多層螺旋CT灌注成像在孤立性肺結(jié)節(jié)中的診斷價值

徐開武 姜剛錄 吳江興 馮貴華 陳東明

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多層螺旋CT灌注成像在孤立性肺結(jié)節(jié)中的診斷價值

徐開武 姜剛錄 吳江興 馮貴華 陳東明

目的 探討多層螺旋CT灌注掃描對孤立性肺結(jié)節(jié)(SPN)的診斷價值，從而加強(qiáng)SPN良惡性的鑒別區(qū)分，提高定性診斷水平。方法 選取筆者收集的經(jīng)病理證實(shí)的SPN患者160例作為研究對象，對其臨床資料進(jìn)行回顧性分析。采用常規(guī)16排螺旋CT機(jī)對患者行灌注掃描，應(yīng)用GE ADW 4.3工作站的后處理技術(shù)及Perfusion3-body tumor軟件對結(jié)節(jié)進(jìn)行分析，對所獲得的SPN的CT灌注的血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)及表面通透性(PS)等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并分析不同檢查方法對診斷SPN的效能是否存在差異。結(jié)果 惡性SPN和炎性SPN的BF、BV和PS值均明顯高于良性SPN，良性組與惡性組SPN的BV(P=0.000)、BF(P=0.000)及PS(P=0.000)差異有統(tǒng)計學(xué)意義；良性組與炎性組SPN的BV(P=0.027)、BF(P=0.000)及PS(P=0.001)差異有統(tǒng)計學(xué)意義，惡性與炎性SPN各項(xiàng)灌注參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。以BV≥5ml/100g為惡性SPN診斷閾值，其敏感度、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為86.4%、72.2%、79.2%、81.3%。設(shè)PS≥15ml/(min·100g)為診斷惡性閾值，其敏感度、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為90.9%、66.7%、80.0%、85.7%。設(shè)BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)為診斷惡性閾值，其敏感度、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為95.5%、72.2%、80.8%、92.9%。結(jié)論 CT灌注成像對良惡性SPN的鑒別具有較高診斷價值，但對良惡性的鑒別缺乏特異性。設(shè)定BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)為診斷惡性閾值時，其診斷惡性SPN的敏感度、特異性及陽性預(yù)測值均高于設(shè)定單個參數(shù)的診斷效能。

孤立性肺結(jié)節(jié) 灌注成像 體層攝影術(shù) X線計算機(jī)

根據(jù)Fleischner協(xié)會命名委員會的定義，孤立性肺結(jié)節(jié)(solitary pulmonary nodules,SPN)是指直徑在2～30mm肺內(nèi)獨(dú)立的圓形或類圓形軟組織密度陰影[1]。SPN是胸部影像學(xué)常見病變，對SPN的定性診斷具有重要意義。盡管多數(shù)SPN屬于良性，但也有相當(dāng)一部分屬早期肺癌[2]。近年來對肺癌的診斷與治療有了很大的進(jìn)展，但患者的5年生存率也僅有10%，而早期發(fā)現(xiàn)、經(jīng)手術(shù)切除后的肺癌5年生存率可高達(dá)90%以上[3,4]。因此如果能及早確定SPN的良惡性質(zhì)，即可對惡性SPN及時行手術(shù)治療，提高患者的生存率，使預(yù)后得到改善。SPN的鑒別診斷一直是影像診斷工作中的難點(diǎn)，CT平掃是基于結(jié)節(jié)形態(tài)學(xué)特征即CT征象的研究，把SPN在診斷學(xué)上的一些特征性表現(xiàn)較充分地顯示出來，有助于全面了解病灶特征。但SPN在形態(tài)學(xué)上的良惡性征象特點(diǎn)存在交叉和重疊，很難單純的從CT形態(tài)學(xué)上對其良惡性作出判斷。CT灌注成像是從血流量(BF)、血容量(BV)、彌散通透性(PS)等方面為SPN診斷提供有價值的信息[5,6]。隨著CT灌注成像技術(shù)的發(fā)展,可以對SPN微血管結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量評價,為更好地推測其良、惡性病變及血管生成提供了可能?；谝陨媳尘埃狙芯坎捎枚鄬勇菪鼵T灌注成像的方法，從良、惡及炎性三方面闡述SPN的灌注特點(diǎn)，為SPN的鑒別診斷提供依據(jù)。以期提高臨床SPN診斷的準(zhǔn)確性。

