巴文娟，许迪，尹柯，沈晶，汤敏，刘金沙，谢梅，伍建林

近年来，CT上表现为纯磨玻璃结节(pureground-glass nodules，pGGN)的早期肺腺癌的检出率逐年升高，并成为研究热点[1]。据文献报道，在行肺部CT体检的人群中pGGN的检出率占所有检出结节的6%～12%[2]。部分持续存在超过3个月的pGGN与癌前病变及早期浸润性腺癌有关[3]。有研究证实HRCT上pGGN的形态学特征与其组织病理学表现具有良好的相关性[4-6]。但对pGGN的HRCT形态学特征进行定量研究的文献报道甚少。圆度(roundness)是一种可对肺部结节或肿块的形态学及边缘特征进行量化分析的物理指标，已有文献报道肿瘤圆度对乳腺良、恶性肿瘤的鉴别具有重要的预测价值[7-8]，但尚未见利用圆度测量来评估肺结节浸润程度的研究报道。本回顾性研究通过定量检测pGGN的圆度值，比较其在浸润前病变与浸润性病变组间的差异并分析其诊断效能，旨在为pGGN浸润性的预测及鉴别诊断提供新的思路和应用依据。

材料与方法

1.基本临床资料

回顾性分析本院2016年3月-2018年6月经手术和/或穿刺病理证实的111例肺腺癌患者(共116个pGGN，5例患者有2个pGGN)的临床和影像学资料。其中，女78例，男33例，年龄24～76岁，平均(54.8±10.3)岁。

纳入标准：①术前行胸部HRCT扫描或薄层重建(层厚1.0 mm)；②pGGN最大直径≤3 cm；③在HRCT肺窗(窗宽：1200 HU，窗位：-600 HU)图像上，pGGN内无任何实性成分(不包括血管和支气管)；④pGGN边界清晰；⑤经手术切除或穿刺活检获得明确病理诊断，均为肺腺癌或癌前病变。根据2011年国际多学科分类标准[9]，pGGN的组织病理学类型包括非典型腺瘤样增生(atypical adenomatous hyperplasia,AAH)、原位腺癌(adenocarcinoma in situ,AIS)、微浸润性腺癌(minimally invasive carcinoma,MIA)和浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma,IA)，将AAH和AIS归为浸润前病变组，MIA和IA归为浸润性病变组。

2.检查方法

使用Siemens Somatom Definition 双源CT和Somatom Definition AS 64层CT扫描仪。患者均在吸气末屏气后进行扫描，扫描范围自肺尖至肺底。扫描参数：自动管电流调节技术，100～200 mA，100～120 kV，层厚5.0 mm，矩阵512×512。全部患者CT扫描结束后以1.0 mm层厚进行薄层重建用于图像分析和数据测量。

3.图像分析

由两位分别具有3年和5年影像诊断经验的放射科医师在未知病理结果的前提下，采用单盲法进行阅片分析、图像重组和数据测量，在HRCT肺窗图像上测量pGGN的圆度值、长-短径比值和分叶深度，每个指标取两位测量者的平均值作为最终结果。在横轴面或矢状面肺窗图像上选取pGGN最大层面，测量其最大径，并将此层面的图像采用Photoshop CS6软件进行处理，通过手动勾勒pGGN的完整边界，软件自动计算出面积(A)、周长(C)及圆度值(图1～2)。在Photoshop CS6中，圆度值的计算公式为4π×A/C2，取值范围为1%～100%，数值越接近100%表示结节越接近于圆形。同时在该层面测量并计算pGGN的长-短径比值和分叶深度(弧弦距/弧长)[10]。

4.统计学方法

使用SPSS 20.0软件进行统计学分析。对符合正态分布的计量资料，以均数±标准差的形式来描述，组间比较采用两独立样本t检验；对不符合正态分布的计量资料，以M(P25，P75)描述，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。绘制ROC曲线评估HRCT上各形态学参数对pGGN浸润性的预测能力。采用组内相关系数(ICC)对两位医师测量的肺结节圆度值的一致性进行分析。使用Pearson或Spearman相关分析计算肺结节pGGN圆度值与长-短径比值、分叶深度之间的相关性。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.一般资料

111例患者共发现116个pGGN，其中106例(95.50%)为单发，5例(4.50%)为双发。浸润前病变组63个(占54.31%)，其中AAH 8个、AIS 55个；浸润性病变组53个(占45.69%)，其中MIA 13个、IA 40个。

2.圆度测量值的一致性分析

医师A、B测量的pGGN圆度值分别为74.6%±8.5%和74.7%±8.4%，两者的平均值为74.7%±8.3%。经ICC检验，两位医师测量的pGGN圆度值具有高度一致性(ICC=0.947)。

3.两组pGGN形态学参数值的比较

两组的各项HRCT形态学参数测量值的比较见表1。与浸润前病变组比较，浸润性病变组的圆度值更小、而长-短径比值和分叶深度更大(图1、2)，组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。

表1 两组pGGN的HRCT形态学定量参数的比较

ROC曲线评估pGGN圆度值、长-短径比值及分叶深度预测pGGN浸润性的诊断效能及最佳截断值见表2。在pGGN的3个HRCT形态学参数中，以圆度值的AUC最大(图3)，对评估pGGN浸润程度的效能最佳。

