A Preliminary Analysis of Using the Sinogram-affirmed Iterative Reconstruction Strength Levels based on the Original Data of Low-dose Chest CT to Evaluate Different Types of Small Pulmonary Nodules
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摘要: 目的:探讨低剂量胸部CT(LDCT)原始数据迭代重建(SAFIRE)增强等级与不同类型(实性、部分实性及纯磨玻璃)肺小结节优化显示的对应关系。材料与方法:分析2020年9月至2021年1月行LDCT并符合肺小结节入组标准受试者101例105个肺小结节,依结节性质分为实性结节组(n=27),部分实性结节组(n=37)和纯磨玻璃结节组(n=41)。采用单因素方差分析、卡方检验或Kruskal-Wallis H检验先分析组间一般资料,再以滤波反投影算法(FBP,B50f)为参照,比较SAFIRE I50f和I70f(分别1~5级)各模式下客观图像质量(噪声值、肺小结节CT值、SNR和CNR)和主观图像质量评分。结果:①三组在性别、身体质量指数和结节分布无显著差异,纯磨玻璃结节组年龄和结节长径均小于实性和部分实性结节组;② SAFIRE I50f 1~5和I70f-5图像噪声值均低于FBP B50f,其中SAFIRE I50f-5噪声值最低,不同模式下肺小结节CT值无显著差异,SAFIRE I50f-5肺小结节SNR和CNR均高于FBP B50f和其他SAFIRE模式;③ SAFIRE I50f 3~5实性和部分实性肺小结节图像质量主观评分高于FBP B50f和除I70f-5外SAFIRE其他模式,SAFIRE I50f-4纯磨玻璃肺小结节图像质量主观评分高于FBP B50f和除I50f-3、I50f-5外SAFIRE其他模式且组间评分无显著差异。结论:SAFIRE I50f-4在LDCT实性、部分实性和纯磨玻璃肺小结节图像质量客观、主观评价方面均表现良好且均衡,可适用于各类型肺小结节LDCT评价。Abstract: Objective: We intend to explore the Corresponding relations between the Sinogram-affirmed iterative reconstruction (SAFIRE) strength levels and the optimized display of different types (solid, partially solid, and pure ground glass) of small pulmonary nodules in low-dose chest CT (LDCT). Materials and methods: We analyzed 105 small pulmonary nodules in 101 patients who underwent LDCT from September 2020 to January 2021 and also met the criteria for small pulmonary nodules. Based on nodule composition, they were divided into the solid nodule Group (n=27), the partially solid nodule group (n=37) and the pure ground glass nodule group (n=41). First we adopted the one-way analysis of variance, Chi-square test or Kruskal-Wallis H test to analyze the general data in groups, then took the filtered back projection algorithm (FBP, B50f) as the reference to compare the difference in objective image quality (including noise value, CT value of small pulmonary nodules, SNR and CNR) and subjective image quality in groups under different SAFIRE modes (I50f and I70f, strength levels 1 to 5 respectively).Results: 1 There was no significant difference in gender, body mass index, and nodule distribution in three groups. The age and length of the nodules in the pure ground-glass nodule group were smaller than those in the solid and partial solid nodule groups; 2 The image noise values in SAFIRE I50f 1-5 and I70f-5 were lower than that in FBP B50f while SAFIRE I50f-5 showed the lowest noise value. There was no significant difference in CT values of small pulmonary nodules in the three groups under different modes, the SNR and CNR of small pulmonary nodules in SAFIRE I50f-5 were higher than those of FBP B50f and other SAFIRE modes; 3 SAFIRE I50f 3~5 of solid and partial solid pulmonary nodule groups obtained higher subjective scores than that of FBP B50f and other SAFIRE modes except I70f-5. SAFIRE I50f-4 of pure ground glass nodule group obtained a higher subjective score than those of FBP B50f and other SAFIRE modes except I50f-3 and I50f-5, and there was no significant difference in the subjective scores in three groups under this mode (P=0.428). Conclusion: SAFIRE I50f-4 performed well and displayed a balanced effect in the objective and subjective evaluation of solid, partial solid and pure ground glass small pulmonary nodules in LDCT. We suggest it can be applied to evaluate different types of small pulmonary nodules in LDCT.
