孤立性肺结节的癌症风险评估与经皮穿刺肺活检术的应用价值

发布时间：2017-12-30 18:47

本文关键词：孤立性肺结节的癌症风险评估与经皮穿刺肺活检术的应用价值　出处：《第三军医大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：背景近年来随着CT在临床上的广泛应用,肺结节的检出率越来越高[1-3]。多项大型肺癌筛查试验中,肺结节的检出率已经升至8-51%,而恶性肺结节的比例为1.1-12%[2]。事实上,大部分吸烟的人群行胸部薄层CT检查均可检出肺部小结节,大多数直径均7mm,且大部分为良性[4]。临床医生面对的主要挑战就是筛查出肺结节比例高,而恶性结节检出率低,针对肺结节最佳的管理策略尚不规范[3],临床处理流程显得非常混淆。因此,临床上迫切需要适合的肺结节风险评估方法与管理策略。孤立性肺结节是被充气肺组织完全包围,边界清晰的单个、单发的不透X线阴影,直径≤3cm;1cm称作小结节[5,6],8mm称作亚厘米级的结节,4mm称作微结节[7]。肺结节的病因可能是肺癌、转移癌、感染、瘢痕形成以及良性病变[2]。癌性结节尽早明确诊断,可显著提高肺癌的5年生存率,这对于肺癌的治疗尤为重要。8mm的肺结节短时间内发展为恶性肿瘤的可能性较小,或倍增时间较长。Fleishner及ACCP指南都推荐≤4mm肺结节,低风险人群不需要随访,高风险人群12月随访CT;4-8mm肺结节随访2-3次CT,超过2年,据肺结节体积变化及倍增时间评估良恶性;≥8mm的肺结节恶性风险显著增高,需根据临床资料或预测模型,评估恶性肺结节的风险高低,通常最终需要活检获取组织学标本明确诊断[8]。外科手术对早期肺癌起到根本性治疗作用,可能得到最好的生存率,但并发症不可完全避免,并且良性肺结节及晚期恶性病变并不需要行外科手术[2,9]。许多研究认为PET-CT可精确地鉴别孤立性肺结节的良恶性[10]。然而,在大部分感染或活化巨噬细胞的炎症性疾病时,FDG-PET可得出假阳性的结果(10-25%);类癌、肺泡细胞癌以及黏液性肿瘤由于结节小或代谢活性低,PET代谢值可正常或轻-中度增高,从而可得到假阴性结果[11]。纤维支气管镜是简便、安全的活检技术,但对于周围性肺结节的诊断有限,因为它很难到达小的周围肺结节的位置,并且病灶经常不可见,通常也不能取得足够多的组织量完全除外肿瘤[12]。近年来兴起的超声支气管镜(EBUS),电磁导航支气管镜(ENB)和虚拟导航支气管镜(VBN)下的肺活检,阳性率与肺结节病灶大小以及位置有关,但价格比较昂贵,尚未普及使用,并且非诊断性结果不能完全除外肿瘤[13,14]。经皮穿刺肺活检术作为非外科手术活检具有独特的优势,尤其是适合周围性肺结节[2,9]。恶性疾病可以明确诊断,良性疾病可以指导治疗。但是,当穿刺结果为阴性时仍不能完全除外肿瘤的可能[9]。而长期定期随访肺结节影像检查也会过多地让患者暴露在射线中的同时,也会带来更多的心理负担,并且如果不能精确地评估肺结节的恶性风险,可能延误诊断和治疗[15]。目前大多数临床医生均采用他们自己的经验来判断肺结节的良恶性[16],而研究显示有效的管理肺结节依赖于通过肺结节临床、影像特征的风险预测模型来预测良恶性风险的大小[17,18]。现有的肺结节风险预测模型主要有Mayo模型、多中心都退伍军人事务部的VA模型、Brock模型、Herder模型[16,19-21],以及我国内的PKUPH模型[22]。但他们没有采用更细致的影像特征来评估征肺结节的风险。并且,目前尚没有大样本或精确的预测模型来评估孤立性肺结节的癌症风险大小,尤其是没有针对中国肺结节人群的大样本风险预测模型[23]。本研究主要是回顾性分析近5年来在西南医院行CT引导下经皮穿刺肺活检的1422例孤立性肺结节(SPNs)患者的临床、病理、影像资料。1、筛选恶性SPNs的风险因素;2、用1078例SPNs建立风险预测模型,比较与Mayo模型、VA模型的风险因素、敏感性与特异性的差异;3、用344例SPNs验证该模型的精确性;4、统计CT引导下经皮穿刺肺活检术对SPNs的确诊率,评估其诊断价值;5、分析SPNs行CT引导下经皮穿刺肺活检术并发症的发生率以及风险因素,评估其安全性。