CT 與AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)對診斷肺結(jié)節(jié)及鑒別分型的臨床價值

蔡少輝，林巧娟，楊樹木，陳尚昆，蘇良寶

安溪縣醫(yī)院 （福建安溪 362400）

肺結(jié)節(jié)是指發(fā)生在肺部的一種類圓形病灶，少數(shù)患者的病灶呈不規(guī)則形狀；若患者未能及時得到有效治療，不僅會加重咳嗽、咯痰、胸痛等臨床癥狀，還會增加肺癌的發(fā)生風(fēng)險，故如何提高肺結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率尤為重要[1-2]。CT 檢查是臨床診斷肺結(jié)節(jié)的常見方式，在進行影像學(xué)圖像分析的過程中，主要依靠臨床醫(yī)師人工閱片，但受圖像資料數(shù)量、清晰度等因素的影響，部分閱片經(jīng)驗較少的臨床醫(yī)師易出現(xiàn)誤診、漏診等情況[3-4]。近年來，隨著我國科技水平的不斷提高，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于肺結(jié)核的診斷中，可以幫助臨床醫(yī)師更全面、清晰地觀察患者肺部的實際情況，降低誤診率和漏診率[5]。既往有研究顯示，AI 在肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別方面具有一定的應(yīng)用價值，但其對肺結(jié)節(jié)的浸潤分型的診斷效果欠佳[6]。基于此，本研究分析100 例肺結(jié)核患者的影像學(xué)資料，旨在探討CT 與AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)對肺結(jié)節(jié)的診斷價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2021 年1 月至2022 年6 月于醫(yī)院經(jīng)手術(shù)病理檢查確診為肺結(jié)節(jié)的100 例患者為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合《肺部結(jié)節(jié)診治中國專家共識》[7]中關(guān)于肺結(jié)節(jié)的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，且均已經(jīng)手術(shù)病理檢查確診；淋巴結(jié)均正常；均無其他先天性肺部疾??；均存在咳嗽、咯痰、胸痛等臨床癥狀；臨床資料均完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他惡性腫瘤疾?。环尾看嬖趶浡圆∽?；圖像噪聲過多或存在運動偽影；對造影劑過敏；身體內(nèi)安裝有心臟起搏器、電子耳蝸、金屬止血夾；合并認(rèn)知功能障礙或其他精神疾病，無法配合臨床檢查。100 例肺結(jié)節(jié)患者中，男57 例、女43 例；年齡28～63 歲，平均（38.63±2.74）歲；病程6 個月至3 年，平均（1.23±0.15）年。本研究已獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批通過（倫理審批號：20201016），患者均自愿參與本研究且已簽署知情同意書。

1.2 方法

100 例患者均采用CT 檢查和AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)。CT 檢查。檢查前囑患者禁食禁飲4 h ，掃描前5 min 飲水1 000 ml。采用Somatom Definition AS型號的64 排螺旋CT 和聯(lián)影64 排螺旋CT 進行檢查。參數(shù)設(shè)置：管電壓為120 kV，管電流為300 mA，掃描時間為6～7 s，重建層厚為5.0 mm，F(xiàn)OV 為360 mm×400 mm，重建間隔設(shè)置為5.0 mm，矩陣設(shè)置為512×512。指導(dǎo)患者取仰臥位，保持屏息狀態(tài)，將其肺尖部作為掃描的起始位置，持續(xù)平掃至肺底，并將其雙側(cè)腋窩和胸壁納入掃描范圍。待掃描結(jié)束后，通過肺窗進行圖像分析，由2 名具有豐富影像學(xué)經(jīng)驗的臨床醫(yī)師閱片；如閱片過程中發(fā)生爭議，需由影像科主任進行分析，得出最后診斷結(jié)果。