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基底细胞癌(basal cell carcinoma,BCC)与睑板腺癌(sebaceous carcinoma of eyelid,SC)是中老年人最常见的眼睑恶性肿瘤,发病率分别位于第1和第2位,但是因两者恶性程度和侵袭性的不同,患者的治疗方法和预后有很大不同[1-2]。术前对BCC和SC进行定性评估,对手术方法的选择、提高治愈率和降低转移率尤为重要。
本文回顾性分析我院2015年1月至2020年9月经手术病理证实的14例SC及7例BCC的影像学资料,对两种疾病的一般资料与CT、MRI表现做比较和总结,以提高对眼睑部疾病的认识和诊断准确率。
1. 资料和方法
1.1 一般资料
本组SC患者14例,男性1例,女性13例,年龄54~86岁,平均年龄(73.07±10.87)岁。BCC患者7例,男性3例,女性4例,年龄57~84岁,平均年龄(70.71±9.46)岁。临床症状均为发现眼睑部肿物或有异物感,2例既往有眼眶手术史。所有病例最终诊断均由手术病理证实。
1.2 检查方法
14例SC患者术前6例行CT平扫检查,7例行MRI平扫检查,1例行CT与MRI检查。7例BCC患者1例行CT平扫检查,5例行MRI平扫检查,1例行CT与MRI检查。
CT检查采用GE Light speed 16排CT扫描机。扫描参数:120 kV,200 mA,常规扫描层厚3 mm,薄层重建层厚1 mm,螺距1.0;MRI检查采用Philips 3.0 T扫描仪及GE 1.5 T MRI扫描仪,使用眼眶专用线圈,扫描序列包括T1 WI、T2 WI、T2抑脂,DWI,扫描方位包括横断位、冠状位、矢状位,扫描层厚4 mm。
1.3 图像分析
所有患者CT和MRI图像由两位具有5年以上头颈部影像诊断工作经验的放射诊断医师共同阅片,如有意见分歧,两位医师共同协商达成一致意见。分析内容包括病变部位、形态、大小、密度及信号特征、病灶与邻近结构的关系、有无钙化、气体、囊变等。
2. 结果
2.1 睑板腺癌
14例SC患者影像学表现。①发病部位:右眼睑6例,其中4例位于上睑,1例位于下睑,1例病变侵犯眶内;左眼睑8例,3例位于上睑,5例位于下睑。②形态及大小:14例肿瘤长径范围1.1~3.8 cm,平均长径(1.84±0.81)cm;5例肿瘤呈环条状及斑块状附着于眼环前方,可见“弧形征”(图1),8例肿瘤表现为眼睑部软组织结节,其中1例呈“菜花状”向外凸起(图2);1例肿瘤呈团块状向眼眶内生长;7例病灶边界不清晰,7例边界清晰。③病灶密度及信号特征:7例行CT检查的患者表现为等密度软组织影,病灶较大时密度不均匀,未见囊变坏死区;4例内部见气体密度影,均未见钙化影;8例行MRI检查的患者表现为T1 WI等或低信号,T2 WI呈稍高信号,脂肪抑制序列为高信号,DWI呈高或稍高信号。④病灶与邻近结构的关系:14例中13例局限于眶隔前区,11例表皮受累,2例仅位于皮下未侵及眼睑皮肤(图3),1例肿瘤范围较大,侵犯球内及球后,累及眼外肌、泪腺及视神经。
2.2 基底细胞癌
7例BCC患者影像学表现。①发病部位:右眼睑4例,左眼睑3例,均位于下睑。②形态及大小:1例呈环条状肿块,3例呈结节状,1例呈扁丘状,边界均较清晰;肿瘤长径范围0.6~4.4 cm,平均长径(1.60±1.58) cm;1例呈边界不清晰的团片状混杂信号影;1例仅见皮肤表面略不光整,未见明显肿块;仅1例见“弧形征”。③病灶密度及信号特征:2例行CT检查的患者表现为密度均匀的软组织影,1例病灶内见点状钙化(图4);6例行MRI检查的患者表现为T1 WI等或低信号,T2 WI呈稍高或高信号,DWI呈稍高信号。④病灶与邻近结构的关系:7例肿瘤均局限于眶隔前区,2例仅局限在皮肤,未侵犯皮下脂肪组织(图5)。
2.3 SC与BCC的鉴别诊断
SC与BCC的一般资料对比(表1)显示,女性患者比例SC(92.9%)高于BCC(57.1%)。
表 1 SC与BCC一般资料对比Table 1. The comparison of general information of SC and BCC肿瘤类型 例数 平均年龄/岁 性别 男 女 SC 14 73.07±10.87 1 13 BCC 7 70.71± 9.46 3 4 SC与BCC发病部位与病灶范围对比(表2)显示,SC上睑发病率高于下睑,BCC则均发生于下睑。SC病例中有1例侵犯眶内,其余病灶均局限于眶隔前区,BCC病例中病灶均局限于眶隔前区。
