前沿研究

CT 与 AI 肺结节诊断系统对诊断肺结节及鉴别分型的临床价值

发布时间:2024-08-05 09:24:50      浏览  次

作者:蔡少辉,林巧娟,杨树木,陈尚昆,苏良宝

单位:安溪县医院 (福建安溪 362400)

〔关键词〕肺结节;CT;检查;AI;肺结节诊断系统;结节分型

〔中图分类号〕R563  〔文献标识码〕B

〔文章编号〕1002-2376(2024)05-0030-04

肺结节是指发生在肺部的一种类圆形病灶,少数患者的病灶呈不规则形状;若患者未能及时得到有效治疗,不仅会加重咳嗽、咯痰、胸痛等临床症状,还会增加肺癌的发生风险,故如何提高肺结节的诊断准确率尤为重要 [1-2]。CT 检查是临床诊断肺结节的常见方式,在进行影像学图像分析的过程中,主要依靠临床医师人工阅片,但受图像资料数量、清晰度等因素的影响,部分阅片经验较少的临床医师易出现误诊、漏诊等情况 [3-4]。近年来,随着我国科技水平的不断提高,AI 肺结节诊断系统逐渐被应用于肺结核的诊断中,可以帮助临床医师更全面、清晰地观察患者肺部的实际情况,降低误诊率和漏诊率 [5]。既往有研究显示,AI 在肺结节良恶性鉴别方面具有一定的应用价值,但其对肺结节的浸润分型的诊断效果欠佳 [6]。基于此,本研究分析 100 例肺结核患者的影像学资料,旨在探讨 CT 与 AI 肺结节诊断系统对肺结节的诊断价值,现报道如下。

1  资料与方法

1.1  一般资料

选择 2021 年 1 月至 2022 年 6 月于医院经手术病理检查确诊为肺结节的 100 例患者为研究对象。纳入标准:均符合《肺部结节诊治中国专家共识》[7] 中关于肺结节的临床诊断标准,且均已经手术病理检查确诊;淋巴结均正常;均无其他先天性肺部疾病;均存在咳嗽、咯痰、胸痛等临床症状;临床资料均完整。排除标准:合并其他恶性肿瘤疾病;肺部存在弥漫性病变;图像噪声过多或存在运动伪影;对造影剂过敏;身体内安装有心脏起搏器、电子耳蜗、金属止血夹;合并认知功能障碍或其他精神疾病,无法配合临床检查。100 例肺结节患者中,男 57 例、女 43 例;年龄 28 ~ 63 岁,平均(38.63±2.74)岁;病程 6 个月至 3 年,平均(1.23±0.15)年。本研究已获医院医学伦理委员会审批通过(伦理审批号:20201016),患者均自愿参与本研究且已签署知情同意书。

1.2  方法

100 例患者均采用 CT 检查和 AI 肺结节诊断系统。CT 检查。检查前嘱患者禁食禁饮 4 h ,扫描前 5 min 饮水 1 000 ml。采用 Somatom Definition AS型号的 64 排螺旋 CT 和联影 64 排螺旋 CT 进行检查。参数设置:管电压为 120 kV,管电流为 300 mA,扫描时间为 6 ~ 7 s,重建层厚为 5.0 mm,FOV 为360 mm×400 mm,重建间隔设置为 5.0 mm,矩阵设置为 512×512。指导患者取仰卧位,保持屏息状态,将其肺尖部作为扫描的起始位置,持续平扫至肺底,并将其双侧腋窝和胸壁纳入扫描范围。待扫描结束后,通过肺窗进行图像分析,由 2 名具有丰富影像学经验的临床医师阅片;如阅片过程中发生争议,需由影像科主任进行分析,得出最后诊断结果。

AI 肺结节诊断。 将 Somatom Definition AS 型号 的 64 排 螺 旋 CT 和 联 影 64 排 CT 层 厚 设 置 为1 mm,随后进行无间隔重建,将窗宽设置为 1 450 HU,窗位设置为 -831.1HU,确保可以准确识别病灶。相关数据(如通信数据、医学数字成像等)导入完成相关的影像学检查后,AI 肺结节诊断系统中,将识别与检查 2 个阶段整合,随后采用计算机辅助定量参数系统数据完成预处理、单箱探测器模拟训练、结节测算等操作,自动勾选结节边缘,并在三维状态下测定结节的长径、短径、体积、最大截面积等参数。AI 肺结节诊断系统共运行 3 次,将 3 次运行结果中发现结节最多的 1 次作为最终诊断结果。

1.3  观察指标

(1)以手术病理检查结果作为金标准,比较CT 检查和 AI 肺结节诊断系统在良性结节和恶性结节中的诊断符合率。良性结节:当病灶呈无分叶,边缘光整,密度均匀;恶性结节:当病灶出现实性成分,呈胸膜凹陷征、分叶征、毛刺征、血管集束征、支气管节段。(2)以手术病理检查结果作为金标准,比较 CT 检查和 AI 肺结节诊断系统在不同结节性质中的诊断符合率,主要包括实性结节、部分实性结节和磨玻璃结节 3 种性质。CT 诊断符合率 =CT 检查确诊例数 / 手术病理检查确诊例数 ×100%;AI 诊断符合率 = 肺结节诊断系统确诊例数 /手术病例检查确诊例数 ×100%。

