謝玉海，李小虎，侯唯姝，顧曉艷，錢銀鋒，高續(xù)，胡東，游利東

1.安徽省太和縣人民醫(yī)院 皖南醫(yī)學(xué)院附屬太和醫(yī)院放射影像科，安徽 太和 236600；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，安徽 合肥 230032；*通信作者 李小虎 lixiaohu@ahmu.edu.cn

肺癌居我國癌癥新發(fā)病例數(shù)和死亡病例數(shù)的首位[1]，其中腺癌是最常見的組織病理類型，根據(jù)腫瘤生長階段不同分為原位癌（adenocarcinomainsitu，AIS）、微浸潤腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）和浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IAC）。AIS和MIA患者術(shù)后10年無復(fù)發(fā)率均為100%[2]，且在不影響術(shù)后5年總生存率的情況下，楔形切除術(shù)后并發(fā)癥明顯低于肺段切除和肺葉切除[3]；而IAC術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較高，常采用肺葉切除[4]，對(duì)于更高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的病理亞型需要采用術(shù)后輔助治療。因此，術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估肺癌的浸潤性有助于指導(dǎo)臨床制訂精準(zhǔn)的個(gè)體化診斷方案。AIS、MIA與IAC的CT影像征象存在一定重疊，且人為因素影響較大，鑒別困難?；谏疃葘W(xué)習(xí)人工智能（artificial intelligence，AI）的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出和良惡性判斷具有較高的診斷效能[5-7]。根據(jù)密度不同，肺結(jié)節(jié)分為磨玻璃結(jié)節(jié)和實(shí)性結(jié)節(jié)，前者又分為純磨玻璃結(jié)節(jié)（pure ground glass nodule，pGGN）和混合磨玻璃結(jié)節(jié)（mixed ground glass nodule，mGGN）。磨玻璃結(jié)節(jié)是早期肺癌的主要表現(xiàn)形式。本文擬探討基于AI定量參數(shù)對(duì)直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌浸潤程度的評(píng)估價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析太和縣人民醫(yī)院2019年3月—2022年4月經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)的80例患者90個(gè)磨玻璃密度肺結(jié)節(jié)的臨床資料，以術(shù)后病理為“金標(biāo)準(zhǔn)”，根據(jù)IAC與AIS、MIA的手術(shù)切除方式、術(shù)后復(fù)發(fā)率以及是否需要術(shù)后輔助治療的不同，本研究將IAC設(shè)為研究組，AIS及MIA設(shè)為對(duì)照組。所有患者術(shù)前均行胸部CT檢查，其中男25例，女55例，年齡23～80歲，平均（55.6±12.1）歲?；颊邫z查前均簽署CT檢查知情同意書。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2022-08）。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①CT圖像層厚1 mm；②CT檢查磨玻璃結(jié)節(jié)直徑≤2 cm；③有完整的病理資料且病理診斷為AIS、MIA和IAC。排除標(biāo)準(zhǔn)：①CT檢查前無穿刺活檢及放化療史；②有彌漫性肺疾病CT表現(xiàn)；③圖像不清晰，有呼吸移動(dòng)偽影干擾等；④術(shù)后病理診斷為不典型腺瘤樣增生的磨玻璃結(jié)節(jié)。

1.3 CT設(shè)備及掃描參數(shù) 使用飛利浦Brilliance 256i CT（30例）、飛利浦Brilliance 64 CT（45例）、飛利浦MX 16 CT（5例）進(jìn)行胸部CT掃描?；颊呷⊙雠P位，頭先進(jìn)，囑患者深吸氣后屏氣，掃描范圍從肺尖至肺底。3臺(tái)機(jī)器掃描參數(shù)：管電壓120 kV，有效毫安秒120～350 mAs，螺距0.6，層厚5 mm，薄層重建層厚為1 mm，重建間隔0.7 mm。窗寬窗位：肺窗（窗寬1 500 Hu，窗位400 Hu）、縱隔窗（窗寬400 Hu，窗位40 Hu）。

