暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)放射科(廣東 深圳 518000)

矯 娜 吳明祥 龔靜山馬 捷 孫黎明

計算機輔助診斷定量分析表現(xiàn)為磨玻璃樣結節(jié)的肺原位腺癌與非典型腺瘤樣增生＊

暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)放射科(廣東 深圳 518000)

矯 娜 吳明祥 龔靜山馬 捷 孫黎明

目的探討計算機輔助診斷(CAD)定量分析對原位腺癌(AIS)與非典型腺瘤樣增生(AAH)的鑒別診斷價值。方法采用自編軟件對125例經(jīng)CT發(fā)現(xiàn)的磨玻璃樣結節(jié)進行組織特征分析，比較AIS和AAH在CT直方圖上的差異。結果AIS組的病灶平均直徑大于AAH組的，但兩者差距無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)；AAH組的CT值與CT峰值均明顯小于AIS組，差異具有顯著性意義(P＜0.001)；且CT峰值＜-620,則AAH的可能性更大。直方圖中，若出現(xiàn)雙峰或多峰，可以除外AAH。結論基于計算機輔助診斷技術的組織成分分析能很好的鑒別表現(xiàn)為磨玻璃樣結節(jié)的AAH與AIS。

計算機輔助診斷；磨玻璃樣結節(jié)；肺腫瘤

隨著影像技術設備的快速發(fā)展，尤其是MSCT的廣泛應用，使得肺部磨玻璃樣結節(jié)GGN(ground glass nodules, GGN)的檢出率顯著提高。Henschke[1]等研究發(fā)現(xiàn)，GGN的惡性率甚至高于實性肺結節(jié)，其中以肺腺癌居多。因此對GGN的正確影像學評估極為重要。目前表現(xiàn)為GGN的腫瘤性病變主要包括原位腺癌(adenocarcinoma insitu, AIS)、非典型腺瘤樣增生(atypical adenomatous hyperplasis, AAH)，兩者的臨床處理及預后上有著很大的差別,但其影像鑒別診斷一直是難點。本研究旨在通過計算機輔助診斷技術對二者CT圖像的組織成分進行定量分析，以期探討基于計算機輔助診斷的定量分析方法對AIS、AAH的鑒別診斷價值，從而為臨床治療及預后判斷提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 病例資料回顧性分析我院自2002～2014年CT發(fā)現(xiàn)的磨玻璃樣結節(jié)125例，其中經(jīng)手術及病理證實為AIS者84例，AAH者41例。病例資料：男51例，女74例；年齡32～78歲，中位年齡為56.3歲。臨床表現(xiàn)為咳嗽、咳痰癥狀者93例，無任何臨床癥狀僅經(jīng)體檢發(fā)現(xiàn)者32例；所有病例均行薄層螺旋CT掃描。

1.2 CT檢查取胸部常規(guī)體位，采用Philips 16層螺旋CT掃描儀，仰臥位，足先進，吸氣后屏氣，掃描范圍從肺尖到肺底；掃描參數(shù)：120KV，160mA，層厚1.25mm，顯示層厚5mm，圖像另重建為顯示層厚1.25mm，間隔0.8mm。采用常規(guī)平掃，不使用對比劑。所有圖像均經(jīng)網(wǎng)絡傳輸至PACS中。

1.3 圖像分析處理采用自編軟件進行分析處理。自編軟件直接經(jīng)網(wǎng)絡由PACS讀取患者的DICOM格式圖像，進行如下處理。

表1 AAH組與AIS組的直方圖類型

圖1 非典型性腺瘤樣增生 表現(xiàn)為局灶性磨玻璃樣陰影，邊緣不規(guī)整呈毛刺樣改變。圖2 其直方圖表現(xiàn)為單峰，CT均值為-553，CT峰值為-698。圖3 分化良好的腺癌，表現(xiàn)為磨玻璃樣結節(jié)影，病灶中央可疑實性成分；圖4 其直方圖表現(xiàn)為多峰，CT均值為-517，CT峰值為-474。

1.3.1 由1名放射科醫(yī)生在自編軟件的瀏覽窗口觀察圖像，發(fā)現(xiàn)磨玻璃樣結節(jié)，在CT薄層橫斷位圖像上逐層手工繪制結節(jié)邊界。

1.3.2 軟件根據(jù)手工繪制的結節(jié)邊界，自動生成磨玻璃樣結節(jié)的三維容積CT值數(shù)據(jù)，并自動計算以下組織特征參數(shù)：①基本容積參數(shù)：體積、最小CT值、最大CT值、平均值及25%位數(shù)、50%位數(shù)(中位數(shù))、75%位數(shù)CT值；②生成體素CT值分布的直方圖，并計算其偏度、峰度。③為去除噪音影響，首先對直方圖曲線進行一元多次曲線擬合；然后在擬合曲線的基礎上，計算波峰的數(shù)量、位置、寬度、峰下面積；波峰定義為大于直方圖最大峰的25%。

