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低剂量CT 扫描联合计算机辅助检测系统筛查肺结节的临床研究.pdf

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低剂量CT 扫描联合计算机辅助检测系统筛查肺结节的临床研究.pdf

主堡放射堂塞麦垫Q生月筮丝鲞筮翅£塾鱼』曼鲤丛』鲤翌垫Q吐丝盟垒低剂量CT扫描联合计算机辅助检测系统筛查肺结节的临床研究许祖闪侯红军徐岩马大庆29.胸部放射学.【摘要】目的探讨低剂量胸部CT扫描联合计算机辅助检测肺结节CAD系统筛查肺癌高危人群肺内结节的临床价值和CAD系统对放射科医师的辅助作用。方法选取219名具有肺癌高危因素体检者,行低剂量胸部CT平扫,由2名具有15年以上胸部诊断经验的放射科高年资医师独立阅读1.0MM层厚苇建图像,记录每例结节表现,两者意见一致后保留诊断结果作为金标准;应用CAD系统对上述图像进行结节识别处理并记录检出结果,另由2名具有5年影像诊断工作的放射科年轻医师阅读上述图像,记录诊断结果,然后应用CAD系统的输出结果再次阅读图像并记录诊断结果,根据金标准判断CAD系统检测肺结节的敏感性、假阳性率,应用X2检验比较年轻医师应用CAD系统前后肺结节检测的能力。结果219名体检者中最终确定有结节者10447.5%名,高年资医师共确定366个结节为真结节。在366个真结节中,CAD系统检测到271个74.0%,CAD系统共检测到695个结节,假阳性结节424个;2名年轻医师未用CAD系统时分别检测到29279.8%和286个78.1%结节,应用CAD系统后分别检测到33691.8%和333个91.O%结节,年轻医师应用CAD系统前后肺结节检测的敏感性之间差异具有统计学意义P0.01。结论CAD系统对肺门区或中心医的结节检测敏感性较年轻医师高,年轻医师对周围区、胸膜下结节、磨玻璃密度结节、≤4MM结节的检测敏感性明显优于CAD系统,两者相互结合能够提高肺结节的检出率。【关键词】硬币病变,肺;体层摄影术,X线计算机;图像处理,计算机辅助CLINICALAPPHCAFLONOFLOWDOSECRCOMBINEDWITHCOMPUTERAIDEDDETECTIONINLUNGCANCERSCREENINGXUZUSHAN,HOUHONGJUN,XUYAN,MADAQING.DEPARTMENTOFRADIOLOGY,WENDENGCENTERHOSPITALOFWEIHAICITY.SHANDONGPROVINCE。WENDENG264400.CHINACORRESPONDINGAUTHORMADAQING,DEPARTMENTOFRADIOLOGY,咖,LGFRIENDSHIPHOSPITALAFFTLIATEDTOCAPITALUNIVERSITYMEDIEDSCIENCES,BE彬NG100050,CHINA,EMAIL咖MADAQINGVIG163.COM【ABSTRACT】OBJECTIVETOINVESTIGATETHECLINICALVALUEOFCHESTLOWDOSECTLDCTCOMBINEDWITHCOMPUTERAIDEDDETECTIONCADSYSTEMFORLUNGCANCERSCREENINGINHISHRISKPOPULATION.METHODSTWOHUNDREDANDNINETEENHEALTHYCANDIDMESUNDERWENT64.SLICELDCTSCAN.A1LIMAGESWEREREVIEWEDINCONSENSUSBYTWORADIOLOGISTSWITH15YEARSOFTHORACICCTDIAGNOSISEXPERIENCE.THENTHEIMAGEDATAWE陀ANALYZEDWITHCADALONE.FINALLYIMAGESWEREREVIOWEDBYTWORADIOLOGISTSWITH5YEARSOFCTDIAGNOSISEXPERIENCEWITHANDWITHOUTCTVIEWERSOFTWARE.THESENSITIVITV.FALSEPOSITIVERATEOFCADFORPULMONARYNODULEDETECTIONWERECALCULATED.SPSS11.5SOFTWAREANDC胁SQUARETESTWEREUSEDFORTHESTATISTICS。