肺部孤立结节CT研究进展

    肺部孤立性结节（SPN）定义为肺内单发的直径2～30 mm的圆形或卵圆形的肺实质性病灶，同时不合并淋巴结肿大、肺不张和肺炎。对于肺部孤立性结节的处理主要在于尽早切除恶性肿瘤和尽可能少的对良性病变实施手术。因此，发现SPN及鉴别其良恶性是影像学的主要任务。全世界每年通过筛查检出SPN约15万例。在检出的SPN中，恶性肿瘤占10%～70%，良性病灶中80%为炎性肉芽肿，10%为错构瘤。早期肺癌手术切除后的5年生存率可达90%以上，而中晚期的5年生存率低于5%［1］。

    1  螺旋CT技术进展

    多层螺旋CT（multi-slice CT，MSCT）继1999年的4层采集、2000年的8层采集设备问世之后，2001年GE、PHILIPS、SIMENS和TOSHIBA四家公司均推出了16层采集的螺旋CT，目前国内已有多家医疗机构应用于临床，32层及64层CT也已投入使用。CT的进一步发展提出并体现了“CT绿色革命”的概念，即在所有的技术改良中，要突出实现更低的X线剂量、更快地采集与重组速度、更便捷和多样的重组处理、更短的患者等候时间及更好的患者舒适度。

    MSCT是影像学检查技术的新突破，它采用多排探测器阵列同时进行多个层面的数据采集，大大减少了容积扫描的时间，图像分辨率和清晰度明显提高，图像质量显著改善，得到高质量的各向同性后处理重建图像［2］。与之相匹配的图像后处理工作站可对原始图像进行容积成像（volume rendering，VR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、表面遮盖法（shaded surface display，SSD）、仿真内镜技术（CT virtual endoscopy，CTVE）、CT灌注成像等技术，对病变进行立体、三维的观察和血流动力学研究。

    2  SPN的检出

    以往SPN主要依赖于胸部常规X线摄片和透视，CT的主要作用在于确定结节的良恶性。近年来，随着CT技术的改进和提高，低剂量螺旋CT在胸部的应用日益受到人们的重视，即在减少受检者射线照射的前提下提高肺癌结节的检出率［3］。有研究指出，低剂量螺旋CT发现的病灶数是普通X线片8倍。胸部平片正位观察时，将有20%～25%的肺野被遮盖，侧位观察时，会有15%～20%的肺野被遮盖。还有学者发现，低剂量CT发现的亚临床小肺癌，76%在X线片上无法显示。所以，许多学者认为肺癌筛查的工具应当选择CT而不是X线片。对于低剂量的技术参数国内外专家学者做了大量的研究工作，多数学者主张使用20～40 mA的管电流，可使射线剂量降低75％～90%，而CT图像的质量不影响诊断。在美国和一些发达国家，低剂量螺旋CT的肺癌普查已被医疗保险机构认可，从早期发现和防止漏诊的总体效果看，更加符合卫生经济学的原则。国内在2002年后低剂量的问题开始引起人们的重视［4～9］。采用50 mA管电流低剂量 CT可发现5 mm的小结节［10］。这表明低剂量CT可发现类似大小的无症状的癌性结节。

    3  SPN的定性

    3.1  形态学研究  由于CT的应用，更多无症状的SPN被发现，影像学上SPN的良恶性鉴别诊断对患者的治疗、预后有重要的意义［11］。SPN定性的研究主要包括形态学方面和血流动力学的研究。形态学的研究由于螺旋CT应用的普及，影像的质量有了明显的提高［12］。近来，国内外学者采用先进的CT工作站后处理技术，在横断面CT原始图像的基础上，进行多平面二维和三维技术重建，获得SPN的三维影像学信息，更容易发现SPN的空泡征、支气管充气征［13］、分叶、毛刺、棘突［14］及胸膜凹陷征［15，16］等恶性征象，诊断的准确性明显高于单纯的横断面图像［17］。较早的肺癌有更多的不规则形态表现，横断面往往难以显示全貌，许多有价值的征象无法清晰显示，容积显示可更加全面显示结节形态［18］。近来刘大亮等［19］对结节的分叶征进行了进一步的CT研究，并根据其形态学表现分为4型，指出结节边缘分叶，有血管相连并形成血管切迹的Ⅳ型对肺癌的诊断有较高的特异性（97.6％）和敏感性（60.7％）。近期肺癌的影像学研究主要放在使用免疫组织化学技术研究各种组化因子与形态学的相关性，以此来推测肿瘤的侵袭、转移及预后［20～21］。