1.4 統(tǒng)計學分析以上獲得的所有參數(shù)用SPSS 11.5軟件分析，使用X2檢驗，比較AAH組、AIS組兩組間的病灶平均直徑、平均CT值和CT峰值，P＜0.05差距具有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

AAH組、AIS組在患者年齡和性別差異上無顯著性意義(P＞0.05)；AIS組的病灶平均直徑約為(16.6±5.3)mm，AAH組的平均直徑約為(9.8±4.3)mm，AIS組的病灶平均直徑大于AAH組的，但兩者差距無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

本研究的圖像組織特征分析軟件顯示AAH的平均CT值為(-695±56)HU，AIS為(-509±71) HU，AAH的平均CT值明顯低于AIS，差異具有顯著性意義(P＜0.001)(圖3、4)。AAH的CT峰值顯示約在(-712±26)HU；而AIS的峰值顯示約在(-514±36)HU。AAH的CT峰值明顯低于AIS，差異具有極顯著性意義(P＜0.001)。

根據(jù)本研究分析軟件得出的直方圖表現(xiàn)，不同的病理類型存在著特異分布的直方圖峰形(圖1、3)。41例AAH患者無一例外均表現(xiàn)為單峰；而AIS組中，18例患者表現(xiàn)為單峰，35例患者表現(xiàn)為雙峰，31例患者表現(xiàn)為多峰；因此若分析軟件得出的直方圖中出現(xiàn)雙峰或多峰，可以考慮AAH可能性較小。

3 討 論

隨著大型影像設備的發(fā)展，醫(yī)學數(shù)字圖像所提供的信息已遠遠超過診斷醫(yī)生肉眼所能判別的范圍，而大量的醫(yī)學數(shù)字信息被傳統(tǒng)影像學所摒棄。并且，僅憑肉眼觀察到的病灶形態(tài)、密度及其強化特點等有限的信息，容易造成診斷不清甚至誤診?，F(xiàn)代計算機輔助診斷的發(fā)展能很好的彌補人工診斷的不足，醫(yī)學數(shù)字圖像組織特征分析就是其中的一個重要方法。

組織特征分析反映的生物學參數(shù)有助于為AIS與AAH的鑒別診斷提供新的途徑和有用的信息。Ganeshan[2]等通過對非小細胞肺癌CT圖像組織特征分析，提出腫瘤的組織特征參數(shù)與腫瘤的缺氧及血管生成相關。CT圖像上腫瘤的不均質(zhì)性可以間接反映腫瘤的缺氧，而缺氧是腫瘤拮抗治療和影響生存的重要因素，因此，CT組織特征分析可以為非小細胞肺癌患者的預后提供有用信息。Austin[3]等在探討肺腺癌2011新分類的放射學特征中提到對肺磨玻璃病變組織特征分析可能有助于局灶性纖維化、腺瘤樣不典型增生和微侵襲腺癌的鑒別診斷。Aoki[4]等在分析以磨玻璃為主的肺腺癌時，觀察到腫瘤的內(nèi)部結構(實性成分)與腫瘤的分子生物學參數(shù)相關，從另一個側面說明影像學腫瘤組織特征有可能與腫瘤分子生物學特征相關，通過對組織特征的分析有望評價腫瘤的分子生物學特征，為臨床治療(特別是分子靶向治療)提高指導。本研究利用計算機輔助診斷技術，獲取病變內(nèi)代表組織密度的CT值信息，并以分布特征、數(shù)學描述等形式定量反映出來，以期找到AIS與AAH的鑒別診斷依據(jù)。

