研究CT不同直徑測量方法對T1期肺癌大小評估中的價值

白維嫻 賈榮榮 金 薇 高燕軍 薛永杰 蘇林強 冀笑笑

西北大學附屬醫院·西安市第三醫院醫學影像科 (陜西 西安 710018)

對于直徑≤5cm的肺癌，每1cm的大小差異其預后都截然不同[1]，在AJCC第八版肺癌T分期中較大幅度地更新了T分期的定義，T1期肺癌分為T1a(≤1cm)，T1b(＞1～≤2cm)，T1c(＞2cm～≤3cm)，T2期肺癌分為T2a(＞3cm～≤4cm)，T2b(＞4cm～≤5cm)[2]。由此可見，準確測量肺癌大小非常重要。

既往有多篇研究報道了如何準確測量肺癌大小，如應該在肺窗上而不是縱隔窗上測量[3]；對于≤30mm的實性肺腺癌，軸位長徑能夠比長短徑平均值更準確地反映T分期[4]；基于第七版肺癌分期系統，聯合冠/矢狀位和軸位測量能夠比單純軸位測量提高20%肺癌的T分期[5]；以及不同的CT掃描幾重建方法對結節大小測量的影響[6-8]；另外，基于第八版肺癌分期系統，Ahn等[9]報道MPR測量比軸位測量更準確，然而，作者的研究對象只納入了T1期亞實性結節。

由于病理上T分期是根據肺癌標本最大直徑的測量結果劃分的，所以理論上腫瘤的三維最大直徑能夠最真實反映病理大小。然而，考慮到觀察者間一致性不足的問題，Fleischner協會并沒有建議斜軸位/冠狀位/矢狀位重建以測量腫瘤三維空間最大直徑，而是強調了除軸位測量腫瘤大小外，冠狀位和矢狀位測量同樣重要[10]。

相較于軸位直徑測量，腫瘤直徑的MPR測量和3D測量均需要額外的時間與精力，因此，就需要小心求證這些測量方法能否比軸位測量帶來更多的獲益。另外，隨著胸部CT體檢的普及，大多數肺癌得以早期(T1期以前)發現，因此，本次研究以病理上肺癌大小為金標準，研究T1期肺癌術前CT上最佳的測量方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性搜集我院2019年1月至2021年12月經手術病理證實的肺癌患者。

納入標準包括：有我院術前CT，且CT與手術間時間間隔小于2周；胸部CT表現為實性結節；病理分期不超過T1期；排除標準包括：合并肺不張而又未行增強掃描，難以確定腫瘤邊界；CT圖像質量差(如運動偽影等)；病灶在CT上顯示不清。最終有72例患者中的72例肺癌納入本次研究，其中男性32例，女性40例，患者平均年齡58.6±12.3歲。72例肺癌中腺癌49例，鱗癌14例，類癌5例，小細胞肺癌4例。

1.2 CT掃描方法所有的患者均采用西門子Somatom Definition Flash進行數據采集，仰臥位深吸氣時掃描，掃描范圍從胸廓入口至肺底，管電壓120kV，管電流自動毫安秒，軟組織算法重建，重建層厚和層間距均為1mm。按1.2mL/Kg注射造影劑，30s及50s后獲得動脈期及靜脈期圖像。

1.3 CT直徑測量由兩位具有15年及8年診斷經驗的放射科醫師(分別記為Radiologist1〔R1〕和Radiologist2〔R2〕)在肺窗(窗寬：-500HU，窗位：1500HU)上對腫瘤大小進行獨立測量，兩位醫師均不知道病理結果，測量單位mm，保留至小數點后1位。53例患者術前行CT增強掃描，直徑測量在靜脈期圖像上進行，余19例在平掃圖像上進行。同時測量軸位/冠狀位/矢狀位病灶最大層面的長徑，軸位直徑為軸位病灶最大層面長徑，MPR直徑為軸位/冠狀位/矢狀位病灶最大層面長徑中的最大者，在MPR直徑測量層面，轉動十字定位線尋找最大直徑，即3D直徑。