RESULTSOF219CANDIDATES。10447.5%WEREDETECTEDWITHLUNGNODULES.THEREWERE366TRUENODULESCONFIRMEDBYTHE∞NIORRADIOLOGISTS.THECADSYSTEMDETECTED27L74.0%TRUENODULESAND424FALSE.POSITIVENODULES.THEFALSEPOSITIVERATEWAFT1.94/PERCASE.THETWOIUNIORRADIOLOGISTSINDENTIFID29279.8%,28678.1%NODULESWITHOUTCADAND33691.8%。33391.0%NODULESWITHCADRESPECTIVELY.THEREWERESIGNIFICANTDIFFERENCESFORRADIOLOGISTSININDENTIFYINGNODULESWITHORWITHOUTCADSYSTEMP0.01.CONCLUSIONSCADISMORESENSITIVETHANRADIOLOGISTSFORINDENTIFYINGTHENODULE8INTHECENTRALAREAORINTHEHILARREGIONOFTHELUNG.WBILERADIOLOGISTSAREMORESENSITIVEFORTHEPERIPHERALANDSUB.PLEURALNODULES,ORGROUNDDASSOPACITYNODULES,ORNODULESSMALLERTHAN4MILL.CADCANNOTBEUSEDALONE.THEDETECTIONRATECANBEIMPMVEDWITHTHECOMBINATIONOFRADIOLOGISTANDCADINLDCTSCREEN.DOI10.3760/CNM.J.ISSN.10051201.2010.01.008基金项目北京市自然科学基金资助项目7062020作者单位264400山东省威海市文登中心医院放射科许祖闪、侯红军;首都医科大学附属北京友谊医院放射科100050徐岩、马大庆通信作者马大庆,EMAILCJR.MADAQILLGRIP.163.COTTN万方数据生堡趑盘堂盘查垫Q生旦筮丝鲞筮朗垦丛』坠尘塑,』塑坚翌QQ。吐丝盟垒【KEYWORDS】COINLESION,PULMONARY;TOMOGRAPHY,XRAYCOMPUTED;IMAGEPROCESSING,COMPUTERASSISTED肺癌是当前最常见的恶性肿瘤,病死率上升幅度居各类肿瘤之首H引。I期IA、IB肺癌手术切除后的5年生存率可达60%一70%【3,肺癌的早期发现、早期诊断和早期治疗是降低肺癌病死率的惟一途径。近年来,发达国家已经在肺癌筛查上开展胸部低剂量CTLDCT扫描的研究,结果表明,LDCT较胸片可发现更多的早期肺癌,国内也有相关报道H引,但LDCT的大量图像资料导致放射科医师的视觉疲劳,若结合计算机辅助检测CAD系统来观察、识别肺结节可提供客观、一致的信息6圳笔者对219名体检者的LDCT资料进行CAD肺结节的研究。资料与方法1一般资料选取2008年5月在山东省威海市文登中心医院肺癌高危人群胸部LDCT平扫体检者219名,所有体检者均被告知,并签署知情同意书,其中男199名,女20名。年龄30~86岁中位年龄49岁,其中370岁20名9.1%,60一69岁25名11.4%,50~59岁54名24.7%,40~49岁93名42.5%,30~39岁27名12.3%,87.7%的被检查者年龄340岁。2.高危人群确定标准具有以下1项或多项危险因素的人群1年龄≥40岁;2吸烟史2560年,平均每天吸烟1060支;3现已戒烟,但以前有吸烟史;4不吸烟,但长期被动吸烟者;5接触某些工业物质如砷、有机化学物质,吸入氡及石棉,接触放射线,空气污染;6具有慢性肺部疾患如慢性支气管炎、肺气肿、肺结核、支气管扩张、尘肺等。本组中30一39岁的患者因均有重度吸烟史,故将其归属于高危人群。3.方法所有体检者均经PHILIPSBRILLIANCE64SLICECT机行胸部LDCT螺旋扫描。从肺尖到肋膈角,体检者吸气末一次屏气完成扫描;扫描条件120KV,40MAS身高体重比≤2.0时,可调至5060MAS,层厚5NLRN,层间隔5MM,螺距1.078,扫描时间5~7S,图像矩阵512512,过滤方式SHARPC,扫描结束后重建为层厚1.0MILL,层间隔1.0MM的图像;由2名具有15年以上胸部诊断经验的高年资放射科医师独立阅读图像,记录每个结节表现,2人意见达成一致后标记结节直径≤30MM的大小、位置、密度,并保留诊断结果作为金标准。