超声波在检测和确定毛玻璃阴影中的应用:体外评估结果

摘要

目的:评价超声在胸腔镜下对诊断性切除患者手术标本中毛玻璃混浊的诊断价值。

方法:我们对所有行胸腔镜下诊断性GGOs切除的患者进行了单中心观察性研究。对每个患者的标本进行超声扫描;然后，将一根针插入病变，以方便病理学家检测。我们评估了超声的检出率，比较了超声扫描和组织标本中病灶的大小和深度，并将超声结果与腺癌的组织亚型相关联。

结果:我们回顾了17个组织样本。最终诊断为1例(6%)非典型腺瘤样增生，5例(29%)原位腺癌，4例(24%)微创腺癌，7例(41%)侵袭性腺癌。所有肿瘤均经超声成功鉴别。超声测量病变的大小(P=0.87)和深度(P=0.25)与组织学标本的测量值无显著差异。超声大小(r=0.945;P<0.0001)和深度(r=0.588;P=0.013)与病理测量值显著相关。所有高回声表现的病变(n=6)为单纯型，而混合型病变(n=11)为混合型。我们无法使用超声扫描来区分腺癌的组织学亚型。

结论:超声检测GGOs是可行的，但不能鉴别腺癌的组织学亚型。下一步是评估术中结果的再现性。

引言

毛玻璃样阴影(GGO)是一个放射学术语，指肺混浊增加，可见血管和支气管结构。低剂量螺旋CT扫描在肺癌筛查中的应用提高了GGOs的检出率。由于GGOs可在良恶性两种情况下观察到，鉴别诊断对确定及时治疗至关重要[2]。支气管镜或经皮穿刺活检在诊断GGOs中的作用存在争议;诊断性切除仍是获得最终诊断的最佳选择[3,4]。然而，GGOs往往难以触及，且深度较深，在胸腔镜手术(VATS)中发现GGOs在技术上具有挑战性[5,6]。包括超声(US)在内的多种技术也被应用于肺实质结节的术中定位[7,8,9]，但迄今为止效果不佳。

在本研究中，我们对胸腔镜下诊断性GGOs切除患者的手术标本进行了US研究，目的是评估其在检测和定义GGOs特征方面的有效性，并为病理学家提供具有代表性的组织样本进行诊断。

材料和方法

研究设计

我们于2014年1月至2016年12月在那不勒斯的路易吉万维泰利（Luigi Vanvitelli）大学胸外科进行了一项单中心观察性研究。我们纳入了所有经VATS诊断性切除GGOs的患者。排除标准包括缺乏(i)US评估的手术标本;(ii)明确的组织学诊断和/或(iii)关于CT、超声或病理结果的数据。研究的终点是(i)评估超声检测GGOs的能力，并与从组织学标本中获得的真实测量值相比，确定病变的大小和深度;(ii)将超声模式与GGOs的组织学亚型相关联。

所有资料均为前瞻性收集，并进行回顾性分析。手术标本的US分析并没有改变GGO的标准诊断结果;因此，没有必要得到机构伦理委员会的特殊同意。所有患者都签署了GGOs手术治疗的书面知情同意书，他们知道US对手术标本的探索不会改变他们疾病的护理标准，他们的数据只能用于科学目的研究。

研究人群

所有患者术前均行胸部高分辨率CT扫描，显示存在GGOs。根据CT表现，病变最初被定义为可能是良性、不确定或可能是肿瘤。在回顾这些病例后，根据抗生素治疗和短期随访的高分辨率CT扫描结果，一个包括一名放射学家、一名肺炎学家和一名胸外科医生在内的多学科小组，制定了初步的诊断共识。根据Fleischner学会[5]和日本学会[6]关于管理CT图像上检测出偶然发现的肺结节的指南，GGOs患者具有实性成分> _5mm或GGOs > _15mm，疑似癌症并接受一个侵入性诊断过程如经皮活检或支气管镜检查。在没有明确诊断的情况下，进行了VATS诊断性切除，术中对冰冻切片标本进行了显微镜检查。然后，如果明确，解剖切除完成手术。根据标准临床实践对患者进行随访。

放射学评价

所有患者均行1毫米薄层胸部CT扫描，使用80层CT。使用肺窗设置1.5 HU水平，纵隔窗设置30 HU水平，宽度400 HU获得图像。测量肿瘤的大小、深度和消失率。单纯性GGO被定义为没有实性成分的病变，而混合性GGO被定义为具有非均匀衰减和任何实性成分的病变。

