基于肺部多模态图像诊断恶性肺结节的影响因素

佟超 冯巍 韩勇 李伟铭 陶丽新 郭秀花,2

0 引言

肺癌在20世纪以前很少见，但目前其是最常见的癌症之一(占所有癌症的11.6%)，2019年肺癌位居中国男性发病第一位[1]。在全球肺癌仍然是癌症相关死亡的主要原因之一[2-4]。而吸烟仍然是导致肺癌发生的最重要危险因素，戒烟被认为是降低肺癌死亡风险最有效的一级预防策略[5]。随着许多低收入和中等收入国家空气污染和烟草使用的增加，肺癌的发病率大大增加，这给社会造成了巨大的经济负担[6-7]。此外，其他危险因素也逐渐被发现并得到关注，例如肺结节的影像学征象。随着科技的进步和相关影像设备的快速更新，影像医学在医学诊断领域及介入治疗领域均取得了重大创新与突破，得到了医学界的广泛认可。多模态正电子发射计算机断层显像/计算机断层扫描(positron emission tomography/computed tomography，PET/CT) 图像是对癌症进行诊断并评价其疗效的重要方法之一。目前，多是基于CT图像分析影像学征象诊断恶性肺结节的影响因素，缺乏基于PET/CT图像的研究。本研究基于PET/CT图像分析影像学征象诊断肺结节良、恶性的影响因素，并将PET/CT图像重要代谢指标SUVmax纳入作为研究重点。为研究基于肺部多模态图像诊断恶性肺结节的影响因素，制定相关防治措施，对326例肺占位患者进行病例对照研究，通过多因素Logistic回归筛选出影像征象中诊断恶性肺结节的影响因素。

1 资料与方法

1.1 研究对象

研究对象为107例首都医科大学宣武医院肺占位患者(2015年12月至2018年9月)、219例北京市肿瘤防治研究所的肺占位患者(2010年12月至2018年1月)，共326例，其中包括115例良性病例、211例恶性病例。

纳入标准：年龄大于等于18岁；每个患者包含有结节的多模态图像数目不少于2张，所需个人信息完整；对于恶性结节，有病理诊断结果或经医生先验知识将患者确定为肺癌的；对于良性结节，有病理诊断结果或影像医生将患者确诊为其他疾病的。

排除标准：个人信息不完整的患者；进行化疗放疗后的患者；在融合图像上病变位置不清楚的患者。

1.2 考核指标

影像征象主要通过两位影像科医生同时阅片并进行影像学诊断，收集图像上结节形态学信息以及多模态图像特有的最大标准摄取值(maximum standard uptake value,SUVmax)。

影像学特征包括：结节位置、结节大小、淋巴结是否肿大、结节密度、实质性改变、磨玻璃样变、毛刺征、分叶征、空泡征、钙化、空洞、胸膜凹陷征、胸水等；代谢信息，例如最大标准摄取值；病理诊断或医生诊断结果等。

1.3 统计分析

采用SPSS 25.0，单因素组间的计量资料比较采用t检验，单因素组间的计数资料比较采用χ2检验，利用单因素Logistic回归及多因素Logistic回归分析筛选出恶性肺结节的影响因素，计算各变量的β、P、OR及95%置信区间。所有统计分析的检验水准α=0.05、P<0.05时差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 医学影像学分析结果

对肺结节的大小(长径)、SUVmax、磨玻璃样变、有晕征、分叶征、毛刺征、钙化进行描述，并比较影像征象在良恶性两组之间的差异，结果见表1。

表1 肺部PET/CT图像良恶性结节影像征象Table 1 Imaging signs of benign and malignant nodules on PET/CT images of the lungs

结节大小、SUVmax均采用两独立样本t检验进行差异性分析；磨玻璃样变、有晕征、分叶征、毛刺征、钙化均采用卡方检验进行差异性分析。统计结果表明，恶性结节(3.28 cm±1.91 cm)与良性结节(2.45 cm±1.13 cm)的大小存在差异，且差异具有统计学意义(P<0.05)；恶性结节的SUVmax为9.74±5.89，良性结节为6.10±3.89，差异具有统计学意义(P<0.001)，表明恶性结节的代谢水平高于良性结节；分叶征、毛刺征、钙化在恶性结节和良性结节之间的分布均存在差异，且差异均有统计学意义(P<0.001)。

