人工智能CT定量參數(shù)預(yù)測(cè)肺腺癌磨玻璃結(jié)節(jié)的侵襲性及相關(guān)病理研究

王成均，曾幸萍★，何 燦，肖 華，歐陽(yáng)祖彬

（1.重慶市東南醫(yī)院放射科，重慶 401336 ；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016）

肺癌是目前我國(guó)發(fā)病率和致死率最高的惡性腫瘤?，F(xiàn)階段，高分辨率CT（HRCT）和低劑量CT 的應(yīng)用明顯提高了肺結(jié)節(jié)的檢出率[1]。CT 影像組學(xué)技術(shù)對(duì)孤立性肺結(jié)節(jié)的良惡性定性診斷、分期、預(yù)后預(yù)測(cè)、療效評(píng)價(jià)等均具有重要的價(jià)值，是目前臨床研究的熱點(diǎn)。基于影像組學(xué)的人工智能肺結(jié)節(jié)軟件的開(kāi)發(fā)和臨床應(yīng)用，是目前肺結(jié)節(jié)研究的重點(diǎn)和方向[2-3]。對(duì)于在HRCT 上表現(xiàn)為純磨玻璃樣的肺結(jié)節(jié)，肺結(jié)節(jié)人工智能分析軟件能自動(dòng)提取肺結(jié)節(jié)的影像組學(xué)特征，從而對(duì)磨玻璃結(jié)節(jié)（GGO）的病理情況進(jìn)行評(píng)估[4-5]。本研究中，筆者選擇院內(nèi)一年來(lái)通過(guò)術(shù)后病理檢查確診為肺腺癌GGO 的250 例患者作為研究對(duì)象，采用人工智能分析軟件（人工智能CT 定量參數(shù)）判定其肺結(jié)節(jié)的侵襲性，并與術(shù)后病理檢查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，旨在評(píng)估人工智能軟件對(duì)肺結(jié)節(jié)侵襲性判斷的準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇重慶市東南醫(yī)院通過(guò)術(shù)后病理檢查確診為肺腺癌GGO 的250 例患者作為研究對(duì)象。根據(jù)病理檢查結(jié)果將其分為非浸潤(rùn)性腺癌組（n=106）和浸潤(rùn)性腺癌組（n=144）。非浸潤(rùn)性腺癌包括不典型肺腺瘤樣增生（AAH）和肺原位癌（AIS），浸潤(rùn)性腺癌包括肺微浸潤(rùn)腺癌（MIA）和肺浸潤(rùn)性腺癌（IAC）。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

研究對(duì)象的納入標(biāo)準(zhǔn)是：1）肺部至少存在一枚磨玻璃密度結(jié)節(jié)，且結(jié)節(jié)直徑≤3cm。2）與人工智能CT 診斷的胸部CT 薄層圖像原始數(shù)據(jù)相符，圖像層厚≤1.5mm。研究對(duì)象的排除標(biāo)準(zhǔn)是：1）與人工智能CT 診斷的CT 圖像不符。2）臨床資料不完整。

1.3 方法

對(duì)兩組患者均進(jìn)行人工智能CT 定量參數(shù)分析，采用64 排以上的多層螺旋CT 對(duì)其實(shí)施胸部HRCT或LDCT 掃描，并做好檢查前的相關(guān)準(zhǔn)備工作。掃描參數(shù)：矩陣、管電壓、采集層厚、螺距分別為512×512、120 kV、5.0 mm、1.0，管電流為自動(dòng)毫安秒，常規(guī)采用1.0 mm 層厚和標(biāo)準(zhǔn)算法重建薄層圖像。

1.4 觀察指標(biāo)

比較兩組患者的CT 定量參數(shù)，包括3D 長(zhǎng)徑、平均CT 值、緊湊度、球形度、體積、最大面面積、表面積。CT 值的測(cè)量方法：選取有代表性的1 ～3個(gè)層面，在此層面測(cè)量3 次，取平均值，測(cè)量時(shí)應(yīng)避開(kāi)血管、支氣管、空泡，感興趣區(qū)的面積應(yīng)盡量包括結(jié)節(jié)的大部分區(qū)域。分析有效定量參數(shù)與肺腺癌GGO病理類型的關(guān)系。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

用SPSS 20.0 軟件處理本研究中的數(shù)據(jù)，計(jì)量資料用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用% 表示，用χ2 檢驗(yàn)，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者各項(xiàng)定量參數(shù)的比較

兩組患者的定量參數(shù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，非浸潤(rùn)性腺癌組患者的3D 長(zhǎng)徑、平均CT 值、體積、最大面面積和表面積均小于浸潤(rùn)性腺癌組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組患者的緊湊度、球形度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。詳見(jiàn)表1。