最终目的是通过结合肺结节的风险因素,规范孤立性肺结节的诊断流程,选择合适的CT引导下经皮肺活检术的患者人群,提高肺结节的早期诊治水平。方法1.研究人群回顾性收集2011年1月1日至2016年3月30日西南医院各科室门诊或住院来源,在放射科介入病区行CT引导下经皮穿刺肺活检的连续性的1422例孤立性肺结节患者临床、影像及病理资料(信息来自PACSKJLCT08-SYSTEM,重庆,中国)。2011年1月1日至2015年4月30日的患者纳入研究数据组,2015年5月1日至2016年3月30日的患者纳入验证数据组。本研究中的所有患者均有组织病理诊断报告。2.临床资料本研究中收集的临床资料包括:姓名、性别、ID号、门诊或住院来源、年龄、吸烟史、戒烟时间、主诉、病程、既往史与家族史、二次穿刺、纤支镜、PET-CT及胸外科手术情况,穿刺标本、部分纤支镜及外科手术病理结果。3.孤立性肺结节的胸部CT影像特征收集所有患者的影像资料包括结节大小(最大长与宽的平均值)[24,25]、边缘(包括:小棘突、分叶、毛刺、分叶+毛刺、不规则、光滑)[7]、密度(包括:实性、纯磨玻璃、部分磨玻璃、薄壁空洞、厚壁空洞、坏死、钙化)(图1)及病灶位置(上叶、中叶、下叶)。4.病理诊断病理定义的恶性诊断是通过穿刺组织活检或外科手术确诊;良性诊断是基于组织活检或外科手术确诊,或者孤立性肺结节影像学上稳定至少2年,以及肺结节病灶短期内吸收;没有达到上述诊断标准或没有随访资料的孤立性肺结节患者归类为非诊断性结论的肺结节。5.经皮穿刺肺活检流程及并发症患者术前胸部CT扫描均发现孤立性肺结节,术前行血常规、凝血功能、HIV及心电图等检查基本正常,排除经皮肺穿刺活检术禁忌症后在我科行CT引导下经皮穿刺肺活检术。若肺结节靠近肺门或血管,术前需有胸部增强CT评估,或者我们在穿刺活检术中行增强CT,了解病灶与血管的关系。每个患者穿刺取样直至取得满意的样本,平均1-3条组织。收集研究数据组孤立性肺结节行CT引导下经皮肺活检术中穿刺针进针深度、角度、穿刺针是否过斜裂、过胸膜次数、所取组织条数、穿刺时间以及CT表现是否合并COPD、肺大泡。收集所有患者的穿刺并发症,主要包括:气胸(少量、中量、大量或胸腔闭式引流术)、出血(肺出血、胸腔出血),以及其他严重并发症。6.统计分析除AUC曲线采用Med Calc处理外,其他所有数据均采用SPSS20.0(IBM)软件包处理,以p0.05为统计学差异。计数资料采用具体数值与百分比描述;计量资料采用均值±标准差描述。比较研究数据与验证数据的差异时,采用独立样本t检验比较计量资料的差异,卡方检验比较上述计数资料的差异。采用Logistic回归分析恶性孤立性肺结节的风险因素,将性别、年龄、主诉、吸烟状态、既往史、家族史、结节大小、结节边缘、结节密度、结节位置为潜在风险因素纳入分析。采用研究数据开发预测模型,验证数据验证模型。我们同时还比较我们的模型与Mayo模型、VA模型预测每个患者的最终诊断的精确性。采用Logistic回归分析孤立性肺结节行CT引导下经皮肺活检术并发症的风险因素。本研究中总共纳入了1422例行CT引导下经皮肺活检的连续性的孤立性肺结节患者。研究数据包含了2011年1月1日至2015年4月30日的1078例患者,验证数据包含了2015年5月1日至2016年3月30日的344例患者。所有患者均顺利完成肺穿刺活检术,均有病理组织学诊断结果。结果1.临床数据1.1人口统计学资料在研究数据组中,男性647例,女性431例,平均年龄55.41±11.94岁(范围17岁-87岁)。414例患者有吸烟史,平均吸烟指数38.95±39.71包年。54例患者有癌症既往史。在验证数据组中,男性196例,女性148例,平均年龄55.34±11.24岁(范围13岁-85岁)。112例患者有吸烟史,平均吸烟指数35.81±20.63包年。16例患者有癌症既往史。两组患者上述资料没有显著性差异(p0.05)。1.2孤立性肺结节胸部CT特征在研究数据组中,孤立性肺结节平均大小18.43±5.03 mm(范围4.625 mm-29.965mm),其中98.42%的结节8 mm;边缘为棘状突起、毛刺、分叶合并毛刺及光滑的肺结节有244例、234例、83例及76例;钙化密度的肺结节有42例。