    CT扫描速度和分辨力的提高，许多学者越来越多地关注表现为磨玻璃样（ground-glass opacity，GGO）改变的更早期的肺癌。GGO表现为肺密度轻度增加，但支气管血管束仍可显示的区域。在一项肺癌普查发现的非钙化结节中，19%为GGO，其中单纯GGO结节中18%为肺癌，复杂GGO（即其中有小结节状密实区）中63%为肺癌，而实性结节中仅7%被证实为肺癌。Nakata等在43例GGO中发现了34例肺癌，9例腺瘤样增生［22］。表现为GGO的结节病理改变为肿瘤细胞沿肺泡壁生长，无肺泡壁塌陷，肿瘤内弹性纤维轻度增生，网状结构较完整，肿瘤的恶性程度较实变结节低［23］。由于表现为GGO的肺癌都是早期病变，其倍增时间也相对较长，手术切除后100%的存活5年以上，所以，正确判断发现的GGO对挽救患者的生命至关重要。    多层螺旋CT的应用，使图像的信息量明显增加，为提高工作效率和减少漏诊，研发机构开始着手于肺部结节计算机辅助诊断(computer-aided diagnosis，CAD)的开发和应用［24，25］。

    3.2  SPN的CT增强及灌注研究  许多学者做了CT增强和其相关的病理对照研究。造影剂在肺癌结节的分布与正常肺组织截然不同。造影剂流入肺癌组织内主要通过支气管动脉，最初人们认为肺癌的血供主要来源于支气管动脉，后来的研究认为肺癌的血供大部分来自于支气管动脉，少部分来自于肺动脉，肺癌时肺动脉血流量减少至正常的0～50%。支气管动脉的直径及数量增加使血流量增加20%～30%，以弥补肺动脉血流的减少。同时，由于血管的扩张和迂曲也是血管受阻的一个因素。支气管肺癌的微血管结构有一定的特征性，交织的毛细血管床内往往有血管的曲张、扩张及窦状改变，形成血湖。一般最为丰富的血管大都位于肿瘤的周边。造影剂的流出在正常肺组织是经肺静脉，肺癌时研究发现肺间质的间隙都比较大，许多间隙都相互分离，淋巴管的回流在肿瘤组织很少见到。血液的流出受阻，由于进入病变的血流受阻及间质内间隙的特点，即缓慢的血流速度和较大的微循环体积，导致造影剂的重新留滞。

    对良性病变的血液循环研究较少。在良性肿瘤和非活动性肉芽肿中，造影剂的滞留可能与正常组织的血流相同，由于良性病变生长缓慢，有包膜包绕，与其原发组织很相似。

    急性炎症时，包括肺炎和肺结核，肺动脉内弥漫性血栓形成，肺动脉血供障碍，支气管动脉扩张，侧支循环建立，血流量较正常高34%，淋巴管扩张，炎性病变内的造影剂能较迅速扩散并通过淋巴管、肺静脉、支气管静脉流出，炎症病变内造影剂的滞留与正常肺组织也大致相同。

