1、64 排螺旋 CT 高级肺分析软件对单发肺小结节的诊断价值作者：肖叶玉 徐志锋 吴仁华 洪璧楷 张远芳 郑文斌 【摘要】 目的 通过比较 64 排螺旋 CT( 64-muti detector spiral CT, MSCT)高级肺分析软件(Advanced Lung Analysis software,ALA)对单发肺小结节三维体积测量、三维形态特征与传统三平面重建二维径线测量、二维形态特征结果，了解高级肺分析软件对单发肺小结节的诊断价值。 方法 选取 64 排螺旋 CT 胸部扫描发现单发肺小结节(直径2cm)的病人 15 例(女 6 例,男 9 例),全部病例经临床与病理确诊，由两位副主任
2、医师按双盲法采用 GE AW4.3 工作站的 Advantage-ALA 进行肺结节自动分离,记录其三维体积数值与三维形态特征;15 天后，用三平面重建分析病灶二维最大测量径线、二维形态特征。采用双变量相关分析评价测试者间一致性;同时采用配对计数资料的检验评价两种分析方法按观察到的良、恶性影像特征得出的影像诊断结果的准确性，P0.05 认为差异有显著性意义。结果 15 例单发肺小结节经临床与病理确诊为周围型肺癌 6例，转移瘤 5 例，结核球 2 例，慢性非结核性炎性假瘤 1 例，肺血管断面 1 例。两测试者体积测量结果一致性(r 为 1.000)比直径测量结果的一致性要好(r=0.609),P
3、=0.016，差别具有统计学意义;ALA 分析所得影像特征准确性较高，=17.344，P=0.002，Kappa=0.690，两者符合率为中高度(0.40.75)，P =0.000，差异有统计学意义。结论 单发肺小结节 64-MSCT ALA 三维体积测量比传统二维测量方法更具准确性;三维形态特征较二维形态特征更具准确性;ALA 软件诊断单发肺小结节具有较高的临床应用价值。 【关键词】 单发肺结节;64 排螺旋 CT(64-MDCT);高级肺分析软件(ALA)Abstract Objective To evaluate the 64-MSCT with Advantage Advanced L
4、ung Analysis (ALA) software in the diagnosis of small solitary pulmonary nodules. Methods Fifteen patients (6 women, 9 men) with small solitary pulmonary nodules(SPN) who underwent the examination with 64 - detector spiral CT (Lightspeed VCT, GE) were included, the diameter of nodules were less than
5、 2cm. CT images were analyzed by same two radiologists respectively. The volumes of pulmonary nodules were measured and the morphologies were described separately with ALA software. Then, two-dimensional maximum diameter measurements and morphologies were also acquired in the GE AW4.3 workstation 15
6、 days later. Bivariate method and the Spearman correlation coefficients were used to test the variability between three dimensional(3D) measurements and two dimensional(2D) ones; Paired-Samples T Test were used to test the accurate rate of diagnosis that was analyzed by 3D and 2D. Results Fifteen sm
7、all SPN were histologically or clinically proved: peripheral pulmonary cancer 6 cases, metastatic tumors 5 cases, tuberculomas 2 cases, inflammatory pseudotumor 1 case, pulmonary vascular section mistake for SPN 1 cases. Three dimensional measurements between two readers were highly correlated with
8、r of 1.000, and the r was 0.609 in the two dimensional measurements. The difference between the two correlation coefficients was significant. The three dimensional measurements between two readers had completely agreed with each other for small SPN. The accuracy rate of diagnosis analyzed by 3D was
