改变体位CT扫描对肺亚实性结节量化参数的影响

张含笑 李清楚 涂文婷 周秀秀 刘甜 冯岩 范丽 刘士远

肺亚实性结节在CT肺癌筛查中检出率越来越高。根据Fleischner协会肺亚实性结节指南，大小和密度是结节CT随访中用于确定结节持续存在或变化的最重要指标，因为这将决定进一步的治疗［1-2］。以往的研究表明，肺结节的量化参数随肺体积的变化而变化，这表明肺结节量化参数易受肺充气程度的影响［3］。临床上，胸部CT扫描体位的改变会影响肺结节的形态特征，使结节征象显示更清楚，这可能是由肺充气程度的变化引起的［4］。因此，本研究探讨不同体位CT扫描对肺亚实性结节量化参数的影响，比较不同体位间结节量化参数的差异，从而有助于对随访过程中肺亚实性结节的精确管理提出建议。

方法

1. 病例资料

在我院既往的前瞻性研究中，回顾性分析2016年1月至2021年1月同时行仰卧位和改变体位CT扫描的56例患者（男性24例，女性32例），共66个肺亚实性结节（胸膜下结节18个，后肋膈角结节48个），结节平均大小（11±5）mm。

排除标准：结节所在肺叶有肺气肿或肺实变等影响肺密度的病变；图像的呼吸伪影严重；图像不完整。

2. CT扫描

采用256排CT（iCT，飞利浦，荷兰）对患者进行仰卧位和改变体位（侧卧位或俯卧位）胸部CT扫描。

（1）仰卧位CT扫描：扫描范围为肺尖至肺底。扫描参数：120 kV管电压，自动管电流，准直宽度128 mm×0.625 mm，螺距0.993，扫描矩阵512×512；重建参数：层厚1 mm，层间距1 mm；重建算法：肺算法。

（2）改变体位CT扫描：胸膜旁结节行侧卧位（患侧在上），后肋膈角结节行俯卧位（图1、图2），小扫描视野（field of view， FOV）为200 mm×200 mm～250 mm×250 mm）［5］，扫描范围包括结节所在肺叶和纵隔，为了减少辐射剂量，扫描长度手动调整为结节上下3 cm左右。扫描参数：除管电流（200～350 mA）外，其他参数均与仰卧位扫描相同。扫描的辐射剂量均值为（14.95±3.08）mSv。

图1 典型病例1影像女性，52岁，右肺上叶后段亚实性结节。A. 仰卧位CT扫描图像；B.改变体位（侧卧位）CT扫描图像。

图2 典型病例2影像女性，47岁，左肺下叶后基底段亚实性结节。A. 仰卧位CT扫描图像；B. 改变体位（俯卧位）CT扫描图像。

3. 图像分析

使用飞利浦后处理软件测量结节、肺和肌肉参数。首先使用软件对仰卧位图像和改变体位图像中的肺亚实性结节进行半自动分割，然后由一位放射科医生（5年临床工作经验）在横断面、冠状面和矢状面图像（图像设置窗宽1600 HU，窗位－600 HU）上逐层手动调整结节边缘，在另一位放射科医生（18年临床工作经验）的指导下进行，以确保精确分割，2名放射科医生就结节的分割达成共识［6］。记录结节长轴直径、短轴直径、体积、密度，计算结节大小（长轴直径和短轴直径的平均值）［1］。由同样2名放射科医生测量结节最大横断面图像中的肺和肌肉的密度，感兴趣区面积约为15 mm2，对于同一患者，尽量保证测量的感兴趣区面积和位置在2次扫描图像中一致。

为了更准确地比较肺亚实性结节密度在2组间的变化，计算标准化结节密度：结节密度与肺密度的差值（记为密度结节-密度肺），结节密度与肌肉密度的差值（记为密度结节-密度肌肉），结节密度与肺密度的比值（密度结节/密度肺）和结节密度与肌肉密度的比值（密度结节/密度肌肉）。计算结节参数和肺参数在改变体位组与仰卧位组间的变化百分比，记为参数变化率，即（参数改变体位－参数仰卧位）/参数仰卧位。

根据国际肺癌研究协会发布的第八版肺癌TNM分期［7］，将本研究中的结节按照大小分为＜10 mm和≥10 mm亚组。

4. 统计学分析

统计分析使用SPSS 26.0统计软件包。对所有量化参数行正态性检验。参数为正态分布，以均数±标准差表示，采用配对t检验或独立样本t检验；参数为非正态分布，以中位数（四分位间距）表示，采用Wilcoxon秩和检验、曼-惠特尼U检验或Kruskal-WallisH检验。当双侧P＜0.05时，认为差值有统计学意义。

结果

1. 仰卧位组和改变体位组的量化参数

仰卧位组和改变体位组的量化参数统计结果见表1，结节密度和肺密度在2组间差异均有统计学意义（均P＜0.001），且仰卧位组的结节密度和肺密度均大于改变体位组。其他结节参数和肌肉密度在2组间差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表1 仰卧位组和改变体位组的量化参数

2. 仰卧位组和改变体位组的标准化密度

仰卧位组和改变体位组的标准化密度统计结果见表2，对于标准化密度参数，密度结节-密度肌肉、密度结节-密度肌肉和密度结节/密度肺在2组间均存在统计学差异（均P＜0.001），但密度结节/密度肌肉在2组间无统计学差异（P=0.098）。