表 2 SC与BCC发病部位与病灶范围对比Table 2. The comparison of pathogenic sites and lesion range of SC and BCC肿瘤类型 例数 发病部位 病灶范围 上睑 下睑 仅限眶隔前区 向眶内侵犯 SC 14 7 6 13 1 BCC 7 0 7 7 0 SC与BCC影像学特征对比(表3)显示,SC病灶长径大于BCC,形态上28.6% 的病灶呈环条状,高于BCC(14.3%),SC 14 例病例中有50% 病灶边界不清晰,高于BCC(14.3%)。病灶出现弧形征、气体征比例SC(35.7%,57.1%)高于BCC(14.3%,0%)。
表 3 SC与BCC影像学特征对比Table 3. The comparison of imaging findings of SC and BCC肿瘤类型 例数 平均长径/cm 形态 边界 弧形征 气体征 环条状 结节状 清晰 不清晰 SC 14 1.84±0.81 4 8 7 7 5 4 BCC 7 1.60±1.58 1 3 6 1 1 0 3. 讨论
3.1 概述
BCC与SC是中老年眼睑常见的两类恶性肿瘤,发病率分别位于第1和第2位,但是因两者恶性程度不同,致使治疗方法和预后有很大不同[1-2]。BCC是最常见的皮肤恶性肿瘤,起源于表皮基底层,男性患者比例稍多于女性,大部分发生在下眼睑[3],侵袭邻近结构及发生转移概率较低,患者一般预后较好,紫外线照射是其重要的危险因素[4-5]。SC发生于眼睑Meibomian腺或Zeis腺[6],在我国眼睑恶性肿瘤中,位居第2位,约占31.7%[7],女性较男性多见,易发生于上睑[8],而在西方人种中较为罕见[9]。
SC恶性程度较高,可侵犯临近组织结构并发生淋巴结及血行转移,患者预后不良,死亡率可高达50% 以上,临床上表现为眼睑弥漫性增厚,部分可触及眼睑肿块。目前该疾病主要依靠活检进行组织病理学诊断[10]。
3.2 SC影像学特征
病灶在CT表现为软组织密度影[9],密度较均匀,囊变及钙化少见,形态多呈环条状、结节状软组织影像。本研究中14例SC中12例呈结节状、环条状,与文献相符[11]。MRI表现为T1 WI等或低信号,T2 WI呈稍高信号,DWI呈高或稍高信号,这可能与SC肿瘤细胞较密集造成扩散受限有关。SC特征性影像学改变为病灶后方被眼环阻挡呈“弧形征”,以及病灶内部因继发坏死感染形成的气体征[11-12],本研究发生率分别为35.7%(5/14)和57.1%(4/7)。晚期肿瘤可侵犯眶内及球内,并可发生淋巴结转移和远处转移[13]。
3.3 BCC的影像学特征
肿瘤病理学最常见的类型有结节型和浅表型,影像学结节型表现为眼睑部皮肤及皮下软组织结节,浅表型表现为扁丘状及鳞片状软组织斑块[4-5]。本研究中两种病理类型BCC比例分别为42.9%(3/7)和28.6%(2/7)。BCC在MRI中病灶内常有T2 WI高信号区,这与BCC瘤体中含有充满粘液的囊腔有关,此信号特点与本研究病例的MRI特征相符。侵犯皮下组织较少见,本研究7例BCC患者中有2例局限在皮肤,未侵犯皮下,与文献报道[3]稍不符,需要更大样本量加以印证。BCC如果不及时治疗或术后复发也可侵犯至球内及球后,此外CT、MRI检查可评估BCC的淋巴结转移、远处脏器转移及骨骼受累情况[3]。
3.4 SC与BCC的相似点
SC与BCC作为眼睑常见的恶性肿瘤,好发于中老年,均发生于眶隔前区,影像学均表现为眼睑部软组织肿块。CT密度较均匀,病灶内少见囊变、液化坏死,MRI信号相似,均为T1 WI等或低信号,T2 WI呈稍高或高信号,DWI呈稍高信号。
3.5 SC与BCC鉴别诊断要点
结合本组对比研究结果及文献资料,总结SC与BCC鉴别诊断要点如下:
①发病性别和发病部位:SC好发于老年女性,肿瘤多位于上眼睑;BCC患者男女性患者比例相近,肿瘤多位于下眼睑。②病灶起源位置、形态及边界:SC起源于皮下睑板,向表皮层生长,形态多呈环条状和结节状,病灶边界清晰或不清晰;而BCC起源于皮肤,向皮下生长,形态多呈结节状或扁丘状,有时仅见皮肤破损改变,病灶边界较清晰。③影像学特殊征象:弧形征、气体征多见于SC,病灶内钙化可能更多见于BCC,需要更多行CT检查的BCC病例证实。