在验证数据组中,孤立性肺结节平均大小18.16±5.05mm(范围5.87 mm-29.515 mm),其中97.67%的结节8 mm;边缘为棘状突起、毛刺、分叶合并毛刺及光滑的肺结节依次有88例、73例、35例及32例;钙化密度的肺结节有12例。上述资料两组无显著性差异(p0.05);研究数据组中边缘为分叶、不规则的肺结节有363例、78例;验证数据组分别为70例、46例,前者中的比例显著性少于后者(p0.05)。1.3病理结果在研究数据组中,恶性结节721例(66.883%),其中腺癌有539例,占总数的50%;196例良性结节(18.882%),包含了良性肿瘤45例,结核90例,真菌感染12例,吸收的肺炎49例;161例非诊断性结果(14.935%)。在721例恶性患者中,5例是通过重复肺活检确诊,3例通过外科手术确诊。在验证数据组中,恶性结节236例(68.605%),其中腺癌有169例,占总数的49.13%;50例良性结节(14.535%),包含了良性肿瘤17例,结核24例,真菌感染6例,吸收的肺炎3例;58例非诊断性结果(16.860%)。两组患者的良恶性病理结果没有显著性差异。2.Logistic回归分析恶性肺结节的风险因素孤立性肺结节的癌症风险因素包括:女性(OR 3.893,95%CI 1.372-2.319,p0.001)、年龄(OR 1.784,95%CI 1.858-8.155,p0.001)、吸烟指数(OR 1.756,95%CI 1.139-2.707,p0.05)、癌症既往史(OR 3.382,95%CI 1.512-6.283,p0.05)、结节大小(OR 2.319,95%CI 1.494-3.599,p0.001)、分叶和毛刺边缘(OR 13.433,95%CI 2.512-71.833,p0.001),分叶边缘(OR 2.203,95%CI 1.100-4.416,p0.05)以及毛刺边缘(OR 1.556,95%CI0.766-3.162,p0.05)。而不规则边缘(OR 0.276,95%CI 0.101-0.753,p0.05)与钙化密度(OR 0.106,95%CI 0.028-0.410,p0.05)是孤立性肺结节的保护因素。2.1恶性孤立性肺结节的风险预测模型我们的模型:X=-6.173+1.207×性别+0.580×年龄+0.520×吸烟指数 0.226×既往肺外疾病 0.685×既往肺内疾病(除外癌)+2.739×既往癌症+0.933×结节大小+0.702×分叶+0.466×毛刺+21.060×分叶合并毛刺 1.428×不规则边缘 2.062×钙化。定性因素:性别(男性1,女性2),既往史(有1,无0),影像特征(有1,无0),年龄(40:1,40-50:2;50-60:3;60-70:4;70:5)。X:0-30%低风险;30-65%中风险;65%高风险。2.2预测模型的ROC曲线的AUC值:在研究数据中,我们模型的AUC值,敏感性与特异性(0.807±0.015,95%CI0.778-0.834,85.71%,60.36%)均显著性高于Mayo模型(0.566±0.022,95%CI 0.53-0.6,71.99%,41.91%,p0.001)与VA模型(0.636±0.02,95%CI 0.601-0.669,66.11%,53.01%,p0.001)。在验证数据中,我们模型的AUC值,敏感性与特异性(0.784±0.027,95%CI0.731-0.831,70.10%,78.57%)均显著性高于Mayo模型(0.649±0.037,95%CI 0.59-0.706,82.63%,53.57%,p0.001)与VA模型(0.599±0.036,95%CI 0.539-0.657,63.40%,57.14%,p0.001)。3.研究数据组孤立性肺结节患者行经皮肺穿刺活检术与PET-CT、外科手术准确率比较171例同时行CT引导下经皮肺活检术与PET-CT的肺结节患者,其PET-CT结果与经皮肺活检病理结果良恶性具有中等一致性(kappa=0.534,p0.001),但PET-CT假阳性及假阴性率更高。186例行CT引导下经皮肺活检术的肺结节患者行了外科手术。