    肿瘤血管生成与肿瘤的生长、转移和预后密切相关［26］。有学者通过免疫组织化学技术检测肿瘤组织内的微血管密度（microvessel density，MVD）或血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）与CT强化的对照研究，证明肺癌强化的病理基础由肿瘤新生血管的类型和数量决定。Yamashita等将肿瘤组织内的血管按直径大（>0.1 mm）、小（0.02～0.1 mm）分为2组，认为肺癌的强化程度与小血管的相关性大于大血管（r=0.77及r=0.59），这种小血管除毛细血管外主要还包括毛细血管前结构即微血管。瘤内微血管的分布以肿瘤的外周浸润前沿及间质中较为密集，而肿瘤实质区及坏死区血管稀疏。直径>3 cm肿瘤其微血管的分布多不均匀，肿瘤易坏死囊变，CT扫描多呈不均匀强化，微血管分布不均匀，可见肿瘤的近边缘区、间质区及坏死灶周围的微血管分布较多，以鳞癌多见。肿瘤<3 cm时，多数肿瘤呈均匀强化，病理切片见癌巢分布较均匀，无明显坏死及出血，其间质内的微血管丰富，互相连接成网状。滑炎卿等［27］发现，部分周围型肺癌螺旋CT增强扫描动脉期图像上，可见到病灶内或周边纠集的异常血管影，即所谓的肿瘤血管成像（tumor angioimaging），免疫组化切片显示为肿瘤内丰富的新生血管，多为动脉。肿瘤血管成像主要见于腺癌，其次为肺泡细胞癌。一般认为均匀强化大多见于腺癌，均匀强化的腺癌，癌巢分布较均匀，其间的纤维间隔相互连接成网状，内可见丰富的小血管结构，瘤实质无明显坏死或坏死灶极小。不均匀强化有两种情况，一种是增强后结节内可见斑片状低密度区，主要见于鳞癌，病理切片显示，肿瘤血管大小分布极不均匀，其间有不规则灶性或片状坏死，坏死区缺少血管，CT增强扫描不强化。另一种不均匀强化是增强后结节内可见点、条状更高密度影，见于部分腺癌、部分强化比较明显的结核瘤和部分炎性结节。病理对照显示，在与此点、条状高密度影相对应部位的瘤组织内有较粗大迂曲的小血管结构，相对应的结核瘤和炎性结节内为上皮丰富的上皮肉芽组织［28］。

    1995年Swensen等采用CT动态增强对111例恶性SPN的强化特征进行研究，认为恶性SPN的强化明显高于良性SPN，其强化程度高于20 HU，并将20 HU作为恶性结节强化程度的下限。显示CT增强动态扫描对恶性结节的诊断有较高的敏感性和特异性［29］。但随着病例资料的增多，显示多数炎性结节的强化明显高于恶性结节，二者出现较多的重叠，储成凤等的一组病例中恶性结节中有5例，其CT净增值与良性结节有重叠。3例CT净增值<20 HU，2例>60 HU［30］。丁庆国等［31］的一组49例SPN的CT增强研究发现，恶性结节强化峰值的范围为23.9～106.8 HU，炎性结节为35.5～75.7 HU，二者间强化的程度无明显差异。但有学者认为结节从早期的不均匀强化转变为均匀强化是恶性结节特有的征象［32］。

    因此，又有学者采用CT灌注技术初步研究SPN的灌注特征。发现炎性结节与恶性结节灌注特性有所不同，定量测量SPN的血流动力学改变，为SPN的鉴别诊断提供了更多有价值的信息。通过引入灌注的概念，得到了最大强化率、平均强化率、增强后前30 s内的早期强化率、首过斜率、增强后前30～90 s期间的平均廓清率5个参数，其中早期强化率、首过斜率代表了SPN对比剂首过时的血流动力学信息［33，34］。

    总之，随着CT硬件技术的改进和提高，多平面及三维观察，结合SPN的灌注成像等新技术的联合应用，使CT对SPN的早期诊断价值有了明显提高，有望提高早期肺癌的诊断水平［17，22，35］。

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作者单位：200070 上海，上海市天目西街道社区卫生服务中心