資料與方法

1.一般資料：選取筆者科室2012年4月～2013年10月收集的SPN患者160例作為研究對象，對其臨床資料進(jìn)行回顧性分析，并行多層螺旋CT灌注掃描。男性88例，女性72例，患者年齡22～78歲，平均年齡56.00±7.66歲。(1)患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①直徑<3cm的肺內(nèi)孤立小結(jié)節(jié)(SPN)；②均經(jīng)過臨床或病理證實(shí)；③全部病例資料符合CT掃描技術(shù)規(guī)范指南；④CT圖像清晰，影像學(xué)征象確切;⑤能獲得可靠的灌注參數(shù)。(2)患者排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像掃描不規(guī)范；②圖像質(zhì)量差無法評估影像學(xué)征象。本研究經(jīng)筆者醫(yī)院倫理會同意，研究取得患者及家屬理解并簽署知情同意書。

2.檢查方法及數(shù)據(jù)處理：圖像采集采用GE公司的16排螺旋CT掃描儀，患者仰臥位，首先行胸部平掃，掃描范圍從胸腔入口水平到肋膈角層面。根據(jù)平掃結(jié)果確定SPN的位置并確定SPN中心層面為灌注的掃描范圍。采用高壓注射器經(jīng)前臂淺靜脈以4ml/s的注射速率進(jìn)行非離子型造影劑80ml注射，掃描延遲時間為5.6s，掃描方法：電影模式，層厚5mm，層間距0mm，4層/圈，掃描時間1s/r，曝光總時間為40s，掃描參數(shù)：電壓：120kV；電流：80mA；視野：35cm；矩陣：512×512；輻射劑量：CTDIval54.54mGy,DLP899.36mGy·cm,ED1.88±0.6mSv,掃描長度16.49±2.02cm。標(biāo)準(zhǔn)重建算法，將圖像傳輸至GE ADW 4.3工作站進(jìn)行后處理分析。

3.圖像分析：應(yīng)用Perfusion3-body tumor軟件對SPN進(jìn)行分析，取SPN和同層面主動脈及肺動脈的最大面積，以最大截面60%的區(qū)域?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，避開肉眼可見的血管、壞死、空洞、鈣化及偽影區(qū)域，選擇病變實(shí)性區(qū)域作為感興趣區(qū)(ROI)，反復(fù)測量其CT值，取其均值[7]。據(jù)此區(qū)域分別獲得SPN的血流量、血容量、平均通過時間及表面通透性。以手術(shù)病理結(jié)果為診斷標(biāo)準(zhǔn)，將160例SPN患者分為良性組、炎性組和惡性組。良性組患者36例，炎性組36例，惡性組88例

結(jié) 果

1.SPN患者病理結(jié)果分類：160例SPN患者按病理分型分為良性組(n=36)，炎性組(n=36)和惡性組(n=88)。良性組中有結(jié)核瘤20例，錯構(gòu)瘤8例，硬化性血管瘤4例，支氣管囊腫4例；炎性組中有肺炎性結(jié)節(jié)24例，肺膿腫12例；惡性組中有腺癌32例，小細(xì)胞癌4例，鱗癌 40例，肺泡癌8例,類癌4例(圖1)。

圖1 左肺上葉腺癌A. BF：166.48ml/(min·100g)；B.BV：5.70ml/100g；C.MTT：2.08s；D.PS：21.67ml/(min·100g)

2.SPN患者良性組、惡性組及炎性組CT灌注結(jié)果分析：惡性組、炎性組患者SPN的BV、BF和PS值均明顯高于良性組。良性組SPN的BV、BF及PS值均小于惡性組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；良性組SPN的BV、BF及PS均小于炎性組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；惡性與炎性SPN各項(xiàng)灌注參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，表1、表2)。

