早期肺癌的CT定量分析及计算机辅助检测对早期肺癌检出的应用研究

作     者：曹恩涛 

作者单位：第二军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖湘生

授予年度：2016年

学科分类：1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100214[医学-肿瘤学] 100106[医学-放射医学] 10[医学] 

主      题：早期肺腺癌 CT定量分析 纯磨玻璃结节 CT值 质量 自动分割 结节大小 平均CT值 肺部图像数据库联盟 计算机辅助检测 敏感度 

摘      要：第一部分表现为纯磨玻璃密度结节的肺腺癌的CT三维定量分析【目的】探讨结节三维定量分析对表现为纯磨玻璃结节的早期肺腺癌病理分级的预测价值。【材料与方法】回顾性分析我院经手术病理证实的CT表现为纯磨玻璃结节的肺腺癌105例,共104个纯磨玻璃结节,其中不典型腺瘤样增生(AAH)19个,原位腺癌(AIS)25个,微浸润性腺癌(MIA)31个,浸润性腺癌(IAC)29个。利用计算机辅助软件对结节进行三维容积测量,得到最大横断面长径、面积、结节体积、平均CT值、质量,及最小CT值、最大CT值、2%、5%、25%、50%、75%、95%、98%位数CT值。测量指标满足正态分布及方差齐性的采用单因素方差分析,不满足的参数采用Kruskal—Wallis H检验分析,再以结节是否为浸润性病变为因变量,测量的有显著统计学差异的指标为自变量进行Logistic回归分析。【结果】AAH、AIS、MIA、IAC 4组间结节大小参数(包括最大横截面长径、面积、体积)、平均CT值、质量、50%、75%、95%、98%位数CT值、最大CT值存在显著统计学差异(P0.01)。浸润前病变与浸润病变之间结节大小参数、平均CT值、50%、75%、95%、98%位数CT值、最大CT值存在显著统计学差异(P0.01),Logistic回归分析显示,最大CT值(OR=1.005,95%CI 1.004.010,P=0.001)和最大横截面长径(OR=1.143,95%CI 1.027.273,P=0.015)是pGGN为浸润性病变的独立预测因素,对Logistic逐步回归预测概率进行ROC曲线分析,曲线下面积为曲线下面积为0.793(P=0.000);对结节最大CT值、最大截面长径、质量分别进行ROC曲线分析,曲线下面积分别为为0.759、0.754和0.822,最大CT值临界值为-369HU,最大截面长径临界值为11.5mm,质量临界值为120mg。【结论】本研究表明,对CT表现为纯磨玻璃结节的早期肺癌进行三维定量分析,得到pGGN的大小参数、质量、最大CT值,对pGGN的病理分级具有预测作用。第二部分纯磨玻璃密度结节的三种不同测量测量方法的比较研究【目的】探讨比较对于纯磨玻璃结节,常规医生单层面测量、计算机自动分割测量以及医生手动逐层勾勒测量的差异,评价计算机自动结节分割的临床适用性。【材料与方法】使用3种方法测量第一部分中的50例纯磨玻璃结节:(1)手动测量:医师手动测量结节最大面长径及平均值。(2)自动测量:医师在结节中心标记结节,计算机自动分割结节,得到结节最大面长径,体积,三维容积的平均CT值。(3)精确测量:医师逐层勾勒结节边缘,随后计算机计算得到结节最大面长径,体积,三维容积平均CT值。以精确测量结果为参考标准,用组内相关系数(ICC)比较手动测量长径、平均CT值与精确测量的一致性;比较自动分割长径、体积、平均CT值与精确测量的一致性,用配对样本T检验比较信度良好以下的参数间的差异。【结果】手动测量长径与精确测量的一致性较好,ICC=0.979,计算机自动测量长径、体积与精确测量的一致性较好,ICC分别为0.821、0.963,手动测平均CT值与精确测量一致性较差(ICC=0.324),计算机自动测量平均CT值与精确测量一致性一般(ICC=0.522),手动测平均CT值及计算机自动测量平均CT值均大于精确测量(P0.001;P=0.004).【结论】结节的手动测量长径可代替精确三维测量长径;结节计算机自动测量可大致评估pGGN结节长径、体积;结节手动测量平均CT值、结节计算机自动测量平均CT值较精确测量偏大,pGGN结节的CT值的准确测量目前需用逐层勾勒的测量方法。第三部分基于LIDC/IDRI数据库的计算机辅助检测系统应用价值的研究【目的】使用一个世界公共医学影像图像数据库信息,探讨研究计算机辅助检测软件对帮助影像医生阅片、提高肺结节检出率的临床应用价值。【材料与方法】下载使用了来自于LIDC/IDRI数据库的40例胸部CT扫描图像,选取其中平扫的、3mm以下图像29例,2名低年资影像科医生(工作经验均为2年)分别独立仔细阅读29例病例,在独立阅片和参考计算机辅助检测软件两者模式下分别记录发现的结节。仔细对照研究标识文件中标识的结节,将有3位以上放射学家认定的结节作为参考标准,同时记录参考标准结节的密度、大小、位置。计算低年资影像医生在独立阅片、使用计算机辅助检测软件参考下的结节发现率,并比较不同类型结节不同模式下应用CADe软件的敏感度及假阳性率。【结果】参考标准结节总计127个。软件自动检测总的发现率为65.4%,两医师独立阅片发现率为58.3%,56.7%,参考CADe自动结果后二次阅片分别提高到79.5%和85.0%(P值均小于0.001)。软件自动检测发现的非实性结节发现率低于实性结节(P=0.035)。对于小于4mm的结节自动检测和两位医生独立阅片发现率均相对较低,分别为39.3%、46.4%、46.4%,但两位医师结合二次阅片发现率也提升到了60.7%、73.2%。对于5mm以上结节医生及软件结节发现率均较高。两位医师对肺门部结节发现率较低,结合CADe后发现率明显提高。自动检测每个检查假阳性个数的中位数为1.0,四分位间距为1.5个。【结论】本研究基于了LIDC/IDRI数据库的图像数据及标识数据,表明了新型的CADe软件有效帮助了低年资医生提高了肺结节的发现率,保持了较低的假阳性率。