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背景在肺癌筛查区分恶性和良性结节的能力是一个关键问题。本研究评估的能力,正电子发射断层扫描(PET)和体积倍增时间(VDT)区分良性和恶性结节。
方法从丹麦肺癌筛查试验中,参与者与不定结节被称为三个月重新扫描。切除结节和无痛性结节(即稳定至少2年)被包括在内。最初的扫描和三个月重新扫描,参与者被称为宠物。吸收在宠物被归类为最有可能的良性恶性(成绩I-IV)。VDT计算体积测量的重复使用半自动的肺结节CT扫描评估软件。接受者操作特征(ROC)分析是用来确定宠物和VDT的敏感性和特异性。
结果总共有54个结节包括在内。肺癌的患病率为37%。在多变量模型中两个宠物(或2.63,p < 0.01)和VDT(或2.69,p < 0.01)与肺癌有关。宠物和VDT的敏感性和特异性分别为71%和91%,分别。截止点恶性肿瘤是宠物>二世和VDT <分别1年。结合宠物和VDT导致敏感性为90%,特异性为82%;中华民国分界点是宠物或VDT表明恶性肿瘤。
结论宠物和VDT预测肺癌彼此独立的。宠物和VDT的使用组合推荐与低剂量CT筛查肺癌时。
- 肺癌
- 计算机断层摄影
- 正电子发射断层扫描
- 计算机辅助检测
- 筛选
- 成像MRI / CT等
- 肺癌
来自Altmetric.com的统计
介绍
为了提高肺癌的预后,有关注与低剂量的多探头CT扫描检查1 - 4目的是检测在早期肺癌,从而改善预后。5 - 8结节检测筛查评估通过形态学特征或重复扫描。9在疑似恶性肿瘤的情况下,进一步诊断的病人被调查。区分恶性和良性结节的能力是一个关键问题。
正电子发射断层扫描(PET)已被证明区分恶性和良性结节。10细胞代谢增加恶性结节可以被吸收的增加视觉效果18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) PET扫描。18F-FDG PET结合CT术前分期的肺癌是非常有用的。11然而,在筛选的情况下宠物的价值目前还不清楚,因为多数发现结节很小,接近宠物扫描仪的分辨能力。
可能增长的肺结节可以被重复评估CT扫描,快速的增长率是恶性肿瘤的特性,和良性结节通常长得慢。691213结节,保持稳定在一段时间内至少2年恶性肿瘤的概率很低,通常归类为懒惰的病变。1415结节的体积倍增时间(VDT)因此肺癌筛查的一个关键参数。VDT被定义为的天数的结节双打体积。低VDT表明快速增长和< 400天的VDT被认为是懒惰和恶性病变之间的最佳截止。916
结节的体积可以确定手动或半自动计算机辅助诊断(CAD)软件。17日至19日软件需要熟练的人机界面为结节体积分析之前必须选择。这种技术是一种可再生的和有前途的新领域在早期肺癌检测和诊断。20 - 22
本研究的目的是评估的能力仅宠物,VDT孤单,宠物和VDT区分良性和恶性结节恶性肿瘤的发现是不确定的和低剂量CT肺癌筛查试验。
方法
研究人群
研究人口从丹麦选择肺癌筛查试验(DLCST)。6DLCST是随机5年试验研究的影响年度与低剂量CT筛查肺癌患者的死亡率。50 - 70岁的受试者在包容、两性、现任或前任> 20包年吸烟者有吸烟史的人。个人历史的肺癌、乳腺癌、黑色素瘤、肾上腺样瘤或任何其他癌症在过去的5年或肺结核在过去的2年或其他严重疾病,缩短寿命< 10年也被排除在外。6
成像
CT扫描在DLCST进行多层螺旋CT扫描仪(16-slice飞利浦Mx 8000)根措夫特大学医院。扫描后进行仰卧位充满灵感与caudo-cranial扫描方向包括整个胸腔,低剂量的140千伏和40 mAs技术。与螺旋扫描进行数据采集,采集参数如下:准直16×0.75毫米,1.5节,旋转时间0.5秒。图像重建的3毫米切片厚度用软算法。6
低剂量CT筛查