1.4 圖像分析 將胸部CT肺窗薄層圖像導(dǎo)入人工智能肺結(jié)節(jié)輔助診斷系統(tǒng)（Dr.Wise Lung Analyzer，版本號(hào)V3.2.4.20023，杭州深睿博聯(lián)科技有限公司），經(jīng)軟件自動(dòng)分析得到肺結(jié)節(jié)的定量參數(shù)，包括體積、三維長徑、最大面面積、最大CT值、最小CT值、平均CT值。磨玻璃密度為肺內(nèi)半透明密度增高影，其內(nèi)可見穿行的血管或支氣管影。含有磨玻璃密度的結(jié)節(jié)為磨玻璃結(jié)節(jié)，如果磨玻璃密度內(nèi)無實(shí)性成分為pGGN，含有實(shí)性成分為mGGN[8]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（Q1，Q3）表示，采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)表示，組間比較χ2檢驗(yàn)；對(duì)兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的定量參數(shù)進(jìn)行二元Logistic回歸分析，診斷價(jià)值采用受試者工作特征（ROC）曲線進(jìn)行分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料 90個(gè)磨玻璃密度結(jié)節(jié)中，pGGN 33個(gè)、mGGN 57個(gè)，術(shù)后病理診斷研究組48個(gè)結(jié)節(jié)，其中pGGN 9個(gè)，mGGN 39個(gè)，男15個(gè)，女33個(gè)；對(duì)照組42個(gè)結(jié)節(jié)（AIS 8個(gè)，MIA 34個(gè)），其中pGGN 24個(gè)，mGGN 18個(gè)，男12個(gè)，女30個(gè)，研究組pGGN結(jié)節(jié)占比低于驗(yàn)證組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=14.218，P＜0.001），兩組性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0.077，P=0.782）。研究組CT檢查與肺結(jié)節(jié)手術(shù)時(shí)間間隔為（7.688±7.008）d，對(duì)照組為（7.452±6.872）d，兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-0.160，P=0.873），見圖1、2。

圖1 女，60歲，IAC。CT肺窗示右肺中葉pGGN（箭，A），術(shù)后病理診斷為IAC（B）；IAC為浸潤性腺癌，pGGN為純磨玻璃結(jié)節(jié)

圖2 男，55歲，AIS。CT肺窗示左肺上葉前段pGGN（箭，A），術(shù)后病理診斷為AIS（B）； AIS為原位癌，pGGN為純磨玻璃結(jié)節(jié)

2.2 兩組AI定量參數(shù)單因素分析及二元Logistic回歸分析 兩組年齡、體積、三維長徑、最大面面積、最大CT值和平均CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），最小CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。二元Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)節(jié)三維長徑和最大CT值是直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌侵襲性的獨(dú)立影響因子，三維長徑每增加1 mm、最大CT值每增加1 Hu，為IAC的風(fēng)險(xiǎn)分別提升1.020倍和0.008倍。由三維長徑和最大CT值建立的回歸方程如下：Logist（P）=3.781+0.703X1+0.008X2，其中X1代表三維長徑，X2代表最大CT值，見表2。

表1 研究組與對(duì)照組的AI定量參數(shù)比較

表2 二元Logistic回歸分析結(jié)果

2.3 兩組AI定量參數(shù)ROC曲線分析 AI定量參數(shù)判斷直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌的診斷效能從低到高依次為平均CT值（AUC=0.707）、最大CT值（AUC=0.829）、最大面面積（AUC=0.841）、體積（AUC=0.851）、三維長徑（AUC=0.860），最大CT值結(jié)合三維長徑的聯(lián)合指標(biāo)可提高其診斷效能（AUC=0.901），見圖3。根據(jù)約登指數(shù)，當(dāng)聯(lián)合指標(biāo)取最佳閾值2.432時(shí)，其預(yù)測直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌為IAC的敏感度和特異度分別為93.75%和71.43%，見表3。

表3 兩組AI定量參數(shù)的ROC曲線分析

圖3 預(yù)測直徑≤2 cm磨玻璃結(jié)節(jié)為IAC的CT定量參數(shù)ROC曲線

3 討論

AI是一種基于深度學(xué)習(xí)的輔助診斷系統(tǒng)，其量化參數(shù)比人工測量更精準(zhǔn)，且重復(fù)性高，既往利用AI定量參數(shù)對(duì)早期肺癌浸潤程度的研究多是對(duì)直徑≤3 cm的磨玻璃結(jié)節(jié)[9-10]，而本研究基于AI定量參數(shù)對(duì)直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌的浸潤程度進(jìn)行評(píng)估。