9、higher than by 2D, =17.344，P =0.002，Kappa=0.690,coincidence rate was intermediate to high grade(0.40.75)，P =0.000, he difference was significant between the accurate rate of diagnosis that was analyzed by 3D and 2D. Conclusion Three- dimensional measurements with ALA shows better reproducibility tha
10、n two- dimensional ones, 3D-morphologies higher accuracy than 2D, The ALA software has the great value in the diagnosis of small solitary pulmonary nodules.Key words solitary pulmonary nodules (SPN); 64-MSCT( 64-muti detector spiral CT); advanced lung analysis (ALA) software孤立肺结节(solitary pulmonary
11、nodule, SPN)多数无特征性临床症状，定性较困难。目前对 SPN 的诊断，多集中在传统影像学的二维形态研究，如分叶征、棘状突起、血管集束征、小泡征、结节内部 CT 值以及结节增强前后 CT 值的变化等;结节大小主要通过肺结节的二维轴位最大直径或最大轴位横截面积来评价，但单发肺小结节因体积小与周围的小血管断面难于分离鉴别、不可避免的部分容积效应等造成传统影像学二维分析方法难于有效应用。本研究拟通过比较 64 MSCT ALA 软件对单发肺小结节三维体积测量、三维形态特征观察和常规三平面二维测量、二维形态特征观察,了解 ALA 软件对单发肺小结节评估能力。材料与方法1.病例资料 选取本院
12、2007 年 5 月2009 年 3 月间经临床或病理确诊的 15 例孤立肺小结节(直径2cm)患者的资料，年龄 2578 岁(57.93 岁14.06 岁),女 6 例,男 9 例，恶性病变 11 例，其中周围型肺癌 6 例，转移瘤 5 例;良性病变 3 例，其中结核球 2 例，慢性非结核性炎性假瘤 1 例;另外，正常结构肺血管小分支断面误诊为小结节病灶 1 例。2.CT 扫描 使用 64 排螺旋 CT (Lightspeed VCT,GE), 病人常规仰卧位，双臂上举过头，扫描范围从肺尖至肺底,单次屏气完成全肺扫描。扫描参数为:螺距 0.516:1,层厚 0.625mm,重建间隔 0.62
13、5 mm,200kV,250mA,标准算法。3.图像处理 在 AW4.3 工作站上进行测量,采用高级肺结节分析软件(Advanced Lung Analysis software, 3D-ALA, GE Healthcare)对肺结节进行三维重建，同时用常规三平面重建行结节二维重建。ALA 软件采用的是灰阶阈值及自动分型分析进行结节分析、分离并测量体积及三维径线;常规二维分析在肺组织窗下测量观察。4.图像分析 每例按双盲法由相同的二位副主任医师分别分析病灶的三维体积、三维形态特征;二维轴位最大直径、二维形态特征;形态特征分为恶性征象：边缘不规则、棘状突起、短毛刺征、血管集束征、小泡征、胸膜牵拉
14、征，具有明显的恶性征象的结节诊断为恶性结节;良性征象：边缘光滑锐利、无血管进入病灶，具有确切的良性征象的结节诊断为良性结节;恶性征象不确切者诊断为未定性结节。统计两种分析方法所得三维体积与二维轴位最大直径测量在二位医师间的一致性;比较同一医师用二种分析方法诊断良恶性结节准确性差异。1.5 数据分析 利用 SPSS11.5 进行统计分析,统计学方法采用双变量相关分析评价测试者间一致性;配对计数资料的检验评价同一医师用两种分析方法按观察到的良、恶性影像特征得出的影像诊断结果的准确性，P0.05 认为差异有显著性意义。结 果15 例孤立肺小结节经临床或病理确诊为恶性结节 11 例：周围型肺癌 6 例
15、，转移瘤 5 例;良性结节 3 例：结核球 2 例，慢性非结核性炎性假瘤 1 例;肺动脉断面 1 例。三维体积测量在二位医师间相关系数S=1.000，二维最大直径测量在二位医师间相关系数S=0.609，P=0.016，差异有统计学意义，如表 1-2;ALA 分析所得影像特征准确性较高，2=17.344，P=0.002，Kappa=0.690，P=0.000，差异有统计学意义(表 3，图 16)。讨 论CT 检查是评价肺部结节的常规方法,特别是多排螺旋 CT 的薄层扫描、高分辨扫描、多平面重建、增强扫描、动态增强扫描等技术为影像医师提供了肺结节精确的位置、内部、边缘、增强等特征，有研究指出肺结节
16、的恶性形态特征有边缘不规则、棘状突起、短毛刺征、血管集束征、小泡征、胸膜牵拉征等，良性形态特征有边缘光滑锐利、无血管进入病灶12。另有研究指出增强前后 CT 值变化在 2060 HU 的范围内提示恶性34。通过以上技术大部分结节病灶已能作出正确诊断，但小于 2cm 的小结节病灶定性诊断仍非常困难，原因是病灶过小时即使使用目前较高档的 64 排螺旋 CT，最小层厚达到 0.625mm，病灶层面内仍有部分容积效应存在，测出的 CT 值不能完全正确反映病灶内部的密度，增强扫描后的 CT 值无法正确反映病灶实际强化情况，此时病灶形态特征与结节倍增时间对病灶的诊断尤其重要。多排螺旋 CT 为影像诊断提供
