文摘
为了解决这一问题的影响在诊断肺CT图像,作者提出了一个入侵粘液腺癌的诊断方法基于CT radiomic肺部的功能,和修改的方法是发现通过回顾过去的案例:在原发性肺淋巴瘤的34例,12例结节性质量类型,19例nonnodular质量类型,和混合型3例;13例涉及双边肺叶,7例肺,和4例左肺的例子。有17例肿瘤合并密度阴影,17例混合密度的影子,平均CT值约为32,15个空化迹象的情况下,腔的6例,9例血管造影术,30例空气支气管,22例支气管扩张、支气管狭窄或截肢在8例,胸腔积液12例,淋巴结肿大15例,胸膜转移2例。最后病理结果包括24例膜相关淋巴组织(麦芽)淋巴瘤,9例弥漫型大b细胞淋巴瘤(DLBCL)和t细胞淋巴瘤1例。原发性肺淋巴瘤的CT表现(PPL)是不同的,没有明显的特异性,影像学表现与病理类型相关,和空气支气管标志、支气管扩张、血管造影的迹象,和其他用于诊断PPL迹象。这是人的诊断具有重要意义。
1。介绍
肺癌已成为发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。在中国,肺癌的发病率和死亡率逐年增加,它一直走在前列,中国国家癌症中心的统计数据表明,在中国大约有800000新的肺癌患者,每年有630000人死于肺癌,其中,肺腺癌也已成为最常见的病理类型。2015年,世界卫生组织(世卫组织)综合多学科研究肺腺癌和修订了其分类标准,对肺腺癌分类为非典型腺瘤性增生(啊·原位癌),原位腺癌(AIS),最低限度腺癌,(MIA)和入侵腺癌(IAC);其中,非典型腺瘤性增生和原位癌分为蔓延前的病变。成像设备的持续改进、技术和诊断功能,广泛应用的低剂量胸部薄层CT对肺癌筛查,早期肺腺癌的检出率与毛玻璃结节(GGN)作为主要表现都得到很大的提高。毛玻璃结节指结节直径小于30毫米和增加肺CT薄层云雾状密度窗口图像,清晰或模糊的界限,和最初的血管和支气管在结节阴影仍然可以被识别。在肺腺癌的病理发展蔓延前的病变侵袭性肺腺癌,CT图像都可以表现为毛玻璃密度结节,缺乏特异性。据相关统计,患者的5年无病生存率蔓延前的楔形切除术后病变为100%。微创肺腺癌患者,精确切除的肺段或子分段手术后5年生存率,近100%。 However, patients with invasive lung adenocarcinoma need to be treated with relatively invasive lobectomy and lymph node dissection, and the 5-year survival rate after surgery does not exceed 9. Therefore, the infiltration of ground glass nodules has a crucial impact on the choice of surgical approach. The traditional CT morphological features of ground-glass nodules have always played a pivotal role in clinical diagnosis, including the size, mean cT value, shape, lobulation sign, burr sign, vacuole sign, air bronchus sign, vascular bundle sign, and pleural depression sign; however, the diagnostic value of cT signs mainly depends on the experience of the diagnostic imaging doctor; so, there is a lot of subjectivity. The features of early-stage lung cancer are often atypical, which makes the differential diagnosis of lung adenocarcinoma subtypes more difficult. Due to the heterogeneity of the tumor or the limitations of the needle biopsy, the traditional preoperative lung biopsy, it often cannot accurately reflect the overall invasiveness of the lesion. And needle biopsy is an invasive examination, which not only brings pain to the patient but also may cause complications such as bleeding and pneumothorax, and there are certain operational risks. Therefore, if the infiltration degree of ground-glass nodule-type lung adenocarcinoma can be accurately and noninvasively identified before surgery, it will have extremely important guiding significance for the precise selection of clinical surgical methods and the individualized formulation of treatment plans.