2.2 肺结节良恶性影响因素分析

研究因素主要包括结节大小、SUVmax、磨玻璃样变、边缘光滑、有晕征、分叶征、毛刺征、钙化，共计8个指标，亚变量赋值情况见表2。

表2 肺癌研究因素名称及赋值Table 2 Names and assignments of factors studied in lung cancer

首先采用单因素Logistic回归探究以上指标对肺结节良恶性质的影响，分析结果如表3所示。由表可知,结节大小、SUVmax、分叶征、毛刺征是肺癌的危险因素，而钙化是肺癌的保护性因素。

表3 单因素Logistic回归分析结果Table 3 Results of univariate Logistic regression analysis

采用多因素Logistic回归，将单因素Logistic回归分析中P<0.2的影响因素带入模型中，结果见表4。结果显示，结节大小、SUVmax、分叶征、毛刺征、钙化具有统计学意义，即结节每增加1 cm，肺结节为恶性的可能性增加0.31倍；代谢水平每提高一个水平，肺结节为恶性的可能性增加0.10倍；出现分叶征的结节为恶性的可能性为未出现分叶征结节的7.27倍；出现毛刺征的结节为恶性的可能性为未出现毛刺征结节的3.16倍；出现钙化结节为恶性的可能性为未出现钙化结节的0.13倍。

表4 肺癌多因素Logistic回归分析结果Table 4 Results of multivariate Logistic regression analysis for lung cancer

3 讨论

影响肺癌的因素众多，包括环境、生活行为方式、机体遗传和社会等多种因素[8]。吸烟是肺癌的主要病因，连续吸烟者肺癌发生风险大约是从不吸烟者的20～50倍。吸烟时间被视为吸烟者肺癌风险的最重要决定因素[9]。黄萌等[10]发现吸烟患者肺癌发病风险显著增加，且不同吸烟情况患肺癌风险不同，轻度吸烟OR值为1.67,重度吸烟OR值为7.27，轻度被动吸烟OR值为2.63，重度被动吸烟OR值为6.25。刘伟洁[11]的研究表明，有相当一部分肺癌患者没有在确诊后及时戒烟，且戒烟不及时将增加肺癌手术后并发症发生的风险。该现象发生的主要原因是多数患者对尼古丁依赖性较高，难以短时间内迅速戒烟。

影像学征象是重要的恶性肺结节影响因素也是十分重要的判断因素。耿睿等[12]利用213例孤立性肺结节患者的临床资料和医学影像学资料，通过多因素Logistic回归分析临床因素与CT影像学特征在判断孤立性肺结节良恶性评估中的应用价值。研究结果表明，结节直径大，CT中存在磨玻璃结节、毛刺征、分叶征提示为恶性肺结节的可能性较大。王晶晶等[13]收集了454例肺结节患者的基本信息和CT图像影像学信息，利用非条件Logistic回归探讨恶性肺结节的影响因素，在校正基本信息后，发现胸部影像中出现淋巴结肿大、空泡征、胸膜凹陷症、无钙化提示肺结节为恶性的可能性较大。与先前研究类似，在本次基于肺部多模态PET/CT图像的研究中，当出现结节直径大及存在分叶征、毛刺征、无钙化提示结节为恶性的可能性较大。

SUVmax为多模态PET/CT图像常用的半定量指标，可显著提高肿瘤的临床诊断水平。张子洲等[14]收集111例经PET/CT检查且确诊为肺癌的患者，通过Pearson分析发现，肿瘤大小与SUVmax呈显著正相关(P<0.01)；在分析SUVmax与肿瘤病理类型的相关性时发现，虽然鳞癌组肿瘤大小小于腺鳞癌组，但鳞癌组的SUVmax却明显高于腺鳞癌组。Nambu等[15]对66名肺癌患者进行研究，研究对象均在肿瘤手术前进行PET/CT检查并在2004～2008年期间进行了手术。研究发现原发性肺癌淋巴结转移的可能性随着SUVmax的增加而增加。目前研究SUVmax对恶性肺结节影响的文献并不多，在本次研究中，多因素Logistic回归结果显示SUVmax为恶性肺结节的重要危险因素。

4 结论

本研究利用Logistic回归分析对恶性肺结节可能的影响因素进行了筛选，结果显示结节大、SUVmax值大、存在分叶征、存在毛刺征是肺癌的危险因素，结节有钙化为肺癌的保护因素。