表1 良、惡及炎性SPN的CT灌注結(jié)果比較

表2 良、惡及炎性SPN的CT灌注參數(shù)值統(tǒng)計差異比較

3.SPN的CT灌注參數(shù)效能比較：把SPN的診斷閾值分別設(shè)定為BV≥5ml/100g時、PS≥15ml/(min·100g)時、BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)時，惡性、炎性和良性SPN的診斷結(jié)果如下(表3)。以病理活檢結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，分別計算各灌注參數(shù)的敏感度、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。BV≥5ml/100g且PS≥15ml/(min·100g)時SPN的敏感度(95.5%)、特異性(72.2%)、陽性預(yù)測值(80.8%)、陰性預(yù)測值(92.9%)高于BV≥5ml/100g時或PS≥15ml/(min·100g)時(表4)。

表3 不同閾值下的診斷結(jié)果(n)

表4 SPN良惡性灌注參數(shù)效能比較 (%)

討 論

SPN的鑒別診斷是肺部診斷的難點(diǎn)之一，而SPN良惡性的鑒別具有重要意義，對于降低良性SPN的手術(shù)率，提高早期肺癌切除率極為關(guān)鍵[8,9]。多層螺旋CT灌注成像是一種功能成像，顯示形態(tài)學(xué)變化的同時也反映了生理功能的改變，可以通過分析組織的灌注量及通透性等參數(shù)，對SPN進(jìn)行定性診斷[10,11]。本研究對良性、炎性、惡性SPN的BV、BF、MTT及PS等灌注參數(shù)進(jìn)行了對比分析。

本研究中，良性組SPN的BV、BF及PS值分別小于惡性組與炎性組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；惡性與炎性SPN各項(xiàng)灌注參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。BV是脈管系統(tǒng)中血液的容量，表示結(jié)節(jié)的血液灌注量，反映了結(jié)節(jié)中有功能的毛細(xì)血管量的多少[12,13]。研究結(jié)果顯示，良性組SPN的BV值小于惡性組與炎性組。說明惡性組和炎性組SPN的血液灌注量較大，考慮原因?yàn)閻盒許PN是新生血管依賴性的，有較多新生血管支持其生長，其血容量較良性SPN明顯增多，因此BV值較良性SPN明顯增高；炎性SPN的病理基礎(chǔ)是以肉芽組織為主,其中有豐富的擴(kuò)張毛細(xì)血管,其血容量也比良性SPN多，因此BV值高于良性SPN。

PS是造影劑經(jīng)毛細(xì)血管內(nèi)皮間隙進(jìn)入組織間隙的單向擴(kuò)散速度，它反映了SPN內(nèi)部血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性、細(xì)胞間隙及管壁通透性等特性。本研究中良性組的PS值小于惡性組和炎性組。說明惡性組和炎性組的擴(kuò)散速度快。可能是因?yàn)閻盒許PN的病灶血管多,出現(xiàn)血管異常吻合、腫瘤血管基膜不完整，致使通透性較高，加之新生毛細(xì)血管管壁發(fā)育不成熟，造影劑容易通過毛細(xì)血管壁進(jìn)入SPN組織間隙中，所以惡性SPN的PS最高[14]。炎性SPN毛細(xì)血管發(fā)育成熟,基膜完整,所以其通透性較低，擴(kuò)散速度較快，因此炎性PS值較高。良性SPN多為乏血管病變，且血管生長緩慢，病理組織結(jié)構(gòu)主要為少血供或無血供,因此BV及PS值低。提示臨床可以根據(jù)BV值、BF值、PS值對結(jié)節(jié)性質(zhì)進(jìn)行鑒別區(qū)分[15,16]。但惡性與炎性SPN各項(xiàng)灌注參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，說明此方法對于惡性SPN和炎性SPN之間的鑒別缺乏特異性，建議結(jié)合CT平掃的征象進(jìn)行診斷區(qū)分。本研究按病理分型將SPN分為正常SPN、炎性SPN和惡性SPN 3組，實(shí)際工作中遇到炎性病變也屬于良性病變，可以把炎性病變劃為良性病變，良性組的CT灌注成像的BV、PS、BF值均升高。