2。文献综述
Arai等人说,肺癌是目前恶性肿瘤发病率和死亡率在世界上最高的(1]。刘等人说,美国癌症协会预测,将有大约230000新病例于2018年在美国,和肺癌的死亡人数也将高达154000,排名第一的恶性肿瘤的发病率和死亡率2]。Babiy等人说,2017年中国的最新数据显示,肺癌病例的数量是730000,死亡的人数是590000年,这两个数据也位居榜首(3]。蔡等人说,肺癌的已知的危险因素包括吸烟和空气污染,和肺癌的发病率逐年增加,全球烟草滥用的增加和环境污染(4]。百仕通和El-Aini表示,手术切除是首选的治疗肺癌的早期阶段,它主要是治疗结合手术,放疗和化疗5]。王等人说,近年来,肺癌病理类型的统计数据显示,肺腺癌已经取代了肺鳞状细胞癌发病率最高的类型,因此(受到了人们的广泛关注6]。元等人说的三个权威组织国际肺癌研究协会/美国胸科学会/欧洲呼吸协会共同发布了新版本的2011年肺腺癌的病理分类,取消原“bronchioalveolar癌(bank of america)”声明,提出新概念,如“原位腺癌(AIS”和“微创癌(MIA”),和精制肺腺癌的诊断类型(7]。谢诺伊等人指出,肺腺癌没有特定的症状在发病早期,很容易被忽视。当咯血、胸痛、和其他相关症状出现,这意味着疾病课程已进入高级阶段(8]。秋等人说,患者的五年生存率IA期肺腺癌可以达到90070,与舞台IB是73070。大多数的早期患者病理类型有一个预后良好,但仍有超过20%的患者预后不良事件,如局部复发和远处转移(9]。中级和高级肺腺癌患者的预后通常是可怜的。早期肺腺癌的CT可以表现为毛玻璃密度结节(GGNs),可以提炼成纯粹的毛玻璃结节(GGNs)固体组件的存在与否(pGGN)和混合磨砂玻璃结节(mGGN)。肺腺癌的发展过程可以被看作是一个持续的过程的非典型腺瘤样增生(AAH)入侵腺癌(IAC),和pGGN变成mGGN倾向。上成像,人们普遍认为,存在固体组件GGN渗透的程度有关,但许多术后病理结果证实pGGN出现在CT,但病理结果渗透性的病变。目前,临床的趋势是进行长期随访或限制preinfiltrating肺切除病变,为了保持更健康的肺部组织。Perre等人说,尽可能保留健康的肺组织可以帮助患者术后肺功能的恢复,特别是在老年人或极度贫穷患者心肺功能,并具有重要意义,提高术后生活质量(10]。侵入性的病变,切除和淋巴结肿大解剖应该选择更仔细,以避免术后复发和转移的风险。,有证据表明,入侵腺癌手术后复发的风险高于非侵害的腺癌。如果可以确定是否存在渗透pGGN的CT检查,它可以避免带来的心理负担和经济压力长期随访观察在某种程度上,也可以指导临床实践入侵及时手术切除的病变,以避免延迟造成的预后疾病;肺癌的诊断和治疗过程中,CT具有不可替代的地位,无论从疾病的检测或检查治疗期间。目前,HRCT更适合肺GGN扫描,其优点是HRCT使用薄层骨扫描算法,可以更清楚地显示肺的精细结构,和HRCT是可用的 或 矩阵与空间分辨率在0.12 - -0.35毫米的范围。它有明确的优势显示病灶的边缘,内部结构,与小血管的关系和细支气管。同时,与传统的胸部CT检查相比,它更准确区分结节的性质,特别是在区分结节的渗透程度。然而,医生很难用肉眼评估CT图像获取的信息中包含的像素。在这样一个背景下,radiomics的出现将改变这种状况。Radiomics收集医学图像信息,提取高通量数据,并进行深入挖掘的量化数据获取定量信息。在提倡精密医学的时代,传统医学成像是非常主观的,提供有限的定量信息。Radiomics量化图像数据,提取的结节特征信息远远超过迹象通过肉眼观察和可重复性高,和一些肿瘤表型预测能力的获得信息,这是符合精密医学的概念。radiomic分析的关键问题之一是选择一个可靠的和可再生的图像评价方法,它需要准确界定病灶的边缘。有一个很好的自然对比肺结节和肺字段,可以确保准确分割的病变,使他们理想的研究对象。 