表2 仰卧位组和改变体位组的标准化密度

3. 仰卧位组和改变体位组的各参数变化率

仰卧位组和改变体位组间的各参数变化率见表3，肺亚实性结节各量化参数变化率间存在统计学差异（P=0.006），大小的变化率最小（0.41%），密度的变化率最大（5.91%）。各标准化密度变化率间存在统计学差异（P＜0.001），密度结节/密度肌肉的变化率最小（2.21%）。

表3 仰卧位组和改变体位组的各参数变化率

4. 两亚组的各参数变化率

结节大小＜10 mm亚组和≥10 mm亚组的各参数变化率统计结果见表4。除结节大小外，结节体积、密度变化率和所有标准化密度变化率在两亚组间均无统计学差异（均P＞0.05），＜10 mm亚组内和≥10 mm亚组内的结节体积变化率和密度变化率之间均无统计学差异（P=0.913，P=0.083）。

表4 肺亚实性结节两亚组的各参数变化率

讨论

本研究比较了胸部CT中，不同扫描体位对特殊部位肺亚实性结节测量参数的影响。仰卧位组和改变体位组间的大小、体积和密度结节/密度肌肉没有明显统计学差异，其余参数均存在统计学差异。此外，改变扫描体位后，亚实性结节的体积和密度变化与结节大小无关。

在本研究中，改变体位组的肺密度降低。既往研究表明，血液含量影响猪肺密度，不含血液的猪肺密度较含有血液的猪肺密度低［8］。CT可以显示由肺实质、肺间质和血液构成的活体肺的密度。肺充气膨胀时压迫肺小血管，导致大量血液从肺循环系统排出［3］，肺密度降低。此外，仰卧位时心脏由于重力作用，对本研究中结节所处的肺组织存在压迫，当采用侧卧位和俯卧位扫描，改变了压迫方向，使特殊部位结节所处的肺组织较仰卧位更好的膨胀充气，通气量增加，这进一步降低了该区域的肺密度。因此，与仰卧位CT扫描相比，改变体位CT扫描的肺密度更低，这与正常生理过程相符。

胸部CT图像中的结节大小对于需要后续随访CT的亚实性结节至关重要［9-10］。此外，体积倍增时间在亚实性结节的侵袭性程度诊断中意义重大。据报道，非侵袭性腺癌的中位体积倍增时间明显长于侵袭性腺瘤，而亚实性结节的生长速度与基线扫描时的结节体积有关［11］。因此，应准确测量大小和体积，排除可能引起变化的任何生理因素。在随访CT扫描中，扫描体位对确定亚实性结节量化参数的变化起着重要作用。本研究中的仰卧位组和改变体位组间的结节大小和体积没有差异。因此，建议在改变体位扫描时选择亚实性结节的大小和体积作为结节随访时的评价参数。此外，大小变化率小于其他量化参数变化率，说明大小受扫描位置的影响小，因此在观察结节变化时选择大小更为准确。

不同病理浸润度的亚实性结节具有不同的密度。据报道，鉴别不典型腺瘤样增生（AAH）/原位腺癌（AIS）和微浸润腺癌（MIA）的平均CT阈值和最大CT阈值分别为-548.00 HU和-419.74 HU，在MIA和浸润腺癌（IAC）之间的阈值分别为-364.59 HU和-16.98 HU［12］。因此，准确量化结节密度非常重要。在本研究中，与仰卧位组相比，改变体位组的结节密度降低了5.9%，且结节密度的降低与肺密度的降低一致，这与Fan（范丽）等［3］的研究结果相同。可能是因为改变体位扫描使肺组织充分膨胀，肺密度降低，从而导致了结节密度的降低。因此，在分析亚实性结节密度时应考虑CT扫描的体位，以避免错误结果。

除密度结节/密度肌肉外，仰卧位组和改变体位组的标准密度参数之间差异均存在统计学意义。表3显示，密度结节/密度肌肉的变化率低于其他标准化密度参数变化率，表明密度结节/密度肌肉受扫描体位的影响小于其他标准化密度参数。因此，如果需要在随访CT扫描中采用改变体位来比较亚实性结节密度变化，我们谨慎建议选取密度结节/密度肌肉。此外，本研究使用小FOV进行改变体位CT扫描。先前有研究报道了小FOV对肺结节诊断的影响，包括形态、内部结构和边缘特征，结果提示小FOV不影响结节征象显示［13-14］。

本研究还存在一些局限性。首先，这是一项回顾性、小样本研究；其次，由于实性结节和钙化结节被排除，可能存在结节选择偏差。因为我们认为实性结节或钙化结节的量化参数可能不受扫描体位的影响；第三，亚实性结节的量化参数是通过后处理软件的半自动分割得出的。然而，2名经验丰富的胸部放射科医生就分割达成了共识，一致性在之前的研究中得到了验证［6］。最后，结节大小＜6 mm的亚实性结节数量太少，因此无法比较＜6 mm和≥6 mm亚组之间的差别，仍需要进一步的研究。

综上所述，肺亚实性结节的大小、体积和密度结节/密度肌肉的测量不受胸部CT扫描体位改变的影响，而结节密度的测量易受扫描体位改变的影响。因此在对肺亚实性结节进行随访的过程中，建议选择大小、体积和密度结节/密度肌肉来观察结节的变化，从而准确量化结节随访过程中的变化。