应用CAD系统PHILIPSEBWV3.5肺结节分析软件对扫描图像进行结节识别处理,记录CAD检出结果;另由2名从事5年影像诊断工作的放射科年轻医师同时在PHILIPS64层CT机工作站,通过CTVIEWER观察软件阅读上述图像,2人分别记录结节直径≤30MM的大小、位置、数目,然后应用CAD系统的输出结果再次阅读图像,并记录诊断结果,根据金标准应用SPSS11.5统计学软件计算CAD系统检测肺结节的敏感性、假阳性率;应用2检验,比较年轻医师应用CAD系统前后肺结节检测的能力,P0.05为差异有统计学意义。4.分类标准根据结节直径分为3组≤4、4~≤10、10MM;根据结节的位置分成4组1与胸膜相连的胸膜下结节胸膜下结节与胸膜的关系分为垂直和平行;2距胸膜2CM以内但不与胸膜相连的周围性结节;3距肺门2CM之内的肺门结节;4位于周围和肺门区域之间的中心性结节。应用YUAN等叫的高峰衰减值作为实性结节和非实性结节磨玻璃密度结节GGO的分类标准。结果高年资医师进行回顾性观察,219名体检者中最终确定有结节者10447.5%名,最终确定366个结节为真结节。CAD系统共检测到695个结节,其中271个为真结节,检测敏感性为74.O%,假阳性结节424个,每名体检者平均1.94个范围0~15个假阳性结节。在366个真结节中,2名年轻医师未用CAD系统时分别检测到292和286个结节,结节检测敏感性分别为79.8%和78.1%,其漏诊结节主要分布在肺门区或中心区图L,2,应用CAD系统后分别检测到336和333个结节,检测敏感性分别为91.8%和91.0%。2名年轻医师应用CAD系统前后肺结节检测的敏感性之间差异有统计学意义P0.01;在未用CAD系统时,年轻医师漏诊2名有结节的体检者;在366个真结节中,直径≤4AM的结节72个,其中应用CAD系统只检测到37个51.4%。CAD漏诊了95个结节,其中直径≤4MLN的结节35个36.8%,图3,GGO28个29.5%,图4,与胸膜图5,6或血管图7,8万方数据立生越牡堂盘查垫Q生旦筮丝鲞筮翅堡垒』幽生。地鲤垫Q丝丝坠相连的结节26个27.4%,未发现明确漏诊原因的6个6.3%,图9。366个真结节的位置、密度和年轻医师应用CAD前后检测敏感性的变化情况见表1,2。讨论LDCT的概念由NAIDICH等【L首次提出,但当时由于受CT设备影响,未能引起世人的注意,随着公众对放射卫生和自身防护意识的提高,这一技术逐渐受到关注,特别是WHO和国际放射委员会IRCP以及国际医学物理组织IOMP制定了医疗照射质量保证和质量控制标准,以期以最小的代价获得最佳的诊断效果,为LDCT技术的研究和应用提供了广阔的空间。由于肺组织良好的天然对比和较低的X线吸收率,使LDCT在肺部的应用最为广泛。在本组应用LDCT扫描者中,将管电流从250MAS降到40MAS,此时单次扫描的射线剂量从14.7MGY降至2.4MGY,降幅达83.7%,显著降图L,2年轻医师漏诊的中心结节圈3CAD漏诊的直径4MM结节围4CAD漏诊的非实性结节图5CAD漏诊的与肋胸膜相连结节图6CAD漏诊的与叶间胸膜相连结节圈7。8CAD漏诊的与肺内正常血管相连结节图9CAD不明漏诊原因的结节万方数据生丝遮魁堂盘壶QQ生旦筮丝鲞筮翅G蜮』曼尘生』墅盟2QQ。些丝盟垒表12名年轻医师使用两种技术对366个结节位置的检测结果表22名年轻医师使用两种技术对366个结节密度的检测结果医师与检测窒垡竺全J窒垡竺尘技术显示数个比率%显示数F比率%低了受检者所受的射线剂量。MAYO等引用LDCT扫描评价肺和纵隔的异常病变,并与标准剂量CT扫描相比较,结果显示两种检查结果之间差异无统计学意义。PICOZZI等纠依据“早期肺癌筛查计划”对有严重吸烟史、平均年龄64岁、X线胸片有模糊肺结节的60例患者进行3年的LDCT追踪,结果证明LDCT可以作为肺结节筛查的手段。LDCT联合CAD系统对肺结节的检测研究国内外报道较少,本研究中CAD系统检测敏感性为74.0%,年轻医师应用CAD系统后肺结节检测的敏感性明显提高,可达91.0%~91.8%。本研究中CAD系统漏诊的结节除了受结节大小算法限制外,其中结节密度较低、与胸膜和血管等正常结构相连等因素均能降低CAD系统检测的能力。但是CAD系统也能发现部分直径≤4MM的结节,本组中即检测到37个。