Combining radiomics with pGGN is a noninvasive preoperative prediction of the degree of nodule invasion by automatically acquiring quantitative features of pGGN on HRCT images. At present, preoperative judgment of pGGN infiltration degree by noninvasive methods is a hot spot in foreign research. Conventional imaging diagnostic methods and radiomic methods, respectively, determine the degree of infiltration of pGGN and the excellent degree of diagnostic methods, in order to better assist clinical selection of reasonable treatment plans. By comparing the excellence of the two diagnostic methods at the same time, the authors hope to better assist the clinical selection of a reasonable treatment plan, as shown in Figure1。
3所示。方法
石蜡包埋标本获得手术后在所有情况下都与0.4厘米厚的组织部分,包括最大的剖切面肿瘤,组织部分被苏木精和伊红染色。所有部分研究了2病理学教授。当有争议,肺部病理学的资历是作为标准。所有病例诊断和分类根据世界卫生组织的分类肺腺癌,病理诊断的类型包括以下:米娅和IAC。包含IHC染色进行ki - 67蛋白抗体(圣克鲁斯生物技术、圣克鲁斯、钙、美国)的稀释1:100。细胞与布朗核被认为是积极的。选择三个阳性细胞密度最高的地区。每个地区随机计数100个细胞在高放大倍数下,计算阳性细胞百分比的ki - 67指数。ki - 67指数计算,平均三个区域。分析使用SPSS 24.0统计软件SPSS Inc .)、芝加哥,美国)。 In all variables, the 用于正态分布,中位数是用于非正态的分布。米娅的临床和影像特征的差异组和IAC组比较。统计数据分析了通过卡方检验,测量数据由学生的正态分布进行了分析 - - - - - -Mann-Whitney测试和非正态的分布进行了分析测试。值< 0.05是统计学意义(11]。建立了神经网络模型与变量值< 0.05的单变量分析作为输入变量和因素,以及使用的共轭梯度优化算法。接受者操作特性曲线 ,分析了中华民国,MedCalc v19.0.2软件,曲线下的面积(AUC)计算和比较评价IAC的预测价值。在本研究进行回顾分析。pGGNs患者469名,268人失踪,201人IAC。患者的平均年龄在0米娅集团( 年)低于IAC组( 年)( )在米娅。吸烟患者的比例低于IAC组( )。性别和病变两组之间并没有统计上的不同位置(具体见表1)。在这项研究中,总共有436 pGGNs沾ki - 67,其中246为米娅组和190 IAC组(12]。米娅的ki - 67 070组(5.00,5.00 - -7.63)低于IAC的组(5.00,5.00 - -10.00;( ),如表所示1。
在CT图像的形态分析,米娅的病变组比那些更圆的IAC集团( )。米娅的病变组有更少的成像形态标志(分成小裂片的迹象,液泡,空气支气管的迹象,和维管束标志)在米娅集团和IAC组(所有 )(13,14]。在CT图像的定量分析,CT-LP和米娅的CT-W组低于IAC集团;米娅的直径、体积和质量组明显低于IAC组(所有 ),如表所示2。
在469 pGGNs, CT-LP的auc, CT-W,病变直径、体积和质量来确定IAC是0.67,0.67,0.78,0.77,和0.81,分别如表所示3。
基于CT成像特性,这些变量值< 0.05的单变量分析被用作输入变量和因素建立神经网络模型。神经网络模型的诊断性能分析区分米娅和IAC表明其AUC,准确性,敏感性,特异性和0.91,83.55%,82.09%,和85.45%,分别。CT-W,病变直径、体积和质量显示区分米娅和IAC的诊断效果。的AUC值神经网络模型明显优于后者(所有的预测结果 ),如图2。