两个放射科医生(KB, HH)独立评估CT图像;在分歧的情况下,共识是通过两个放射科医生和治疗之间的联合会议(广告)。放射科医生手动测量主要用于调查的结节。6结节被分为不同组的基础上的大小和形态的一部分DLCST结节调查:结节良性特色最大直径20毫米(钙化结节)和结节5毫米以下列表,但银行没有采取进一步行动。固体结节直径5 - 15毫米,non-solid 20毫米不归类为良性结节被认为是不确定的,3个月后重新扫描。这些结节的分析是本研究的目的。初始扫描并重新扫描之间的3个月后,参与者与不定结节被称为Rigshospitalet PET扫描。结节超过15毫米(non-solid结节> 20 mm)被称为诊断调查不包括在这项研究。
结节的选择
包括都不定结节都是3个月后重新扫描,扫描的宠物。如果CT扫描显示增长进行活检。显著增长被定义为> 25%的增长。如果结节没有增加的大小是在下次计划年度评估CT筛查扫描。只有结节活检获得的诊断或结节,稳定或退化研究2年期间都有资格。第一个结节是包含在2008年11月2005年6月,最后一个。确保至少2年的稳定或回归,结节检测后,2007年4月只包括与最后一个如果一个活检诊断。
量分析
选中的结节进行回顾性分析使用西门子syngo LungCARE VE25A CT版本,CAD软件,允许容量肺结节的三维分析。西门子syngo LungCARE CT被双重阅读分析和验证用于DLCST和荷兰-比利时筛查试验(尼尔森)。23用这个软件结节的体积可以计算和可能的增长之间的初始扫描和三个月重新扫描确定。从体积测量和测量之间的时间,可以计算出VDT使用以下公式9:
在∆t之间的时间(天)扫描(约3个月),V1是初始体积和V23个月后的体积。如果一个可靠的体积估计不可能是由于软件的局限性,手动测量由放射科医生被用来确定体积和扫描之间可能的增长。手动确定体积,x, y, z的结节增多,然后除以2,以避免过高的音量。
正电子发射断层扫描(PET)
正低剂量CT扫描获得的宠物在Rigshospitalet部分。筛选单位只提供信息的位置和大小不确定的结节。400年后6 h快,兆贝可18F-FDG静脉注射,休息1小时后,病人在胸部扫描使用一个集成的PET / CT系统(GE发现LS,通用电气医疗系统,密尔沃基,WI,美国或西门子放映机,西门子医疗解决方案,诺克斯维尔,TN,美国)。宠物获得了5分钟发射扫描每桌位置和过滤反射影重建和ordered-subset期望最大化(OSEM)与低剂量CT扫描的数据(50 mAs, 120千伏,每旋转0.5 s,距6和3毫米片厚度)用于衰减校正。
两个核医学专家(AL, JM)视觉评估了18F-FDG-PET吸收的肺结节和比较它与背景结节周围和纵隔的血池。的18F-FDG吸收从我爬到第四增加吸收:
可能良性结节(低或相同级别背景和低于纵隔)。
可能是良性的(高于背景和低于纵隔)。
可能恶性(高于背景和相同级别的纵隔)。
可能恶性(高于背景和高于纵隔)。
一个标准化的吸收值没有使用,因为在我们的经验中,结果是不可靠的小大小的结节。24PET扫描的结果没有透露只筛选执行单位和研究目的和没有临床意义。
统计数据
参与者的特征使用学生t测试和χ相比2测试在适当的地方。VDT转化为365 / VDT确保单调增加恶性肿瘤的风险,(更)正态分布。此外,VDT被定义为阳性不断增长的结节,结节和消极的退化。3个月为结节大小不变的重复扫描,365 / VDT被设置为0。后者被证明是只有结节,由放射科医生手动测量。结节完全回归,365 / VDT将−5对应几个月的半衰期。
基于VDT,结节被分为三组:回归结节(组1,VDT≤0),缓慢增长结节(组2,VDT > 1年(365天))和快速增长的结节(组3,VDT≤1年(365天)。
宠物的能力和VDT区分恶性和良性结节使用逻辑回归模型分析了与癌症/亲切结果和宠物,VDT和其他特征(见表1)作为解释变量(单变量分析)。变量的显著性水准被包含在多元逻辑回归模型和残差分析用于评估拟合优度(表2)。最后,宠物和VDT分析作为诊断工具使用接受者操作特征(ROC)曲线。2.7.1 R统计软件版本是用于统计分析显著性水平为0.05。
结果
入选标准是由53个参与者共有54个结节和癌症的患病率为37% (20/54)。所有癌症被活检病理证实。两个良性结节进行侵入性干预最终harmatoma和肉芽肿性疾病的诊断,分别。剩下的32个结节被归类为良性/懒惰,因为两年的稳定或回归。一个病人两次参与了这项研究。他有两个结节,其中一个被发现在基线(良性/无痛性结节)和其他发病率(恶性结节)。病人和结节的特征所示表1。