1.4 病理分析所有病理標本均在福爾馬林液中固定，并沿腫瘤最大層面切開，然后測量腫瘤最大徑作為此次研究的金標準，根據最大直徑報告T分期。

1.5 統計分析軸位直徑，MPR直徑，3D直徑和病理直徑之間的差異用配對樣本t檢驗或Wilcoxon's檢驗檢測。不同測量方法所得結果在觀察者1和2之間的一致性，以及同一觀察者用不同測量方法所得結果跟病理大小一致性之間用同類相關系數(intraclass correlation coefficients，ICC)和Βlant-Altman指數(Β-A index)比較，ICC值小于0.5，0.5～0.75，0.75～0.9，大于0.9提示一致性較差，中等，良好，優秀[11]。為了進一步檢驗三種測量方法在預測T分期上的準確性，本次研究將T1a歸為組A，T2b及T2c合并為組Β，CT測量所得分期大于T2c的病例亦歸為組Β，不同測量方法獲得的臨床T分期在區分組A和組Β上準確性的差異用McNemar's檢驗來比較。

2 結 果

2.1 病理及CT腫瘤大小測量結果72例肺癌病理上腫瘤的平均大小為14.4±7.0mm，R1測量軸位直徑，MPR直徑及3D直徑的大小分別為11.8±6.3mm，12.7±6.4mm，17.6±7.1mm，R2的測量值依次為11.6±6.4mm，13.4±7.1mm，18.8±7.1mm。R1和R2所測軸位直徑均小于病理直徑，且差異有統計學意義(P=0.023，0.017)；R1和R2所測MPR直徑亦小于病理直徑，但差異沒有統計學意義(P=0.129，0.418)；R1和R2所測3D直徑均大于病理直徑，且差異有統計學意義(P=0.008,＜0.001)。另外，R1和R2測量軸位直徑，MPR直徑和3D直徑的差異沒有統計學意義(表1)。

2.2 不同測量方法間的觀察者間一致性分析軸位直徑和MPR直徑的觀察者間一致性均達到了“優秀”(0.993 〔0.989-0.996〕和 0.992〔0.964-0.967〕)，而3D直徑觀察者間一致性則為“良好”(0.863〔0.176-0.943〕)，Β-A index提示軸位直徑和MPR直徑的觀察者間變異程度要低于3D直徑(0.2〔-1.9至2.2〕和-0.8〔-2.6至1.1〕vs 1.3〔-6.5至4.0〕)。兩位觀察者軸位直徑和MPR直徑與病理直徑之間的觀察者間一致性亦均達到“優秀”(R1：0.951〔0.134-0.987〕，0.967〔0.771-0.989〕；R2：0.940 〔0.207-0.983〕，0.981〔0.953-0.991〕)，而3D直徑與病理直徑之間的一致性則為“良好”(R1：0.825〔0.002-0.875〕；R2：0.851 〔0.007-0.953〕)，Β-A index提示軸位直徑和MPR直徑與病理直徑之間的變異程度要低于3D直徑與病理直徑之間的變異程度(R1：2.5〔-0.5至5.6〕和1.7〔-1.7至5.1〕 vs -3.2〔-7.6至1.2〕;R2:2.7〔-1.0至6.5〕和1.0〔-2.3至4.2〕vs -4.5〔-11.0至2.1〕)。(詳見表2及圖1)。

圖1A-圖1I Bland-Altman分析顯示不同測量直徑在不同觀察者間的關系及不同測量直徑與病理直徑的關系。圖1A-圖1C 不 同測量直徑(軸位，MPR，3D)在R1(Radiologist 1)和R2(Radiologist 2)之間的關系；圖1D-圖1F R1使用不同 直徑測量(軸位，MPR，3D)與病理直徑的關系；圖1G-圖1I R2使用不同直徑測量(軸位，MPR，3D)與病理直徑的 關系。

表2 不同測量層面觀察者間一致性及與病理大小一致性的比較

2.3 不同直徑測量在預測T分期準確性中的比較不同直徑測量所得T分期見表3。R1使用軸位直徑，MPR直徑和3D直徑區分組A與組Β的準確性依次為69.4 %(50/72)，86.1%(62/72)和58.3 %(44/72)，R2的依次為62.5%(46/72),84.7%(61/72)和61.1%(44/72)。MPR直徑的準確性顯著大于軸位直徑和3D直徑(R1：P=0.023和0.001；R2：P=0.003和0.005)(見表4及圖2)。軸位直徑和3D直徑的準確性的差異沒有統計學意義(R1：P=0.243；R2：P=0.875)。