當(dāng)設(shè)定閾值為BV≥5ml且PS≥15ml時，敏感度、特異性、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值均高于單個參數(shù)診斷。說明BV與PS聯(lián)合診斷較單個參數(shù)診斷效能明顯提高。本研究與以往的研究結(jié)果一致[17,18]。建議臨床CT灌注成像時可將灌注參數(shù)設(shè)定為BV≥5ml且PS≥15ml。

綜上所述，SPN的CT灌注成像有利于孤立性肺結(jié)節(jié)的鑒別診斷，根據(jù)BV值、BF值、PS值可以鑒別SPN的性質(zhì)，但是對惡性及炎性SPN鑒別缺乏特異性，需要結(jié)合CT平掃的各種征象綜合判斷，診斷率會進(jìn)一步提高。將診斷閾值分別設(shè)定為BV≥5ml且PS≥15ml時診斷效能明顯提高。

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(修回日期：2015-02-09)

Value of Multi-slice Spiral CT Perfusion Imaging in Diagnosis of Solitary Pulmonary Nodules.

XuKaiwu,JiangGanglu,WuJiangxing,etal.

DepartmentofRadiology,People′sHospital,JiangshanCity,Zhejiang324100,China

Objective To investigate the diagnostic value of multi-slice spiral CT perfusion scanning for SPN, and to strengthen the SPN differential diagnosis of benign and malignant distinguish, then to improve the diagnosis level. Methods One hundred and sixty cases of SPN patients were involved as the research object, and the clinical data were retrospectively analyzed. The 16 row spiral CT for patients underwent plain + dynamic enhanced scan + perfusion scan.The blood flow in nodules was analyze,using GE ADW 4.3 workstation for post-processing technology and Perfusion3-body tumor software. CT perfusion on acquired SPN′s (BF), blood volume (BV), the mean through time (MTT)and permeability surface (PS) were analyzed, and whether there were differences between the effectiveness of different examination methods for the diagnosis of SPN was analyzed. Results BF, BV and PS values in Malignant nodules and inflammatory nodules were significantly higher than that of benign nodules. BV (P=0.000), BF (P=0.000) and PS (P=0.000) between the benign group and the malignant group had statistical significance. BV (P=0.027), BF (P=0.000) and PS (P=0.001) between the benign and inflammatory group had statistical significance. There was no significant difference between malignant nodules and inflammatory nodules perfusion value (P>0.05). With BV≥5ml/100g for diagnosis of malignant SPN threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 87.5% (21/24), 72.2% (13/18), 80.7% (21/26), 81.3% (13/16). PS = 15ml/(min· 100g) for the diagnosis of malignant threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 91.8% (22/24), 66.7% (12/18), 78.6% (22/29), 85.7% (12/14). BV was more than or equal to 5ml/100g and PS = 15ml/(min·100g) for the diagnosis of malignant threshold, the sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values were 95.8% (23/24), 83.3% (15/18), 88.5% (23/26), 93.8% (15/16). Conclusion It is of high value in differentiating CT perfusion imaging of benign and malignant SPN, with BV greater than 5ml/100g and PS = 15ml/ (min· 100g) for the diagnosis of malignant threshold. The positive predictive value of SPN for diagnosis of malignant in 88.5%, but the differential diagnosis of malignant and inflammatory SPN lackes of specificity.

Solitary pulmonary nodules; Perfusion; Tomography; X- ray computed

河南省教育廳2011年度自然科學(xué)研究計劃項(xiàng)目(2011A340002)

324100 浙江省江山市人民醫(yī)院放射科(徐開武、姜剛錄、吳江興、馮貴華)；456400 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科(陳東明)

R445.4

A DOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2015.10.021

2015-01-03)