表1 兩組患者各項(xiàng)定量參數(shù)的比較

2.2 有效定量參數(shù)與肺腺癌GGO 病理類型關(guān)系的分析

浸潤(rùn)性腺癌患者的相關(guān)定量參數(shù)包括：平均CT值、3D 長(zhǎng)徑、表面積、最大面面積、體積，其3D 長(zhǎng)徑、平均CT 值、體積、最大面面積、表面積的最佳閾值分別為1037.00 mm、-476.75 Hu、641.82 mm3、79.80 mm2、365.24 mm2。詳見(jiàn)表2。

表2 有效定量參數(shù)與肺腺癌GGO 病理類型關(guān)系的分析

3 討論

肺癌是導(dǎo)致人類死亡的主要疾病之一[6]。通常來(lái)說(shuō)，肺癌在確診后多已進(jìn)展至中晚期，而中晚期肺癌患者的5 年生存率僅有20%[7]。改善肺癌患者預(yù)后的關(guān)鍵是及時(shí)對(duì)其病情進(jìn)行診斷和治療。近年來(lái)隨著人工智能的逐漸興起，其在臨床多種疾病的診斷中均得到了廣泛應(yīng)用，大大減少了放射科醫(yī)生的工作量，并使得越來(lái)越多的肺癌可以在早期被發(fā)現(xiàn)，尤其是肺GGO 患者，通過(guò)人工智能定量分析參數(shù)，可有效判斷肺GGO 的良惡性及分期。但是，關(guān)于采用人工智能定量分析肺腺癌GGO 侵襲性的相關(guān)研究較少[8-9]。3D長(zhǎng)徑是通過(guò)三維空間測(cè)量得到的，人工智能將3D 長(zhǎng)徑定義為腫瘤表面網(wǎng)格頂點(diǎn)之間的最大成對(duì)歐幾里得距離，這并不是臨床工作中測(cè)量病灶最大截面的最大直徑，3D 長(zhǎng)徑明顯要長(zhǎng)于最大截面的最大直徑[10-11]。肺腺癌GGO 的主要生長(zhǎng)方式是腫瘤細(xì)胞順著肺泡壁伏壁生長(zhǎng)，并向肺間質(zhì)、肺血管逐漸侵犯，且生長(zhǎng)形態(tài)不規(guī)則[12]。而病灶最大截面的最大直徑只能在二維層面上將病灶中部分截面的具體情況進(jìn)行反映，而人工智能CT 測(cè)量3D 長(zhǎng)徑更加簡(jiǎn)單，得到的結(jié)果更加精確、客觀。通過(guò)觀察3D 長(zhǎng)徑，可對(duì)肺腺癌GGO 的浸潤(rùn)性閾值進(jìn)行判斷。然而，其測(cè)量結(jié)果可能受到各種因素的影響，如CT 機(jī)型、后期處理等。因此，3D長(zhǎng)徑的診斷效果并不統(tǒng)一[13-14]。有研究表示，隨著CT 值的逐漸增加，可明顯反映出病灶的惡性程度也在增加。表面積能反映肺腺癌GGO 三維外立面的生長(zhǎng)情況，體積能反映病灶內(nèi)部的大小變化情況，這兩個(gè)參數(shù)能有效發(fā)現(xiàn)病灶的細(xì)微變化[15-16]。通過(guò)實(shí)施人工智能CT 定量參數(shù)測(cè)定，能發(fā)現(xiàn)病灶邊緣的凹凸程度和光滑程度，其邊緣接近圓形，且其值無(wú)限接近于1。球形度是與病灶體積相同的球體表面積或病灶表面積，形狀和圓形類似，其值無(wú)限接近于1[17-18]。

本研究的結(jié)果顯示，兩組患者的各項(xiàng)定量參數(shù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，非浸潤(rùn)性腺癌組患者的3D 長(zhǎng)徑、平均CT 值、體積、最大面面積、表面積均小于浸潤(rùn)性腺癌組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組患者的緊湊度、球形度相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。浸潤(rùn)性腺癌患者的相關(guān)定量參數(shù)包括：平均CT 值、3D 長(zhǎng)徑、表面積、最大面面積、體積，其3D 長(zhǎng)徑、平均CT 值、體積、最大面面積、表面積的最佳閾值分別為1037.00 mm、-476.75 Hu、641.82 mm3、79.80 mm2、365.24 mm2?？梢?jiàn)，人工智能CT 定量參數(shù)對(duì)肺腺癌GGO 的侵襲性具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，其中平均CT 值、3D 長(zhǎng)徑、表面積、最大面面積、體積可作為優(yōu)秀的影像學(xué)檢查指標(biāo)，應(yīng)用價(jià)值較高，值得推廣。