表2 HRCT形态学定量参数的ROC曲线分析结果

3.相关性分析

pGGN的圆度值与长-短径比和分叶深度的相关性分析散点图见图4。pGGN的圆度值与长-短径比值呈中度负相关(r=-0.498,95%CI:-0.321～-0.646;P<0.01)，与分叶深度之间亦呈中度负相关(r=-0.672,95%CI:-0.557～-0.766;P<0.01)。

讨 论

物理学的圆度是指某工件的横截面接近理论圆的程度。本研究中，圆度是指肺结节或肿块的面积与其周长之间的关系，定义为面积与周长之比，计算公式为4π×面积/周长2[11-12]，取值范围为1%～100%。结节的圆度值越接近100%，代表其形态越规则、越接近为圆形；而圆度值越接近1%，代表结节越不规则。无论是肺结节还是其它部位的肿块，这项参数均能定量分析和反映其形态学信息，从而可间接反映病灶的生长方式和生物学行为。本研究结果显示，浸润前病变组中pGGN的圆度值明显大于浸润性病变组，组间差异具有统计学意义(P<0.05)。表明浸润前状态的pGGN在形态上多较规则，更加接近圆形或类圆形(图1)，而浸润性病变(浸润性肺腺癌)的pGGN在形态上更多呈不规则形，上述结果与临床实际情况相符合，与既往文献报道的结果也基本一致[4,13]。笔者认为，导致上述表现的病理机制可能为浸润前病变中肿瘤细胞多沿肺泡壁伏壁生长，向四周蔓延的速度与程度较均衡，故大体形态上多呈圆形或类圆形；而浸润性病变中肺腺癌细胞生长快速且浸润破坏周围的肺组织结构，向四周蔓延和生长的速度不同，再加之受到肺结构的阻挡和病灶内纤维化牵拉等因素的影响，从而导致病灶的形态多数呈不规则形、边缘的深分叶征更为多见(图2)。已有学者利用肿瘤圆度在乳腺良恶性肿瘤鉴别诊断中进行了研究，并得出乳腺良性肿瘤的圆度值较乳腺癌更大、形态学上更倾向于圆形等结论[7,8,14]，但有关肺结节圆度在评估和判断pGGN浸润程度方面的价值尚鲜有文献报道，且所用方法与本研究中不同[15]。

本研究中还同时检测了pGGN另外两个反映形态学的指标，结果显示：长-短径比值及分叶深度在两组病变间的差异均具有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示长-短径比值和分叶深度在预测pGGN浸润性中的AUC值分别为0.635和0.753，均低于圆度的AUC(0.902)。本组结果显示，浸润性pGGN的长-短径比值和分叶深度均大于浸润前病变，提示这2个指标也具有一定的鉴别诊断价值[16-18]，但pGGN圆度值更加有助于pGGN浸润性的评估和判断，也更能代表和反映pGGN的生长规律与生物学行为。理论上来说，pGGN圆度值与其长-短径比值及分叶深度可能存在某些内在联系。通过本研究发现，pGGN圆度值与其长-短径比值及分叶深度均呈中度负相关，也就是说pGGN的长-短径比值越大、分叶程度越深，则其圆度值越小，形态上越不规则，该结果表明肺结节圆度与深分叶征一样在体现pGGN形状及边缘特征的同时也能够反映其生物学行为与良、恶性质。综上所述，肺结节圆度值将有望成为临床工作中对pGGN良恶性进行鉴别诊断和评估患者预后的重要生物学指标。

关于肺结节圆度的测量，本研究基于HRCT图像并与图像处理软件Photoshop相结合，该软件在自动勾画ROI的同时可允许手工方法进行进一步的修饰完善，以保证对较小或者不规则形pGGN 的轮廓能进行精确勾画。将HRCT上pGGN的形态学特征转化为圆度值进行定量分析，可有效减少阅片者主观判断带来的影响和误差。当然，由于肺结节圆度的计算取决于特定HRCT图像层面的选择和分析，故仅分析单一层面上pGGN的形态学表现可能有一定局限性，故笔者在勾画ROI时以横轴面图像为主并结合了矢状面图像，尽量避免出现较大误差。此外，本研究中还对两位测量者的肺结节圆度测量值进行了一致性统计学分析，ICC值=0.947，表明两者的一致性很高，测量结果稳定可信。

本研究存在以下不足：首先，本研究为回顾性研究，样本量较小，且AAH和MIA的样本量较其它病理亚型更少，可能存在选择偏倚；此外，本研究中选择横轴面或矢状面图像上pGGN最大径层面来进行形态学参数的测量，二维图像上对结节轮廓的勾画，与结节的三维形态学信息上存在一定的偏差。再次，本研究还是借助了手动勾画法对ROI进行调整和修改，难以避免受到主观因素的影响。上述不足将在今后的系统性研究中不断改进完善。

综上所述，圆度值是反映pGGN形态学及边缘特征的量化指标，其测量结果具有稳定性与可重复性，相对于肺结节长-短径比值和分叶深度这2个参数，肺结节圆度对pGGN浸润性的预测具有更高的准确性，或许可作为预测pGGN浸润性的有价值的临床指标。