AI 肺 結(jié) 節(jié) 診 斷。將Somatom Definition AS 型號的64 排螺旋CT 和聯(lián)影64 排CT 層厚設(shè)置為1 mm，隨后進行無間隔重建，將窗寬設(shè)置為1 450 HU，窗位設(shè)置為-831.1HU，確?？梢詼?zhǔn)確識別病灶。相關(guān)數(shù)據(jù)（如通信數(shù)據(jù)、醫(yī)學(xué)數(shù)字成像等）導(dǎo)入完成相關(guān)的影像學(xué)檢查后，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)中，將識別與檢查2 個階段整合，隨后采用計算機輔助定量參數(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完成預(yù)處理、單箱探測器模擬訓(xùn)練、結(jié)節(jié)測算等操作，自動勾選結(jié)節(jié)邊緣，并在三維狀態(tài)下測定結(jié)節(jié)的長徑、短徑、體積、最大截面積等參數(shù)。AI肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)共運行3次，將3 次運行結(jié)果中發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)最多的1 次作為最終診斷結(jié)果。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）以手術(shù)病理檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較CT 檢查和AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)在良性結(jié)節(jié)和惡性結(jié)節(jié)中的診斷符合率。良性結(jié)節(jié)：當(dāng)病灶呈無分葉，邊緣光整，密度均勻；惡性結(jié)節(jié)：當(dāng)病灶出現(xiàn)實性成分，呈胸膜凹陷征、分葉征、毛刺征、血管集束征、支氣管節(jié)段。（2）以手術(shù)病理檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較CT 檢查和AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)在不同結(jié)節(jié)性質(zhì)中的診斷符合率，主要包括實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)3 種性質(zhì)。CT 診斷符合率=CT 檢查確診例數(shù)/手術(shù)病理檢查確診例數(shù)×100%；AI 診斷符合率=肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)確診例數(shù)/手術(shù)病例檢查確診例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以±s表示，采用t檢驗。計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CT 與手術(shù)病理檢查在良惡性結(jié)節(jié)中的診斷價值

CT 檢查惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)的診斷符合率分別為75.00%（60/80）、75.00%（30/40），見表1。

表1 CT 檢查與手術(shù)病理檢查在良性、惡性結(jié)節(jié)中的診斷結(jié)果比較

2.2 AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)與手術(shù)病理檢查在良性、惡性結(jié)節(jié)中的診斷結(jié)果比較

AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)的診斷符合率分別為97.50%（78/80）、97.50%（39/40），見表2。

表2 AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)與手術(shù)病理檢查在良惡性結(jié)節(jié)中的診斷結(jié)果比較

2.3 CT 檢查與手術(shù)病理檢查在不同結(jié)節(jié)性質(zhì)中的診斷結(jié)果比較

CT 檢查的實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷符合率分別為62.50%（25/40）、66.67%（20/30）、60.00%（30/50），見表3。

表3 CT 檢查與手術(shù)病理檢查在不同結(jié)節(jié)性質(zhì)中的診斷結(jié)果比較

2.4 AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)與手術(shù)病理檢查在不同結(jié)節(jié)性質(zhì)中的診斷結(jié)果比較

AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)的實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷符合率分別為95.00%（38/40）、96.67%（29/30）、96.00%（48/50），見表4。

表4 AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)與手術(shù)病理檢查在不同結(jié)節(jié)性質(zhì)中的診斷結(jié)果比較

2.5 CT 與AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)在肺結(jié)節(jié)中的診斷符合率比較

AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)惡性結(jié)節(jié)、良性結(jié)節(jié)、實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷符合率均高于CT 檢查，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表5。

表5 CT 與AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)在肺結(jié)節(jié)中的診斷符合率[例數(shù)（%）]