其中,经皮肺活检术病理结果为恶性的肺结节患者有169例,这些患者外科手术全部证实为癌症;经皮肺活检术病理结果为非癌的肺结节患者有17例,其中4例证实为癌症,其余14例均为良性病变。所有外科手术的病理结果与穿刺病理良恶性结果无统计学差异(p0.05)。4.孤立性肺结节行CT引导下经皮肺活检术后并发症4.1研究数据组孤立性肺结节行CT引导下经皮肺活检术操作流程穿刺活检针平均进针深度为3.23±1.87cm,平均穿刺角度为63.85±16.70°。有COPD病史或CT上显示有肺大泡的肺结节患者共有143例,占总数13.27%;穿刺经过斜裂的肺结节患者共有48例,占总数4.45%;995例患者取1条组织送检,83例患者取2条及以上组织送检,占7.7%。974例患者穿刺经过胸膜1次,104例患者穿刺经过胸膜2次及以上。上述指标的癌症组与非癌组之间无显著性差异(p0.05)。所有患者平均穿刺时间为10.38±8.44分,癌症组平均穿刺时间为9.97±8.25分,非癌组平均穿刺时间为11.23±8.77分,癌症组显著性短于非癌组(p0.05)。4.2 CT引导下肺穿刺活检术并发症参与本研究的1422例患者,气胸、肺或胸腔出血是主要的并发症。经皮肺活检术后并发气胸的患者共有235例,占总数16.53%。少量气胸患者206例,中量气胸患者17例,大量气胸或行胸腔闭式引流术的患者共有12例。14例患者经皮肺活检术后出现了皮下气肿。共有125例患者经皮肺活检术后出现肺出血,占总数8.79%;其中CT上出血宽度为2-4cm的患者共有120例,4cm的患者共有5例。58例患者术后出现胸腔出血,占总数4.08%;其中53例为少量出血;4例患者出现中量及以上出血。共出现2例严重并发症,其中1例穿刺术后5分钟内出现窒息,1例穿刺术后8小时出现脑梗塞。二者经抢救治疗后均康复出院。没有出现致死性气体栓塞及死亡的严重并发症。4.3研究数据组孤立性肺结节患者行CT引导下经皮肺活检术并发症的风险因素经皮肺活检术后并发气胸的风险因素按风险高低包括:穿刺针经过斜裂(Exp(B)6.080,95%CI 3.141-11.773,p0.001)、COPD或肺大泡(Exp(B)4.202,95%CI2.747-6.428,p0.001)、下叶病灶(Exp(B)2.971,95%CI 2.039-4.329,p0.001)、中叶病灶(Exp(B)1.791,95%CI 1.005-3.192,p0.05)、穿刺进针深度(Exp(B)1.145,95%CI1.048-1.251,p0.05)、穿刺角度(Exp(B)1.015,95%CI 1.013-1.024,p0.05)以及穿刺时间(Exp(B)1.022,95%CI 1.004-1.041,p0.05)。经皮肺活检术后并发肺出血的风险因素按风险高低包括:上叶病灶(Exp(B)3.796,95%CI 1.900-7.584,p0.001)、取组织条数(Exp(B)2.927,95%CI 1.304-6.570,p0.05)、穿刺进针深度(Exp(B)1.573,95%CI 1.387-1.785,p0.001)、年龄(Exp(B)1.027,95%CI1.004-1.051,p0.05)以及肺结节大小(Exp(B)0.948,95%CI 0.900-0.998,p0.05)。结论1.孤立性肺结节女性患者风险高于男性、年龄越大、既往吸烟、有癌症既往史、结节越大、有分叶合并毛刺、单独的分叶或毛刺边缘时,恶性风险大;2.我们建立了1078例中国人群的SPNs的风险预测模型,尤其适用于评估大于8 mm的SPNs的恶性风险;3.经不同人群验证,我们的SPNs风险预测模型的准确性高,其敏感性与特异性均显著性高于Mayo模型与VA模型;4.CT引导下经皮肺活检术对于SPNs的诊断价值高,安全性好;当患者年龄越大、肺结节越小、合并COPD或肺大泡、穿刺经过斜裂、进针深度越深、取组织次数越多、穿刺时间越长时,穿刺出现并发症的概率增大。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R734.2;R730.44

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