17、薄层、高分辨率的二维图像，但视觉分析往往受诊断医师的经验、周围小血管断面、病灶过小边缘特征不明显等多种因素的影响，特别是肿瘤倍增时间，若复查时间较短，结节较小，靠手工测量其二维轴位最大直径或最大轴位横截面积大小作比较，因无法准确辨断结节的边缘，且两次手工测量的位置无法准确重复，造成无法准确辨断结节倍增时间。ALA 提供的智能三维体积测量比二维测量方法更具准确性5。本研究中进行了一致性检验，也发现三维体积重建较二维最大直径测量在两医师间的一致性高，为病灶倍增时间的准确测定提供了可靠性。三维高级肺分析软件在诊断单发肺小结节病灶的价值：ALA 软件提供的 3D 成像可较准确地显示病灶边缘形态特征,如
18、分叶征、棘状突起、毛刺征、分叶征、及病灶与血管的关系等, 3D 成像避免了 2D 成像时部分容积效应的干扰，能准确显示病灶与血管间的关系，避免了将位于病灶旁的血管断面在 2D 成像上误为毛刺征或误为血管进入病灶内而将病灶诊断为恶性结节。本组病例有 1 例在 2D 成像将病灶旁小血管断面误为毛刺征，1 例经过病灶旁的血管误为进入病灶的血管。3D 成像可用于评估邻近胸膜的恶性 SPN 向胸膜浸润造成的胸膜凹陷征6,其灵敏度和特异度均较常规 CT 高。有学者认为部分小的 SPN 在 CT 平扫难以观察其二维形态特点,特别是 5mm 以下的小病灶很难与肺血管断面鉴别，本组病例中也有 1 例为小血管断面
19、但在 2D 成像均诊断为 SPN，但在 3D 成像上能清楚立体显示该结节为一小血管的断面。3D 重建图像立体感、直观性强，可从不同角度、不同轴位观察，既能显示扫描区域结节形态，亦能反映结节与邻近器官的关系及结节与胸膜、膈肌的关系，为临床医师诊断 SPN 的性质提供了较准确的形态特征。利用 ALA 软件能提高单发肺小结节的诊断准确率，本组实验发现用 ALA 软件比二维分析诊断正确率高，两者差异有统计学意义，但两者有中高度的符合率，因此在实际应用中 ALA 软件仍只能作为提高诊断准确率的一项辅助软件，而不能作为独立的分析软件应用于临床诊断中。利用三维高级肺分析软件诊断单发肺小结节病灶的缺点： AL
20、A 软件对结节体积测量的准确度与可重复性依赖于对结节与正常肺组织的有效分离。当结节与正常肺结构如血管、胸膜等紧密接触时，则无法测量或测量结果欠准确，难以比较不同时间的结节大小的变化。另外，对磨玻璃密度或混杂密度结节，ALA 不能直接测量其体积，可采用表面重建(SSD)弥补其不足，在操作中需注意对不同时间的 CT 检查,SSD 重建的阈值需保持一致，同时，受两次检查扫描参数包括重建层厚、层间隔、重建算法、DFOV、mA、KV 等是否一致也会影响结节测量的重复性78另外，3D 图像不能显示结节内部的密度,而 SPN 的内部密度是判断结节性质的关键因素之一,所以在实际工作中不能单独使用,只有与横断面
21、图像结合使用,才能保证诊断的准确性9。本实验中统计二维图像形态特征诊断方法诊断肺结节的性质时未结合肺结节的内部密度与增强前后的 CT 值变化，单纯依靠肺结节边缘特征进行诊断，若结合肺结节内部特征进行诊断，二维分析方法的诊断率应会有所提高。另外，虽然 ALA 能一定程度提高单发肺小结节的诊断率，但仍有大部分结节未定性，因此单发肺小结节的影像学诊断需作全面分析、综合各种影像学征象，进一步提高其诊断率的影像学技术方法仍有待研究。综上所述, Advantage-ALA 是一种操作简单、方便快捷的图像后处理辅助诊断软件。利用 ALA 测量结节的体积大小较 2D 方法测量结节的最大直径具有更高的一致性,能
22、为结节的大小变化提供准确的数据，同时立体显示结节的形态特征更能为临床影像诊断医师提供准确判断病灶性质的依据，有助于肺小结节的诊断，但无法测量结节内部的 CT 值与结节增强前后 CT 值的变化，因此在临床影像诊断中可作为 SPN 的有利辅助方法，不能完全单独应用。【参考文献】1. 闫钟钰.肺部单发结节的影像学诊断J，医师进修杂志，2001,24 (10):57-58.2. 李复,王淼淼,伍建林,等. 肺内常见孤立性结节鉴别诊断方法的探索-应用最大似然法J.中国 CT 和 MRI 杂志,2008; 6(2):43-46.3. Swensen SJ, Viggiano RW, Midthun DF,
23、et al. Lung nodule enhancement at CT: multi center studyJ.Radiology,2000,214(2):73.4. 臧建， 肖勇，齐天伟，等. 孤立性肺结节螺旋 CT 动态增强鉴别诊断价值J.中国 CT 和 MRI 杂志,2008;6(2)：47-48.5. 李艳玲,张晓鹏,孙海林，等.64 排 CT 肺结节三维体积测量与二维测量的比较研究.实用放射学杂志J,2008;24(6):547-847.6. MIMURA F, KUSUMTOM, ONE R, et al. Assessment by three- dimensional CT
24、 of pleural indentation or invasion by peripheral lung cancer J. Nippon Zgaku Hoshasen Gakkai Zasshi,1995, 55(5):340-342.7. 李艳玲,张晓鹏,孙海林，等.64 排 CT 肺结节三维体积测量与二维测量的比较研究J.实用放射学杂志,2008,24(6):547-847.8. 聂永康,杨立,赵绍宏，等. 高级肺分析软件在肺孤立结节诊断中的应用J.武警医学，2007;18(4)：269-272.9. 高建华,彭勇,贺洪德.螺旋 CT 的多平面和三维重建技术在胸部的应用J.实用放射学杂志,2000,16(4):245.
