邓波 孟令平 孔鹏 张洪 李长富

螺旋CT靶扫描及重建联合Fisher判别在孤立性肺结节良恶性诊断中的作用

邓波 孟令平 孔鹏 张洪 李长富

目的 探讨螺旋CT靶扫描及三维重建技术联合Fisher判别法在孤立性肺结节良恶性鉴别诊断中的价值及临床作用。方法 收集分析80例孤立性肺结节(SPN)患者的CT及临床基本资料, 按手术病理为金标准分为良性(n=22)、恶性(n=58)两组，通过多平面重组(MPR)、最小密度投影(MIP)、容积再现(VR)、曲面重建(CPR)等后处理重建技术充分显示肺结节CT形态学特征，如分叶征、支气管截断征、空泡征、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征、棘突征等，将三维数据依据病理结果分为良、恶性两组，以两组间具有统计学意义的的CT形态学特征(分叶征、支气管截断征、空泡征、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征、棘突征)为指标并行Fisher判别，得出标准判别式后，采用交叉核实法计算误判概率。结果 靶扫描三维重建技术所获得的SPN阳性征像明显比传统的二维图像多，依据SPN三维重建数据得出的Fisher 判别公式为Z=1.094X1+0.614X2-0.420X3-0.960X4-0.310X5+0.679X6+1.035X7，误判率为7.5%, 鉴别诊断的准确率达92.5% 。结论 螺旋CT靶扫描及重建联合Fisher判别在孤立性肺结节良恶性的定性诊断具有较高的临床价值。

孤立性肺结节病变;螺旋CT靶扫描技术;X线计算机；体层摄影术；Fisher判别

目前孤立性肺结节(solitary pulmonary nodule，SPN)的公认统一定义为：肺内单发、直径≤30 mm的圆形、类圆形或形态不规则，不伴肺不张、转移灶或合并肺内其它病变的肺部孤立性结节[1-2]。常见的SPN包括原发型肺癌、炎性感染、肺内转移灶、良性肿瘤等，因此SPN的早期正确诊断就显得尤为重要，直接影响患者治疗方式的选择，对临床治疗具有重要作用，本文通过联合螺旋CT靶扫描及三维重建技术与Fisher判别用于SPN的鉴别诊断，以提高其诊断准确率。

资料与方法

一、一般资料

收集2014年6月-2016年6月在我院行胸部CT检查发现的SPN经手术治疗并病理证实共计80例病例，其中恶性结节58例，良性结节22例，患者年龄25-82岁，男性48例，女性32例，平均年龄43.4岁。

二、CT检查及征象评价

经西门子SOMATOM Definition As+128层4D螺旋CT扫描仪进行常规胸部扫描(管电压120KV, 47-59mAs，准直128×0.6mm,扫描层厚5mm，层距为1.2mm。)发现肺结节后，以肺结节为中心行窄FOV薄层高分辨(HRCT)靶扫描，层厚及层间距分别为1mm ，0.8mm，FOV 常规为20cm。将扫描获得图像，传入ADW4.6后处理工作站行多平面重组(MPR)、容积再现(VR)、曲面重组(CPR)、最小密度投影(MIP)等不同技术进行重建，并由两名经验丰富的医师对重建前及重建后肺结节的胸膜凹陷征、分叶征、毛刺征、棘突征、支气管截断征、空泡征等数据进行记录、统计，将其分为传统轴位、三维重建两组，并将经三维重建后的数据按病理及随访分成良、恶性两组。

结 果

一、统计学分析

两组数据并进行单个征象的χ2检验,P<0 .05认为有统计学意义，以两组间有统计学意义的CT形态学征象作为指标行Fisher判别, 并采用交叉核实法计算误判概率。被作为判别指标(X1=分叶征、X2=支气管截断征、X3=空泡征、X4=毛刺征、X5=血管集束征、X6=胸膜凹陷征、X7=棘突征)进行Fisher判别, 所得判别公式为Z=1.094X1+0.614X2-0.420X3-0.960X4-0.310X5+0.679X6+1.035X7，判别界值Zc为0.846。将结节的各种CT 形态学征象赋值后代入公式中计算得到Z值, 当Z>0.846时判为恶性结节;Z<0.846时判为良性结节;Z=0.846时可判为任一类。统计软件为SPSS 19 .0 , 检验标准为0 .05 ，与术后病理对照，来评价其准确性。