AAH與AIS的關系、處理原則 有學者[5、6]認為AAH是AIS的癌前病變，但至今尚缺乏從AAH細胞演變、發(fā)展為AIS細胞的客觀證據(jù)。Nomori H[7]等提出CT發(fā)現(xiàn)AAH后并非首選手術切除，而是用高分辨率CT進行隨診復查，若隨訪2～3年內(nèi)發(fā)現(xiàn)病灶增大、密度增高，則診斷為AIS的可能性大，此時病灶應小于2cm，其分期為T1N0M0[8]，此時手術對治療效果沒有不良影響。肖靜[9]等認為①AAH的直徑通常小于1cm；而AIS通常＞1cm；②AAH多表現(xiàn)為純磨玻璃樣陰影，而AIS多表現(xiàn)為混合磨玻璃樣陰影(混合實性密度影)；③單純磨玻璃樣結節(jié)中，表現(xiàn)為球形者多考慮為AAH，表現(xiàn)為不規(guī)則形者多為AIS；但對于病灶直徑在1cm左右、磨玻璃樣結節(jié)中實性成分不明確、似球形病灶但邊緣不規(guī)則等，兩者之間的影像鑒別診斷還是很困難的。本研究顯示對于直徑在1cm左右的沒有明確實性成分的磨玻璃樣結節(jié)中，AAH的平均CT值及CT峰值均明顯小于AIS的平均CT值及CT峰值，兩者間具有顯著性差異。本研究認為CT峰值能夠更準確的鑒別AAH與AIS，因為CT平均值雖然很容易測得，但其容易受病灶內(nèi)的支氣管、血管等的影響。而CT峰值能更好的除外上述兩者的影響。并且AIS常常混雜有實性成分，所以CT峰值能更好的體現(xiàn)出兩者的區(qū)別。本研究發(fā)現(xiàn)AAH無一例外的表現(xiàn)為單峰，且單峰峰值均＜-620，此特點可能作為兩者的鑒別參考。

綜上所述，基于計算機輔助診斷技術的組織成分分析能很好的鑒別表現(xiàn)為磨玻璃樣結節(jié)影的AAH與AIS，主要鑒別點如下：①直方圖中，出現(xiàn)雙峰或多峰，可以除外AAH；②AAH的CT值與CT峰值均明顯小于AIS，且CT峰值＜-620，則AAH的可能性更大。

1. Henschke CI,Yankelevitz DF, Mitcheva R, et al.CT screening for lung cancer: frequency and significance of part-solid and nonsolid nodules. AJR Am J Roentgenol 2002 May;178 (5): 1053-7.

2. Ganeshan B, Goh V, Mandeville HC, et al. Non-Small Cell Lung Cancer: histopathologic correlates for texture parameters at CT. Radiology2013; 266: (1):326-3236.

3. Austin JHM, Garg K, Aberle D, et al. Radiologic implications of the 2011 classification of adenocarcinoma of the lung. Radiology 2013;266(1):62-71.

4. Aoki T, Hanamiya M, Uramoto H, et al. Adenocarcinomas with predominant groundglass opacity: correlation of morphology and molecular biomarkers. Radiology2012;264(2): 590-560.

5. Park CM, Goo JM, Lee HJ,et al. Nodular ground-glass opacity at thin-section CT:histologic correlation and evaluation of change at follow-up. Radiographics 2007 Mar-Apr (2): 391-408.

6. Nomori H, Horio H, Naruke T, et al. A case of multiple atypical adenomatous hyperplasia of the lung detected by computed tomography. Jpn J Clin Oncol. 2001 Oct;31(10):514-6.

7. Nomori H, Ohtsuka T, Naruke T, Suemasu K.Differentiating between atypical adenomatous hyperplasia and bronchioloalveolar carcinoma using the computed tomography number histogram.Ann Thorac Surg 2003 Sep;76 (3): 867-71.

8. Gharagozloo F, Tempesta B,Margolis M,et al.Videoassisted thoracic surgery lobectomy for stage I lung cancer. Ann Thorac Surg 2003 Oct;76 (4): 1009-14; discussion 1014-5.

9. 肖靜,黃勇,吳玉芬,等.表現(xiàn)為磨玻璃密度影的細支氣管肺泡癌與非典型腺瘤樣增生的CT鑒別診斷.臨床放射學雜志，2013，32:1276.

(本文編輯: 劉龍平)

Computer-aided Differential Diagnosis of Adenocarcinoma Insitu and Atypical Adenomatous Hyperplasis Which Appear as Ground Glass Opacity*

JIAO Na, WU Ming-xiang, GONG Jing-shan,et al．, Department of Radiology, Shenzhen People's Hospital,Shenzhen 518000, P．R．China

ObjectiveTo study the clinical application value of computer-aided diagonosis in differentiating atypical adenomatous hyperplasia from adenocarcinoma insitu．Methods125 cases of ground glass opacity detected by CT were diagonosized by self-designed soft, to compare the difference between AIS and AAH．ResultsThere was no significant difference in lesion size between AIS and AAH (P＞0．05)． The peak and mean CT value of AAH were obviously lower than that of AIS,with significant difference (P＜0．001)． If the peak of CT value＜-620,it was more likely to be AAH． In the CT histogram, doublepeak or multi-peak can except for the possibility of AAH．ConclusionTissue components analysis basede on computer-aided diagonosis can perfectly identify AAH and AIS which appear as ground glass nodules．

Computer-aided Diagonosis; Ground Glass Nodules; Lung Neopalsms

R322.3+5

A

深圳市衛(wèi)生計生系統(tǒng)科研項目（NO：201401008）

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.010

2015-04-20

龔靜山