圖2A-圖2D 右肺下葉一實性結節。R1(Radiologist 1)測量軸位(2A)直徑為 9.3mm，冠狀位(2B)直徑為17.6mm，矢狀位(2C)直徑為18.6mm，3D 直徑(2D)為27.3mm，因此根據軸位直徑分期為T1a，MPR直徑為T1b，3D直徑為T1c。手術病理直徑為19.1mm，癌組織未侵犯胸膜，病理分 期T1b。

表3 不同測量方法所得T分期

表4 不同測量方法區分組A和組Β準確性比較

3 討 論

本次研究中我們以病理直徑為金標準，比較了術前CT中軸位直徑，MPR直徑及3D直徑這三種測量方法的診斷效能，結果顯示MPR直徑是最佳的測量方法，3D直徑并沒有表現出足夠的穩定性與準確性。

相較于軸位直徑，MPR直徑需要額外在量結節的冠狀位及矢狀位上測量，因此可能會帶來觀察者間一致性的下降，然而，本次研究中MPR測量的觀察間一致性較高，達到了“優秀”水平，與軸位直徑不相上下(ICC=0.992 vs 0.993)。Park S等[12]的研究亦發現MPR直徑的觀察者間一致性與軸位直徑相當(ICC=0.98 vs 0.98)。Ahn H等[9]以亞實性結節為研究對象，發現MPR直徑和軸位直徑的觀察者間一致性均達到“良好”水平(ICC=0.83 vs 0.82)，低于本次研究，這可能是由于亞實性結節的“瘤-肺”界面相對沒有那么清楚，導致觀察者間一致性下降。

手動3D直徑測量需要花費額外時間與精力轉動定位十字線尋找結節的最大直徑，不同觀察者轉動的角度可能不一樣，所以測量的結果也可能大不一樣，導致測量結果不穩定[10]。本次研究中3D直徑測量的觀察者間一致性(ICC=0.863)和與病理直徑之間的觀察者間一致性(R1:ICC=0.825,R2:ICC=0.851)均達到了“良好”水平，但明顯低于軸位直徑和MPR直徑，同時Β-A index顯示3D直徑測量的觀察者間變異程度大于軸位直徑和MPR直徑，這些不足嚴重限制了3D直徑測量在臨床中的運用。

理論上講，腫瘤的病理直徑是在標本固定后沿最大面切開測量的，因此3D直徑應該是最接近病理直徑的測量方法，然而現實情況卻是3D直徑明顯高估了腫瘤大小，導致高估其臨床分期。這可能有以下幾方面原因，首先，CT不能像病理那樣準確地區分腫瘤與周圍肺不張，炎癥，血管等，導致過高地估計腫瘤大小[13-14]。其次，CT上肺癌被周圍充氣的肺組織包裹且一般都有豐富的血供，而腫瘤切除后周圍肺組織塌陷，腫瘤本身的血供排空，導致體積減小。再者，手術過程對腫瘤也可能會造成一定程度損傷。

MPR直徑比軸位直徑和3D直徑更接近病理大小,并且其T分期也更加準確，這具有重大的臨床意義。如前所述，小于5cm的肺癌，在第八版AJCC分期中每增加1cm分期都會隨之提高[2]，而且本次研究中根據MPR直徑所得T分期在預測病理分期上顯著高于軸位直徑和3D直徑，進一步說明MPR直徑在測量肺癌大小中的重要地位。

本次研究有以下不足：首先，本次研究僅納入了T1期實性肺癌，所得結論能否運用于T2期及其以上還有磨玻璃結節肺癌還需要進一步研究，然而，隨著胸部CT體檢的廣泛運用，大部分的肺癌得以早期發現，另外，肺癌的分期是根據實性部分的大小決定的，磨玻璃成分的大小不能決定預后，準確測量磨玻璃成分大小在肺癌分期中并不重要。其次，本次研究為回顧性單中心研究，樣本量較小，需要未來的多中心大樣本研究進一步驗證。最后，所有的測量都是手動進行的，隨著人工智能的發展，會逐步實現半自動或者自動獲得結節軸位直徑，MPR直徑及3D直徑，結節測量的觀察者間一致性也會進一步提高[15]。

總之，相對于軸位直徑和3D直徑，MPR直徑具有優秀的觀察者間一致性及更高的分期準確性，應該被用于肺癌的臨床分期測量。