二、CT征象分析

1 靶扫描及三维重建后图像(图1-4)7种征像的检出率明显高于传统轴位图像(表1)。三维重建后良性和恶性结节形态学征象行χ2检验均有统计学意义(见表2)。

图1 男，56 岁，左下肺微小浸润性腺癌，图1a传统轴位平扫见左下肺片状模糊密度增高影，图1b、1c靶扫描示病灶边缘见毛刺及分叶征，病灶内见空泡征(箭)。

图2 男37岁，右上肺错构瘤，传统轴位扫描示右上肺边缘清晰实行结节影，远端见一紧贴病灶血管影(箭)，图2b、2c靶扫描MPR重建示病灶边界清晰，未见明显血管集束征。

图3 男，65岁，右肺中叶浸润性腺癌，图3a传统轴位扫描示右肺中叶片状磨玻璃状密度阴影，3b、3d靶扫描MPR重建清晰显示病灶分叶征、内部空泡征、及远端血管集束征、胸膜牵拉凹陷征(箭)，图3c VR重建清晰显示病灶大小及范围。

图4 男性52岁，右上肺鳞状细胞癌，4a传统轴位扫描示右上肺小片分叶状实行结节影，图4b、4c靶扫描MPR三维重建技术清晰显示病灶分叶征、毛刺征、棘突征(箭)。

2 病理分析：80例结节中良性结节为22例，炎性假瘤9例，错构瘤6例，结核球4例,霉菌球2例，腺瘤1例，直径大小约7mm-25mm不等，平均直径约15mm。恶性结节58例, 微浸润性腺癌21例,原位癌18例,腺癌8例，腺鳞癌4例,类癌3 例，小细胞癌2例，转移瘤1例，大细胞癌1例，病灶直径大小约5mm-28mm不等，平均直径约19mm。按表1 、表2中具有统计学意义的CT征象进行Fisher判别,采用交叉核实法估计误判概率, 有6例结节良恶性判别错误，总体误判率为7.5 %, 准确率为92.5%。

图5a 图1病理(X400，HE)证实为微浸润性腺癌。图5b，图2病理(X200，HE)证实为 错构瘤。图5c，图4病理(X400，HE)证实为鳞状细胞癌。

表1 传统轴位扫描，靶扫描及三维重建形态学征象检出率比较

表2 良、恶性结节靶扫描及三维重建后CT形态学征象的检出率

讨 论

一、良、恶性肺结节不同病理基础，分叶征主要是由于恶性肿瘤细胞生长速度不一，或在生长过程中受周围结构阻挡，形态变化多样。以腺癌和鳞癌多见，良性结节较为少见，但有的炎性结节亦可见[3-4]，本文中分叶征分别出现为8、52例。支气管截断征主要是肿瘤细胞沿着支气管壁生长或者压迫邻近支气管所致支气管狭窄或截断。主要发生在中央型肺癌中，SPN中较少[5]，本文中支气管截断征分别出现2、20例。空泡征是肿瘤细胞浸润肺泡，瘤体内残存的正常肺泡组织所致，部分炎性结节亦可见[6]，本文中空泡征分别出现2、23例。毛刺征是恶性细胞浸润病灶周围的小叶间隔并引起小叶间隔水肿或小血管、小淋巴管、小支气管阻塞或扩张等所致。有的良性病灶由于增生、渗出及纤维化亦可见毛刺[7-8]。恶性结节以短毛刺多见，良性结节以长毛刺居多，本文中毛刺征分别出现7、35例。血管集束征是肿瘤组织浸润生长，牵拉邻近血管向瘤体集中所致。有文献报道指出血管集束征在良、恶性病灶中出现率分别为33%、58%[9-10]，本文中血管集束征分别出现5、34例。胸膜凹陷征是病灶浸润邻近胸膜，引起胸膜粘连、增厚所致。研究显示生长在胸膜附近的结节中，恶性结节出现此征象概率约68%，良性约35%[11]，本文中胸膜凹陷征分别出现7、53例，棘突征在恶性结节中是由于肿瘤细胞浸润血管周围的结缔组织或沿淋巴管蔓延所致。良性结节中由于干酪样组织或炎性分泌物侵入小叶间隔，导致局部支气管、血管呈炎症反应改变，该征象在恶性病变中出现率为56%，良性病变出现率为46%[12-13]，本文中棘突征分别出现9、45例，以上征象均可作为良、恶性结节鉴别征象指标。