提出了一种新的基于附着生长模式分类系统为临床病理的类型,澄清之间的异质性不同病理类型的肺腺癌,病理表现,免疫组织化学,增长率,手术计划,和预后都是相同的;因此,作者回顾性分析了469例pGGNs确认由术前病理和建立一个有效的神经网络模型利用薄片CT成像特性,诊断性能差异化米娅和IAC pGGNs是大大提高了。在这项研究中,患者的年龄在米娅集团( 年)低于IAC组( 年)( )。在一项研究中154例 ,任等人还发现,米娅的发病的年龄低于IAC ( ),这是类似于这项研究的结果(15]。这项研究还显示,吸烟者的比例在米娅组低于IAC组( ),但是没有统计学差异在性别和病变两组之间的位置。的形状和边缘pGGNs取决于不同的细胞增长率和矩阵的反应,和大多数米娅是椭圆形(86.70070)16]。在这项研究中,米娅的病变组比IAC组圆的(72.76070)(63.68070),类似于以前的结果。同时,其他成像形态学特征(分成小裂片,液泡,空气支气管符号,和维管束标志)的pGGNs研究统计两组之间的不同,和IAC组超过前面的文献结果,也大致相同。相同的顺序总是伴随着的支气管肺动脉,时维管束标志,空气支气管标志出现在pGGNs,病变可能会有更多的血液和氧气供应,这可能反映了肿瘤细胞的加速增长和渗透。病理上,空泡的标志是指阻塞性扩张的小型航空公司,多个肺泡融合腔破裂,肺组织不被肿瘤组织占领。然而,与以往的文学,两组之间没有统计学差异的胸膜拉伸迹象。由于人为因素和经验传统成像信号的认知的差异,因此,也有某种程度的不稳定性。的大小和病变的CT值pGGNs的诊断和识别具有重要意义。人们普遍认为,pGGNs越大,等级越高的恶性肿瘤。在这项研究中,直径,体积,和米娅的质量组显著低于IAC组(所有 )。使用定量CT直方图和正分析225例肺腺癌c-0 /我阶段,发现肿瘤直径和体积的IAC组高于蔓延前的病变组织。孟的分析145例GGNs还显示,肿瘤IAC组显著大于MIA组(12.84 vs 9.0 scm, )。可以看出pGGNs的大小是一个更重要的区别指标。病变的CT值更能反映肿瘤细胞生长沿肺泡隔,有一种强烈的负相关与气隙保留在肿瘤和增加CT衰减值随着渗透组件继续蔓延和发展(17,18]。在253年的研究pGGNs,蔓延前的病变的CT值低于IAC ( ),这是类似于我们的结果。在这项研究中,CT-LP和CT-W MIA组低于IAC组(-659.45 vs -606.44: -677.96和-634.19;所有 )。
4所示。实验和分析
近年来,螺旋CT的流行使得肺结节的检出率越来越高。与常规扫描相比,HRCT在显示内部有明显的优势,周围结节的特征。一些研究指出,恶性肿瘤的概率GGN显著高于固体结节,和最常见的病理类型是肺腺癌。有一个真正的组件在磨砂玻璃密度,表明病变浸润或纤维化,进展迅速。建议3 - 6个月的短时间内重新审视。病变扩大或成为合并后,应采取手术切除治疗(19]。然而,是否纯磨砂玻璃组件损伤炎性病变或肿瘤病变需要进一步观察和判断。根据肺腺癌分类的新版本在2011年,AIS的判断和米娅必须从一个完整的标本,还有一个采样针吸细胞学的位置误差,导致病理结果的差异。如果轻率地磨砂玻璃病变手术切除,术后病理结果证实是良性的,这可能会导致争议过度诊断(20.]。然而,一些学者们不断发现pGGN也入侵组件,以及推迟术前诊断可能导致长期的预后不佳。65年本研究结节都是手术切除pGGN,也有外来病变如米娅和IAC,也证实了上述的观点。作者分析了定性和定量的特点 直径在HRCT上。定性特征包括分成小裂片的迹象,毛刺,液泡,血管集束符号,和结节大小和平均CT值量化特性,蔓延前的两组之间具有统计意义和侵入性损伤( )。没有明显差异在性别、病变位置、形状、空气支气管,胸膜牵引迹象,tumor-lung接口( )。研究表明,分成小裂片标志和骨针标志是更频繁地出现在侵入性的病变,和我们的研究结果与文献报道相一致(21]。分成小裂片和骨针是结节状病灶的边缘特征。一些学者认为,骨针的比例更高迹象肺腺癌;肺腺癌的病变与一些固体组件更容易分成小裂片和针状体迹象,这与我们的研究是一致的。结果是一致的,它被认为是入侵相关肿瘤细胞进入肺的间质结构,导致不均匀的肿瘤细胞和肿瘤细胞增长率的差异22]。维管束的标志是一个独立的危险因素判断渗透组件的存在与否。肿瘤的生物学行为也证实了一边,恶性的程度呈正相关,其增殖能力,和血管内皮因子肿瘤发生的早期阶段,激增导致增加新的血管和血管重建。GGN血管的分析表明,弯曲度,增厚,和聚合的血管病变损伤的血液供应增加,更有可能出现在米娅和IAC病变,这与我们的结果是相一致的。研究发现,米娅的肺静脉的曲折程度高于蔓延前的病变,表明血管的变化在一定程度上可以区分蔓延前的和入侵pGGN。空泡的标志是指nontextured区肺结节,直径1 - 2毫米内的空泡的迹象可能是肺组织不是由肿瘤细胞病变或肺泡腔和残余的细支气管腔的结构被肿瘤侵犯,它已经在文献中报道,空泡的标志可用于区分良性和良性肺结节。恶性肿瘤的程度是重要的,有许多女性患者在这项研究中,但性别两组之间比较无统计学意义( , )。目前,女性肺腺癌的发病率逐年增加,特别是在不吸烟的女性。