是否CAD系统对≤4MM小结节的形态即更圆或位置即相对孤立采取阈值的标准来决定检测结果,其原因尚待探讨。在本组中CAD检测的695个结节中有42461.O%个结节被年轻医师确定为假阳性结节。降低CAD系统检测的假阳性率,提高年轻医师的工作效率,希望CAD系统通过深入的技术研究来克服这些不足。本研究结果显示,年轻医师对大血管中间的肺门区或中心区结节很容易漏诊,而CAD系统对该部位结节的检测敏感性较高,恰能弥补这一不足;年轻医师对周围区、胸膜下结节、GGO、≤4MM结节的检测敏感性明显优于CAD系统。对所有CAD系统检测到的可疑病变必须由放射科医师最终诊断,所以CAD软件是对年轻医师检测能力的有益补充,但目前CAD系统不能作为一站式检查进行工作,需要和放射科医师以互相补充的方式进行。笔者将继续深入开展LDCT联合CAD系统筛查肺结节的临床对比研究,为早期肺癌筛查提供有意义的检测方法。参考文献1董碧荣,何萍.从循证医学角度谈早期肺癌的筛查.中国循证医学杂志,2004,4419422.2MOLINAJR,YANGP,CASSIVISD,ETALNONSMALLCELLLUNGCANCEREPIDEMIOLOGY,RISKFACTORS,TREATMEM,ANDSURVIVORSHIP.MAYOCLINPROC,2008,83584594.3PADILLAJ,CAIROV,PEFIALVERJC,ETA1.SURVIVALANDRISKMODELFORSTAGEIBNONSMALLCELLLUNGCANER.HIILGCANCER,2002,3643.48.4吴晓华,马大庆,张忠嘉,等.多层螺旋CT胸部低剂量扫描发现肺结节的临床研究.中华放射学杂志,2004.38767770.5聂永康,蔡祖龙,赵绍宏.低剂龋螺旋CT筛选检查早期肺癌的初步研究.中华放射学杂志,2002,36230234.6ARMATOSG3RD,GIGERML,MACMAHONH.AUTOMATEDDETECTIONOFLUNGNEDUESINCTSC8118PRELIMINARYRESULTS.MEDPHY8,2001,2815521561.【7ANNATOSG3RD,LIF,GIGERML,ETA1.LUNGCANERPERFORMANCEOFAUTOMATEDLUNGNODULEDETECTIONAPPLIEDTOCANCELSMISSEDINACTSCREENINGPROGRANRRADIOLOGY,2002,225685692.8】RUBINGD,LYOJK,PAIKDS,ETA1.PULMONARYNEDULESONMULTIDETECTORROWCTSCARKQPERFORMANCECOMPARISONOFRADIOLOGISTSANDCOMPUTERAIDEDDETECTION.RADIOLOGY,2005,234274283.9张碧厶,陈自谦,赵政文,等.计算机辅助检测系统对数字化胸片中肺结爷诊断的应用价值.中华放射学杂志,2005,391092.1094.10YUANR,VESPM,COOPERBERGPLCOMPUTERAIDEDDETECTIONINSCREENINGCTFO‘PULMONARYNEDIIL憾AJR。2006,1861280L287.11NAIDIEHDP,MARSHALLCH。GRIBBINC,ETALLOWDOSECTOFTHELUNGSPRELIMINARYOBSERVATIONS.RADIOLOGY.1990,175729731.12MAYOJR,HARTMANTE,LEEKS,ELALCTOFTHECHESTMINIMALTUBECURRENTREQUIREDFORGOODIMAGEQUERYWITHTHELEASTRADIATIONDOSE.AJR,1995,164603607.13PICOZZIG,PACIE,LOPEZPEGNAA,ETA1.SCREENINGOFLUNGCANCERWITHLOWDOSESPIRALCTRESULTSOFATHREEYEARPILOTSTUDYANDDESIGNOFTHERANDOMISEDCONTROLLEDTRIAL“ITALUNGCT”.RADIOLMED.2005.10917.26.收稿日期20090804本文编辑任晓黎万方数据

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