二、靶扫描后三维图像显示征象优越性

三维重建技术对于传统轴位图像具有一定的优越性，可通过容积扫描的数据进行MPR、CPR、MIP、VR、SSD等重建处理更加全面的显示结节的特征，发现一些传统轴位图像没有的特征。MPR对于显示分叶征、毛刺征、胸膜凹陷征及棘突征明显优于传统轴位图像，本研究传统轴位图像发现分叶征18例，经MPR重建后可发现60例有该征象；80例病例中，传统轴位图像检出毛刺征10例，经MPR重建后检出42例；80例病例中，传统轴位图像检出胸膜凹陷征14例，经MPR重建后可检出60例；80例病例中，传统轴位图像检出棘突征17例，经CPR重建后可检出54例。VR与MIP对于显示肺结节征象相似，均可用于显示结节与其周围血管之间的关系，本研究发现这2种重建方法对血管集束征检出无明显差别，不同之处在于VR空间立体感强于MIP。本组80例病例中，传统轴位图像检出血管集束征5例，而经VR和MIP重建后可检出39例。由此可知VR和MIP重建后图像对肺结节的血管集束征明显优于传统轴位图像。CPR是用扫描后的原始数据，在横断面图像上沿肺结节所在的肺段支气管画l条曲线，沿该曲线做曲面图像重建，并以该曲线为中心，多角度旋转，观察该支气管与肺结节之间的关系。该方法对支气管截断征的检出率较高。本组80例病例中，传统轴位图像检出支气管截断征4例，经CPR重建后可检出22例，通过本文研究及相关文献[14-15]可知靶扫描联合三维重建技术较传统轴位扫描对肺结节分叶征、毛刺征、胸膜凹陷征、棘突征、支气管截断征、空泡征、血管集束征的清晰、准确显示具有明显的优势，可以明显提高SPN良恶性诊断的准确率,唯一不足之处在于靶扫描需要针对发现的结节做重复扫描，患者需要接受较多的辐射剂量。

三、Fisher判别原理

已知A、B 2类观察对象，分别记录其X1、X2、X3….Xm个观测指标，找出一个线性组合Z=C1X1 +C2X2 + … +CmXm，求得判别式后按公式逐例计算各自函数值Zi，并进一步计算A、B 两类的均数和总均数Zc。当各个病例的判别函数值Zi>Zc时，则判为A类；Zi

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The role of spiral CT scanning and reconstruction in the diagnosis of benign and malignant solitary pulmonary nodules by Fisher

DENGBo,MENGLing-ping,KONGPeng,ZHANHong,LIChang-fu.

DepartmentofRadiology,JinshanBranchofShanghaiSixthPeople'sHospital,Shanghai201599,China

Objective To identify the benign and malignant solitary pulmonary nodules of spiral CT scan and reconstruction technique combined with Fisher discriminant method. Methods The clinical data and CT of 80 solitary pulmonary nodules (SPN) patients were collected, and according to the surgical pathology as the gold standard they were divided into the benign group (n=22) and the malignant group (n=58). It used MPR, MIP, VR and CPR postprocessing reconstruction to reflect morphological characteristics of CT pulmonary nodules, such as lobulation, bronchial sign, vacuole sign, bur sign, vascular convergence sign, pleural indentation sign, and spinous process. Then they were divided into the benign and malignant group based on 3D data. Their morphological features were analyzed between the two groups by Fisher discriminant, and the standard discriminant after was used to calculate the probability of miscarriage of justice by cross verification method. Results Target scanning and three dimensional reconstruction technology of SPN positive signs were significantly more than the traditional two-dimensional images. The Fisher discriminant formula wasZ=1.094X1+0.614X2-0.420X3-0.960X4-0.310X5+0.679X6+1.035X7 and the misjudgment rate was 7.5%. The differential diagnosis of quasi accuracy was 92.5%. Conclusion Spiral CT scanning and reconstruction combined with Fisher discriminant has a high clinical value in the diagnosis of benign and malignant solitary pulmonary nodules.

pulmonary nodule lesions; spiral CT target scanning technology; tomography; X-ray computed; Fisher discriminant

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.05.010

201599 上海，上海市第六人民医院金山分院

2016-11-30]