原因不明,但可能与二手烟和烹饪气味。在65个结节在这项研究中,双边上部叶病变41例,占总数的63%,还显示双边上部叶偏好的模式,但没有双边关系上叶倾向和pGGN被发现。的关系。在这项研究中,没有发现确切的相关病变的分布之间有或没有入侵(23]。我们把结节分成两组:圆/圆的和不规则的。圆/圆组绝大多数(84.6%)。两组之间没有差别( )。结节的形态与良性和恶性结节,但这些结论比较两组之间的良性和恶性结节,相比,这项研究是在恶性pGGN;所以,结论是不同的。恶性pGGN的形态也相比,获得的结论也支持这项研究。空气中没有统计学意义支气管在这项研究( )。相信空气支气管的外观标志在肺腺癌结节内的纤维化病变有关拉支气管,但是本研究的研究对象都是pGGN固体或subsolid。性结节,在pGGN纤维化病变的程度较低;所以,结论是不同的。胸膜延伸符号大大地受到结节的位置,和病变胸膜下区更可能有胸膜伸展的迹象。在这项研究中,没有明确的两组之间有统计学意义( )(24]。结节的大小直接反映了根瘤的生长速率。在这项研究中,结节preinfiltration组的平均大小 ,和渗透组 。之前的研究表明,AIS的直径pGGN显著低于米娅和IAC, 10毫米被选为截止值来判断入侵病变,和13.6毫米被认为是侵入性判断病灶的分界点;有不同的分组方法本文由于错误造成的物种或手工测量的分类MIA蔓延前的病变。之前的研究表明,CT值的大小是一个方法来区分不同的病理类型。肿瘤细胞的排列在侵入性损伤的变化。CT值越高,恶性程度越高。在这项研究中,分析pGGN还包括管电压之间的关系,探讨了CT值。图像扫描的范围120 - 140千伏峰值,CT值与渗透的程度,而低电压40 - 110千伏峰值没有有意义的标识。在这项研究中,高压140千伏峰值也用于扫描,这确保了CT值的可靠性分析。通过分析数据,我们得到的平均CT值蔓延前的和侵入性损伤 胡 胡,有显著差异 ,截止值为-533.50,0.704和0.763特异性和灵敏度。考虑到不同的CT值测量方法和扫描参数,结果与文献报道基本一致。HRCT发挥重要作用的高质量图像的诊断GGN,但放射科医生从医学图像获得的信息是有限的。有很多重叠成像特性之间蔓延前的病变和侵入性损伤,和很难区分形态。传统CT图像只能获得简单的定量信息,如结节大小和CT值。pGGN渗透的程度的判断主要是基于临床经验,容易漏诊和误诊。目前,没有明确的量化信息区分是否有pGGN渗透组件,它只能根据术后病理。radiomics的出现提供了一个新的方法来解决这个问题25]。Radiomic分析肺结节被广泛关注,它的优点在于提高诊断的特异性和敏感性,同时尽量减少放射科医生的工作负载(26,27]。使分析从CT图像中提取高通量信息和量化它获得形态学特征,灰度特征、纹理特征,这些特征的提取通常是由计算机自动完成。此外,通过分析图像特征和临床数据,radiomics内部组件可以提供更多的诊断信息,和肺腺癌的淋巴结转移和远处转移,观察和测量的形态、结节大小和平均CT值pGGN传统成像肉眼诊断方法是有限的。详细和三维图像是划定一层一层地形成一个三维的结构,可以更全面地获得病变的数量和形态特征。其次,一阶直方图和高阶纹理特性通过最初的DICOM图像是基于图像中不同灰度值的变化,人眼只能区分16-level灰度变化,它往往是很难理解的微妙之处;有很多遗漏,通过电脑软件来识别图像灰度更详细和准确,和渗透组件的判断更准确。然而,渗透度分析和长期预后评价的pGGN radiomics仍处于起步阶段,并没有被广泛使用。在未来,我们将把图像从更多的渠道来验证和优化这个组学模型的诊断性能(28]。
5。结论
pGGN的定性和定量特征的肺腺癌在HRCT上直径小于30毫米被传统的影像学诊断方法,分析和发现分成小裂片符号( ,毛刺信号( ),液泡符号( ,血管的迹象),集群号( ),结节大小( ),和平均CT值( )在区分蔓延前的有意义和侵入性损伤。结节的最优截止值大小和平均CT值,分别为12.7 mm和-544.50。肺腺癌的DICOM图像pGGN 被radiomic方法,分析了医学图像数据的定量特性深入挖掘获取两个组学参数的“维度”和“球形”被用来建立一组,建立了科学的模型,模型的验证是有意义的诊断pGGN渗透的程度。radiomics的定量诊断价值( )高于传统成像诊断方法( 和0.784)。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究得到了浙江省卫生一般项目(2021 ky291)。