3.1 CT值預(yù)測直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌浸潤的價(jià)值 CT值可以反映肺結(jié)節(jié)的病理類型和侵襲性，pGGN病理類型主要為AIS和MIA，而異質(zhì)性GGN和mGGN病理類型主要為IAC[11]。本研究結(jié)果表明，兩組平均CT值和最大CT值有顯著差異，最小CT值無顯著差異，與既往研究結(jié)果一致[12-13]。本研究最大CT值診斷IAC的AUC為0.829，高于平均CT值的0.707，通過二元Logistic回歸分析得出最大CT值是預(yù)測肺腺癌侵襲性的獨(dú)立影響因子，與Ichinose等[14]的結(jié)論相符，但與周小君等[15]的研究結(jié)果不符，后者認(rèn)為平均CT值是預(yù)測侵襲性的獨(dú)立影響因子，其原因可能與納入結(jié)節(jié)的大小和不同磨玻璃密度結(jié)節(jié)的占比有關(guān)。實(shí)性成分含量的變化是診斷AIS到微浸潤癌、再到IAC漸變過程的病理基礎(chǔ)，其在胸部CT圖像上表現(xiàn)為密度的改變。因此，本研究認(rèn)為最大CT值較平均CT值能更準(zhǔn)確地反映結(jié)節(jié)內(nèi)實(shí)性成分含量的變化，對(duì)預(yù)測肺腺癌侵襲性的價(jià)值更高。

3.2 肺結(jié)節(jié)大小指標(biāo)預(yù)測直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌浸潤的價(jià)值 本研究結(jié)果顯示，三維長徑是預(yù)測IAC的獨(dú)立影響因子，診斷IAC時(shí)具有較高的AUC，與張正華等[16]的研究結(jié)果一致，表明肺結(jié)節(jié)的大小與肺癌的發(fā)生密切相關(guān)，直徑越大，惡性概率越高[17-18]，侵襲性越強(qiáng)[19]。但虞梁等[20]及韓麗珠等[21]采用人工測量結(jié)節(jié)最大橫截面長徑鑒別IAC與MIA的診斷效能均低于本研究，代平等[22]認(rèn)為最大橫截面長徑與磨玻璃結(jié)節(jié)侵襲性無關(guān)。上述研究結(jié)果的差異與腫瘤的異質(zhì)性有關(guān)，由于腫瘤朝各個(gè)方向生長速度不同以及瘤周血管支氣管等對(duì)腫瘤的阻礙導(dǎo)致腫瘤存在空間上的異質(zhì)性，與最大橫截面長徑相比，三維長徑更能體現(xiàn)結(jié)節(jié)空間的異質(zhì)性，對(duì)早期磨玻璃結(jié)節(jié)肺腺癌浸潤性的預(yù)測價(jià)值更高。此外，本研究發(fā)現(xiàn)兩組肺結(jié)節(jié)的體積和最大面積有顯著差異，且預(yù)測肺腺癌侵襲性的診斷效能較高，表明上述指標(biāo)與磨玻璃結(jié)節(jié)的侵襲性有關(guān)[23]，該結(jié)果與周小君等[15]和鄭旻等[24]的結(jié)果一致。

3.3 聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌浸潤的價(jià)值 本研究通過二元Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)的三維長徑和最大CT值為預(yù)測直徑≤2 cm早期肺腺癌侵襲性的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。ROC曲線分析顯示結(jié)節(jié)的三維長徑和最大CT值聯(lián)合預(yù)測IAC的AUC、敏感度和特異度分別為0.901、93.75%和71.43%，其預(yù)測效能優(yōu)于任何單一定量參數(shù)。

3.4 本研究的局限性 ①為回顧性分析，且納入的磨玻璃結(jié)節(jié)包含pGGN和mGGN；②納入標(biāo)準(zhǔn)為在CT最大橫截面圖像上測量結(jié)節(jié)直徑≤2 cm，導(dǎo)致樣本量較小。有待進(jìn)一步行前瞻性、多中心、大樣本量研究。

總之，AI定量參數(shù)對(duì)直徑≤2 cm磨玻璃密度肺腺癌侵襲性具有較高診斷效能，尤其是三維長徑和最大CT值的聯(lián)合模型診斷效能最高，為臨床開展精準(zhǔn)醫(yī)療提供一定參考價(jià)值。