15两个结节完全退化,退化部分(即有一个消极的VDT),八个稳定,29日增长更大(即有积极的VDT)。八结节为稳定LungCARE软件无法正确分割的放射科医生的手动测量。这八个结节都稳定了至少2年,分为良性/懒惰。的29个结节较大增长,12的VDT > 1年,其余17的VDT < 1年。
逻辑回归分析
在单变量逻辑回归分析与癌症/仁慈作为结果,筛选(患病率或发病率),宠物和VDT的唯一特征是统计学意义(表1)。宠物和VDT高度和同样重要(p < 0.001),而筛选轮有一个相对较低的意义(p = 0.030),消失在多变量模型,包括宠物或VDT。最好的多元模型包括宠物和VDT作为分类变量和显示了生成的结果表2。模型的总体符合p < 0.005。宠物的口服补液盐,VDT组我和1被设置为指示物(或= 1)。
ROC分析宠物独自VDT和组合
分类的宠物(I-IV)和VDT(1 - 3)值显示为ROC曲线图1。最好的截止点之间的最佳组合的敏感性和特异性给第二组(可能是良性)和III(可能是恶性的)对宠物和团体之间的2和3为VDT(倍增时间< 1年)。当使用这些截止值,敏感性71%,特异性91%的宠物和VDT。CIs宠物敏感性和特异性分别为46% 95%到86%和77%到98%,分别对VDT CIs相似95% 46% 86%和76%到98%,敏感性和特异性。截止值的基础上,结合变量构建如下:
A组:宠物和VDT表示亲切(即宠物≤二世和VDT≤2)。
B组:宠物或VDT表明恶性肿瘤(即宠物≥III或VDT = 3)。
C组:宠物和VDT表明恶性肿瘤(即宠物≥3,VDT = 3)。
接受者操作特性曲线正电子发射断层扫描术(PET),体积倍增时间(VDT)和两种的组合。
合并后的变量显示,最佳组合的敏感性(90%)和特异性(82%)在截止组a和b之间每个宠物和癌症发病率VDT所示表3。结节的速度被错误地归类为5%(2/40),当宠物,VDT同意(宠物+ VDT A组和C)和43%(6/14)当宠物,VDT不同(宠物+ VDT B组,p = 0.003)。
在宠物的14例和VDT (B组)不同,有七个结节在宠物积极/ VDT > 1年和宠物消极/ VDT < 1年组。每个组有四个癌症,给总共8癌症当宠物,VDT不同。最好的截止值为最佳组合灵敏度(90%,95%置信区间68%到99%)和特异性(82%,95%置信区间66%到93%)被认为当宠物,VDT不同(B组,表3),也就是积极的宠物和VDT的标准测试表明恶性肿瘤时一个或两个测试是积极的。阳性似然比(+ LR)为5.1 (95% CI 4.1 - 6.3)和阴性似然比(−LR)为0.12 (95% CI 0.0 - 0.5)。
相反,如果恶性肿瘤的标准是宠物和VDT应该积极(C组,表3),灵敏度为50% (95% CI 27%到73%)和特异性为100%(95%可信区间90%到100%),但LRs并不适用,因为特异性为100%。
讨论
筛查肺癌时,不必要的侵入性手术为良性肺结节应保持在最低限度。手术切除的巨大风险发生的疑似结节恶性不应被低估。尽管微创技术是可用的,并不是所有的医院提供这些治疗。在许多情况下,以开放的开胸手术切除是唯一可能的。这增加了并发症和死亡率的风险,最终会损害肺癌筛查的潜在益处。另一方面,正确的诊断恶性结节对肺癌患者的生存至关重要。诊断工具的使用,可以区分良性和恶性结节是至关重要的,然后再决定是否应该检查小结入侵过程。
在这项研究中两个宠物(或3.7,p = 0.003)和VDT(或3.3,p = 0.006)与肺癌相关的多元逻辑模型(表2)。宠物和VDT可能因此预测肺癌彼此独立的。事实上宠物和VDT都重要的多变量分析表明,两者的结合是更好地预测肺癌比单独程序。