3.6 本研究的局限性
①本研究为回顾性研究,患者检查设备和扫描方案不完全一致,大部分患者未同时行CT、MRI检查,对分析病灶内部成分造成困难。②入组患者未行增强检查,无法获取肿瘤的血供、强化曲线等信息。③样本量较少,分析结果可能存在一定偏差,需要在今后的工作中进一步收集病例。
综上所述,SC与BCC是中老年眼睑最常见的两种恶性肿瘤,在流行病学、发病部位、影像学特征等方面均有一定的差异,对于老年女性发生于上眼睑的环条状病灶,CT及MRI发现弧形征、气体征的影像学特征,边界不清晰,应首先考虑为SC;如果病灶发生于下眼睑,呈结节状或扁丘状,边界较清晰,病变仅局限于皮肤未侵及皮下,则首先考虑为BCC。掌握以上鉴别要点,可提高眼睑恶性肿瘤术前诊断的准确性,降低误诊率。
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[1] CHEN W, ZHENG R, BAADE P D, et al. Cancer statistics in China, 2015[J]. CA:A Cancer Journal for Clinicians, 2016, 66(2):115-32.
[2] 赫捷, 里霓, 陈万青, 等. 中国肺癌筛查与早诊早治指南(2021, 北京)[J]. 中华肿瘤杂志, 2021, 43(3):243-268. DOI:10.3760/cma.j.cn112152-20210119-00060. HE J, LI N, CHEN W Q, et al. China guideline for the screening and early detection of lung cancer(2021, Beijing)[J]. Chinese Journal of Oncology, 2021, 43(3):243-268. DOI:10.3760/cma.j.cn112152-20210119-00060. (in Chinese).
[3] 中华医学会呼吸病学分会肺癌学组, 中国肺癌防治联盟专家组. 肺结节诊治中国专家共识(2018年版)[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2018, 41(10):763-771. [4] MACMAHON H, NAIDICH D P, GOO J M, et al. Guidelines for management of incidental pulmonary nodules detected on CT images:From the fleischner society 2017[J]. Radiology, 2017, 284:228-243.
[5] de JONG P A, LEINER T, LAMMERS J W, et al. Can low-dose unenhanced chest CT be used for follow-up of pulmonary nodules?[J]. American Journal of Roentgenology, 2012, 199(4):777-780.
[6] National Pulmonary Screening Trial Research Team, ABERLE D R, ADAMS A M, et al. Reduced pulmonary-cancer mortality with low-dose computed tomographic screening[J]. The New England Journal of Medicine, 2011, 365(5):395-409.
[7] JIN S, ZHANG B, ZHANG L, et al. Pulmonary nodules assessment in ultra-low-dose CT with iterative reconstruction compared to conventional dose CT[J]. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, 2018, 8(5):480-490.