1.4  统计学处理

采用 SPSS 19.0 统计软件进行数据分析。计量资料以 x ±s 表示,采用 t 检验。计数资料以率表示,采用 χ2 检验。P< 0.05 为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  CT 与手术病理检查在良恶性结节中的诊断价值

CT 检查恶性结节和良性结节的诊断符合率分别为 75.00%(60/80)、75.00%(30/40),见表 1。

表 1 CT 检查与手术病理检查在良性、恶性结节中的诊断结果比较

2.2  AI 肺结节诊断系统与手术病理检查在良性、恶性结节中的诊断结果比较

AI 肺结节诊断系统恶性结节和良性结节的诊断符合率分别为 97.50%(78/80)、97.50%(39/40),见表 2。

表 2 AI 肺结节诊断系统与手术病理检查在良恶性结节中的诊断结果比较

2.3  CT 检查与手术病理检查在不同结节性质中的诊断结果比较

CT 检查的实性结节、部分实性结节和磨玻璃结节的诊断符合率分别为 62.50%(25/40)、66.67%(20/30)、60.00%(30/50),见表 3。

表 3 CT 检查与手术病理检查在不同结节性质中的诊断结果比较

2.4  AI 肺结节诊断系统与手术病理检查在不同结节性质中的诊断结果比较  

AI 肺结节诊断系统的实性结节、部分实性结节和磨玻璃结节的诊断符合率分别为 95.00%(38/40)、96.67%(29/30)、96.00%(48/50),见表 4。

表 4 AI 肺结节诊断系统与手术病理检查在不同结节性质中的诊断结果比较

2.5  CT 与 AI 肺结节诊断系统在肺结节中的诊断符合率比较

AI 肺结节诊断系统恶性结节、良性结节、实性结节、部分实性结节和磨玻璃结节的诊断符合率均高于 CT 检查,差异有统计学意义(P< 0.05),见表 5。

表 5 CT 与 AI 肺结节诊断系统在肺结节中的诊断符合率 [ 例数(%)]

3  讨论

肺结节是临床较常见的一种呼吸系统疾病,主要包括良性结节和恶性结节 2 种类型。通常情况下,因该病在发病早期并未出现典型症状,易导致漏诊,错失最佳的治疗时机。肺结节不仅会对患者的肺功能造成较大的损伤,且会对其他器官功能造成不同程度影响。因此,尽早诊断对于肺结节患者的治疗和预后具有重要意义。CT 是临床上较为常见的一种影像学检查方法,但在实际的诊断过程中,临床医师可以将 CT 检查结果中的毛刺征、胸膜凹陷征、分叶征等典型征象作为判断依据,以此完成肺结节良恶性的鉴别诊断 [8-9]。肺结节的 CT检查结束后,需要由经验丰富的影像科医师进行阅读,但在实际的人工阅片过程中会因影像科医师主观因素影响出现漏检、误检等情况。肺结节的CT 影像学资料较复杂,影像科医师在阅片过程中主要依靠自身经验进行判断,具有一定的主观性,且在分析和处理 CT 影像学图像时,影像科医师需认真观察和分析患者肺部的气管、血管等影像特征,阅片时间较长,因此,为了确保肺结节 CT 检查的准确率及效率,需借助先进的技术手段进行阅片。

AI 肺结节诊断系统是近年来新兴的一种检查方式,通过分析输入的肺结节图像数据和病理检查结果,自动获取对应关系作出诊断,以此缩短检测时间,提高检测效能 [10-11]。基于此,本研究对 100 例肺结节患者采用 AI 肺结节诊断系统和 CT 检查,结果显示,AI 肺结节诊断系统的良恶性结节、实性结节、部分实性结节和磨玻璃结节的诊断符合率均高于 CT 检查,说明 AI 肺结节诊断系统可以显著提高结节的诊断准确率。本研究结果与徐珂等 [12] 报道的的观点基本一致。分析其原因为,AI 肺结节诊断系统可通过构建优质检测模型的方式,准确选定患者的肺结节区域,随后对该区域进行三维影像重构,并将检测图像分为多个 2D 影像,将相关的影像数据传送至神经网络,以此明确该区域的阴影部位是否为结节,从而提高肺结节的诊断准确率 [13-14]。AI 肺结节诊断系统将图像结果传输至3 个不同设计理念的工作站中,通过卷积神经网络互相融合的作用机制,将数据量不断扩大,进而诊断出微小病灶,以减少漏诊的发生 [15-16]

综上所述,AI 肺结节诊断系统对肺结节和分型的鉴别诊断价值高于 CT 检查,有利于提高良恶性结节的诊断符合率,值得临床推广和应用。

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