在中华民国的分析中,恶性肿瘤使用VDT的截止值(< 365天)和宠物(> 2,即可能或可能恶性)符合早期的临床试验。910这导致最高的敏感性(71%)和特异性(91%)的宠物和VDT。结合宠物和VDT使用ROC分析导致的截止值最高的敏感性(90%)和特异性(82%),这再次突显了宠物的累加效应和VDT (表3)。截止值被宠物或VDT恶性肿瘤表示,在这种情况下,恶性肿瘤的可能性增加了大约5倍(+ LR = 5.1)作为一个例子,如果检测前恶性肿瘤的概率是50%,检测后概率将> 80%。如果宠物和VDT的lr - 0.12表明,检测前恶性肿瘤的概率为50%,检测后概率< 10%。
我们的研究表明,当宠物和VDT一致,只有一个小概率错误诊断(5%)相比,当宠物,VDT不同(43%,p < 0.01;图2和3)。因此我们建议结节是良性/懒惰当宠物和VDT都是负面的。这些结节应该安排在一年后重新扫描作为常规检查的一部分政权。如果宠物和VDT表明恶性肿瘤(即积极宠物结果与VDT < 1年),我们建议转诊的侵入性诊断调查因为癌症的概率很高。事实上,在我们的研究中所有情况和积极的宠物和VDT是恶性的。理想情况下,这应该是做使用胸腔镜手术(槽),与DLCST已经有很好的经验。6大桶是微创,因此并发症率一直很低,这是可取的,尤其是在筛选设置。
正电子发射断层扫描(PET)和体积倍增时间(VDT)是不同的。结节的体积测量基线(a)和(B) 3个月后重新扫描。VDT被计算为186天。PET扫描(C1)负(面积与结节突出了红色圆圈)。横向CT扫描(肺窗)(C2)显示在基线的肺结节。结节被除去,被诊断为肺癌(腺癌)。
正电子发射断层扫描(PET)和体积倍增时间(VDT)是不同的。体积测量的结节(D)在基线和(E) 3个月后重新扫描。VDT−1949天计算。PET扫描(F1)是积极的(与结节突出了红色圆圈区域)。横向CT扫描(肺窗)(F2)显示在基线的肺结节。结节被除去,被诊断为肺癌(腺癌)。
如果宠物和VDT不同,结果似乎更不确定的57%的结节是恶性和良性/懒惰(43%表3)。我们不建议手术切除这些结节由于相关的风险,因为相当数量都是良性的。然而,由于恶性肿瘤的风险是很大的,计算机活检的结节是option-depending当地专业知识和结节的形态。密切的随访是另一个选择,因为这允许结节要监视的发展。三个月重新扫描,诊断调查在大多数筛查试验的一部分,很可能是有益的在这些结节的诊断澄清。
前筛查的研究集中在增长,发现VDT单独是一个充分预测恶性肿瘤。925然而,我们发现,生长缓慢结节(VDT > 1),甚至减少大小的结节13可能是恶性的。将经济增长与其他诊断测试,如宠物因此似乎是合理的。
这项研究有一些局限性。首先,大量的结节是必要的。很大一部分的良性结节被发现在流行轮由于2年稳定的入选标准是必要的;这只能保证在结节的患病率。良性结节的2年稳定的定义是广泛的接受,1415但它可能是不够的,26特别是对于结节检测到可能由缓慢增长的癌症筛查。“良性/懒惰”一词因此结节被使用。最后,软件用于容量分析的限制,因为它无法正确段结节8例。这个限制是著名的软件评价研究23软件分析表明,即使是可再生的,并不是所有nodules-especially胸膜基础和磨砂玻璃opacities-are适合软件体积分割。因此,在某些情况下需手动交互结节的诊断调查被筛选。它可以辩称,这些手工测量结节应该排除在外,但是我们觉得有必要像日常的临床情况下,软件不能单独使用手动测量是必要的,以确保评估一些肺结节。
总之,我们发现宠物和VDT的有用工具发现结节的诊断调查筛选。都与肺癌相关的彼此独立的,互相补充。我们的研究表明,一个宠物积极结节与VDT < 1年恶性肿瘤的高概率应该和侵入性诊断的调查。负面结果从宠物和VDT表明一个懒惰的病变。当宠物,VDT结果不同,密切的随访是必要的,因为高概率的恶性肿瘤。我们建议使用宠物和结合VDT不定结节的诊断调查被筛选。
确认
作者感谢评论和建议的指导委员会的其他成员丹麦肺癌筛查试验:菲利普•Tønnesen尼尔斯Seersholm,保罗•Clementsen Birgit Guldhammer Skov,马丁Døssing,约翰•Brodersen Hanne于和克劳斯Ricther拉森。
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