恶性结节的依据之一,重建成像后可更直观的多角度对其进行观察[15]。最大密度投影法可很好地显示肺内血管及病灶周围的支气管情况,对不同走向的血管也能较好成像,空泡征在普通图像上常与支气管混淆,通过重建图像后,可更好地辨认两者区别,提高检出率[16]。

此外,本研究为进一步探究低剂量CT联合三维重建对肺结节的评估价值,绘制ROC曲线图,结果显示,两者联合应用的AUC最高,这表明低剂量CT联合三维重建评估肺结节的价值更高。因此,健康体检中心可考虑联合应用低剂量CT与三维重建技术诊断肺结节并判断其性质,以便早期发现肺癌并及时实施健康管理、跟踪随访。

综上所述,低剂量CT、三维重建单独及联合评估肺结节性质具有一定价值,且两者联合对于恶性的诊断价值更高,可通过三维重建后的图像多角度观察病灶形态、轮廓及结构等,从而更好地评估结节性质。