[8] 王海燕. SAFIRE迭代重建技术在低剂量胸部CT检查中的临床应用研究[D]. 济南:山东大学, 2014. Wang H Y. Application study of Sinogram-affirmed iterative reconstruction on low dose chest CT[D]. Ji'nan:Shandong University, 2014. (in Chinese). [9] SWENSEN S J, JETT J R, HARTMAN T E, et al. Pulmonary cancer screening with CT:Mayo Clinic experience[J]. Radiology, 2003, 226(3):756-761.
[10] YANG W, QIAN F, TENG J, et al. Community-based pulmonary cancer screening with low-dose CT in China:Results of the baseline screening[J]. Lung Cancer, 2018, 117:20-26.
[11] HOREWEG N, VAN ROSMALEN J, HEUVELMANS M A, et al. Pulmonary cancer probability in patients with CT-detected pulmonary nodules:A prespecified analysis of data from the NELSON trial of low-dose CT screening[J]. The Lancet Oncology, 2014, 15:1332-1341.
[12] 中华医学会放射学分会心胸学组. 低剂量螺旋CT肺癌筛查专家共识[J]. 中华放射学杂志, 2015, (5):328-335. [13] 赵子健, 李若梅, 苏祝平, 等. LDCT平扫联合ASiR算法在新型冠状病毒肺炎检查中的应用价值[J]. 医疗卫生装备, 2020, 41(7):69-72 , 92. ZHAO Z J, LI R M, SU Z P, et al. Application value of LDCT combined with ASiR algorithm for diagnosing COVID-19[J]. Chinese Medical Equipment Journal, 2020, 41(7):69-72, 92. (in Chinese).
[14] WILLEMINK M J, NOËL P B. The evolution of image reconstruction for CT-from filtered back projection to artificial intelligence[J]. European Radiology, 2019, 29(5):2185-2195.
[15] WANG G, YU H, DE MAN B. An outlook on X-ray CT research and development[J]. Medical physics, 2008, 35(3):1051-1064.
[16] STILLER W. Basics of iterative reconstruction methods in computed tomography:A vendorindependent overview[J]. European Journal of Radiology, 2018, 109:147-154.
[17] AHN H, LEE K H, KIM J, et al. Diameter of the solid component in subsolid nodules on Low-dose unenhanced chest computed tomography:Measurement accuracy for the prediction of invasive component in pulmonary adenocarcinoma[J]. Korean Journal of Radiology, 2018, 19(3):508-515.
[18] 张可名, 王小红, 孙世元, 等. SAFIRE迭代重建技术在肺磨玻璃密度结节低剂量高分辨率CT检查中的应用[J]. 中国老年学杂志, 2016, 36(11):2736-2738. [19] MIRONOVA V, BLASBERG J D. Evaluation of ground glass nodules[J]. Current Opinion in Pulmonary Medicine, 2018, 24(4):350-354.
[20] MILANESE G, SILVA M, FRAUENFELDER T, et al. Comparison of ultra-low dose chest CT scanning protocols for the detection of pulmonary nodules:A phantom study[J]. Tumori Journal, 2019, 105(5):394-403.
[21] 朱熹, 夏巍, 周中柱, 等. 低剂量CT不同重建技术对计算机辅助诊断肺结节的影响[J]. 放射学实践, 2019, 34(11):1255-1259. ZHU X, XIA W, ZHOU Z Z, et a1. Effect of different reconstruction techniques on computer-aided diagnosis of pulmonary nodules in low-dose CT[J]. Radiology Practice, 2019, 34(11):1255-1259. (in Chinese).
[22] CHRISTE A, HEVERHAGEN J, OZDOBA C, et al. CT dose and image quality in the last three scanner generations[J]. World Journal of Radiology, 2013, 5(11):421-429.
[23] GEYER L L, SCHOEPF U J, MEINEL F G, et al. State of the art:Iterative CT reconstruction techniques[J]. Radiology, 2015, 276(2):339-357.
[24] LAURENT G, VILLANI N, HOSSU G, et al. Full model-based iterative reconstruction (MBIR) in abdominal CT increases objective image quality, but decreases subjective acceptance[J]. European Radiology, 2019, 29(8):4016-4025.
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期刊类型引用(1)
1. 贾红敏,卫宏江,赵瑾璐,杨正汉. CT增强长时间延迟扫描在腹膜假黏液瘤PCI评分中的价值研究. CT理论与应用研究(中英文). 2025(02): 311-318 . 百度学术
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