3 討論

肺結(jié)節(jié)是臨床較常見的一種呼吸系統(tǒng)疾病，主要包括良性結(jié)節(jié)和惡性結(jié)節(jié)2 種類型。通常情況下，因該病在發(fā)病早期并未出現(xiàn)典型癥狀，易導(dǎo)致漏診，錯失最佳的治療時機。肺結(jié)節(jié)不僅會對患者的肺功能造成較大的損傷，且會對其他器官功能造成不同程度影響。因此，盡早診斷對于肺結(jié)節(jié)患者的治療和預(yù)后具有重要意義。CT 是臨床上較為常見的一種影像學(xué)檢查方法，但在實際的診斷過程中，臨床醫(yī)師可以將CT 檢查結(jié)果中的毛刺征、胸膜凹陷征、分葉征等典型征象作為判斷依據(jù)，以此完成肺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別診斷[8-9]。肺結(jié)節(jié)的CT檢查結(jié)束后，需要由經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師進行閱讀，但在實際的人工閱片過程中會因影像科醫(yī)師主觀因素影響出現(xiàn)漏檢、誤檢等情況。肺結(jié)節(jié)的CT 影像學(xué)資料較復(fù)雜，影像科醫(yī)師在閱片過程中主要依靠自身經(jīng)驗進行判斷，具有一定的主觀性，且在分析和處理CT 影像學(xué)圖像時，影像科醫(yī)師需認(rèn)真觀察和分析患者肺部的氣管、血管等影像特征，閱片時間較長，因此，為了確保肺結(jié)節(jié)CT 檢查的準(zhǔn)確率及效率，需借助先進的技術(shù)手段進行閱片。

AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)是近年來新興的一種檢查方式，通過分析輸入的肺結(jié)節(jié)圖像數(shù)據(jù)和病理檢查結(jié)果，自動獲取對應(yīng)關(guān)系作出診斷，以此縮短檢測時間，提高檢測效能[10-11]?；诖?，本研究對100 例肺結(jié)節(jié)患者采用AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)和CT 檢查，結(jié)果顯示，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)的良惡性結(jié)節(jié)、實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷符合率均高于CT 檢查，說明AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)可以顯著提高結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率。本研究結(jié)果與徐珂等[12]報道的的觀點基本一致。分析其原因為，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)可通過構(gòu)建優(yōu)質(zhì)檢測模型的方式，準(zhǔn)確選定患者的肺結(jié)節(jié)區(qū)域，隨后對該區(qū)域進行三維影像重構(gòu)，并將檢測圖像分為多個2D 影像，將相關(guān)的影像數(shù)據(jù)傳送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以此明確該區(qū)域的陰影部位是否為結(jié)節(jié)，從而提高肺結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率[13-14]。AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)將圖像結(jié)果傳輸至3 個不同設(shè)計理念的工作站中，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互相融合的作用機制，將數(shù)據(jù)量不斷擴大，進而診斷出微小病灶，以減少漏診的發(fā)生[15-16]。

AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)不僅可以通過圖像獲取與重組、分割輪廓、提取篩選特征、建立預(yù)測模型、驗證等方式鑒別診斷良惡性結(jié)節(jié)，有效提高影像學(xué)圖像的高可靠性、獨立性和高區(qū)分度，進一步明確肺結(jié)節(jié)的性質(zhì)，提高實性結(jié)節(jié)、部分實性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率[17-18]。除此之外，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)可以維持穩(wěn)定運行，有效提高低年資醫(yī)師的診斷水平，避免臨床醫(yī)師在閱片過程中出現(xiàn)疲勞的情況，降低其工作強度，提高診斷準(zhǔn)確率。在肺結(jié)節(jié)的診斷過程中，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)僅用數(shù)秒即可完成肺結(jié)節(jié)的自動檢測、病灶自動隔離、測量定量和定性參數(shù)，以此判斷結(jié)節(jié)的良惡性。但該系統(tǒng)也存在一定的不足，根據(jù)既往的臨床實踐，針對直徑超過3 mm 的肺結(jié)節(jié)，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)的檢出率接近100.00%；針對直徑3 mm 以內(nèi)的肺結(jié)節(jié)，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)的檢出率下降至70.00%左右，因此，臨床需不斷擴大和優(yōu)化該系統(tǒng)的軟件和計算方法，不斷提高惡性結(jié)節(jié)和微小結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率[19-20]。

綜上所述，AI 肺結(jié)節(jié)診斷系統(tǒng)對肺結(jié)節(jié)和分型的鑒別診斷價值高于CT 檢查，有利于提高良惡性結(jié)節(jié)的診斷符合率，值得臨床推廣和應(yīng)用。