电视辅助胸腔镜手术切除

为了便于在电视辅助胸腔镜手术（VATS）过程中识别GGO，术前立即在放射科用亚甲蓝标记GGO。使用20标准尺寸针，0.7ml亚甲蓝溶液和0.3ml非离子造影剂对病灶进行刺青。在某种程度上类似于由CT引导细针穿刺活检,GGO在CT扫描发现,和在皮肤上的引入针部位选择,考虑到病变与肋骨、肩胛骨的关系，以及病变与皮肤的较近距离。亚甲蓝被立即注射在GGO附近，并沿针道一直注射到胸膜表面，此时针已被收回[10,11]。这样，胸膜上就有了一个标记，使外科医生能够在VATS时发现深部病变。然后，CT检查标签，并注意检查存在或不存在气胸或其他可能的并发症。病人随后被转移到手术室，以避免标签和VATS程序之间的任何延误。诊断性切除病变采用标准的3入口VATS方法，患者在全身麻醉下，单肺通气。在亚甲蓝染色的肺区域用专用内镜钳触诊肺，用吻合器标准楔形切除靶区。当我们从冰冻切片的分析中确定诊断时，我们按照标准的临床实践进行了解剖切除。

超声评价

切除后立即对标本进行评估，不需冲洗、切割或注入生理盐水。标准的凸探头连接到专用的US处理器上，根据术前CT扫描所见病变的深度，使用频率分别为3.5MHz和5MHz。探头直接置于标本表面;US表现是基于我们识别病变和测量其直径和深度的能力。此外，还记录了回声模式，并与实性成分和组织学结果相关。最后，在US引导下，将一根针插入病灶内，便于病理医师识别，指导冰冻切片分析(图1)。

病理评价

经过US的评估，手术标本被送至病理学家。整个切除的病灶用福尔马林固定，石蜡包埋。肿瘤最大直径周围的几个3- mm厚的切片被苏木精和伊红染色，并在光学显微镜下检查。病理学家测量病变的大小和深度(肿瘤和肺表面之间的距离)根据最新的国际研究协会的腺癌肺癌/美国胸科学会/欧洲呼吸学会(IASLC/ATS/ERS)的分类对肿瘤进行分型[3]。两名资深病理学家分析了组织学准备，并在分歧的情况下咨询第三方。

统计分析

使用Kolmogorov-Smirnov检验和图像直方图检查连续变量的正态性/偏态性，并进行适当的统计检验。数据汇总为连续变量的均值和标准差或分类变量的绝对值和百分比。使用Mann-Whitney检验比较肿瘤大小和深度的连续变量。Pearson相关检验被用来评估US和组织学测量之间的相关性，而布兰德-阿尔特曼图提供了不同测量之间一致性的图形演示。p值<0.05为差异有统计学意义。用MedCalc统计软件(版本12.3;比利时Mariakerke市Broekstraat 52,9030)进行分析。

结果

在研究期间，由于其他临床原因，在高分辨率CT扫描中检测到GGOs，我们转介了33例患者。其中，19个GGOs被怀疑是恶性的，因为在随访期间实体成分大小增加> _5mm (n=11)或肿瘤大小> _15mm (n=8)。在19例(10%)中，2例经皮穿刺活检诊断为低分化腺癌，并立即行肺叶切除。剩下的17例(90%)患者通过VATS接受了GGOs的诊断性切除。我们对样本(n=17)进行了分析，代表了本次分析的对象。流程图如图2所示。研究人群的平均年龄为57岁;其中11人为女性，6人为男性。呼吸和心脏检查结果均在正常范围内，术前无其他合并症等手术禁忌。此外，胸部CT扫描显示没有胸腔粘连，这使得VATS在技术上可行。根据CT实变，6个病灶为单纯GGOs, 11个病灶为混合型GGOs。根据冰冻切片分析结果，诊断性切除3例，节段切除7例，肺叶切除5例。研究人群的特征如表1所示。

超声表现

我们成功地识别了所有的肿瘤。平均肿瘤大小和深度分别为14.1±0.9mm和4.8±0.2mm。6(35%)个病灶呈高回声，11(65%)个病灶呈混合回声，其中高回声模式不规则地与低回声图像混合。

病理结果

在所有的病例中，病理学家在针的引导下，很容易发现病变。在第一次分析时获得诊断;不需要额外的切片或手术活检。最后的诊断包括1(6%)非典型腺瘤性增生,5例(29%)原位腺癌(3粘液主要和2非粘液主导),4(24%)微小侵入腺癌(2粘液,1 非粘液和1混合主要)和7(41%)侵入腺癌( 4胚层瘤，1 乳头状和2腺泡主要)。平均肿瘤大小和深度分别为13.9±0.5mm和4.4±0.3mm。

超声与病理测量的比较

US扫描测量的GGOs的大小(P=0.87)和深度(P=0.25)与组织学标本测量的参数没有显著差异。另外，尺寸(r=0.945;95%置信区间0.904-0.988;P < 0.0001;图3A)和深度(r=0.588;95%置信区间0.149-0.833;P = 0.013;图3B)与病理测量结果显著相关。Bland-Altman图显示，US与病理大小一致(图3C)，US与病理深度一致(图3D)。

超声表现与组织学形态的比较

所有单纯的GGOs均有高回声表现(n=6)，而混合GGOs (n=11)有高回声和低回声成分的混合回声模式。在侵袭前病变(n=6)和微创性腺癌(n=4)中，高回声模式占主导地位，而在侵袭性腺癌(n=7)中，低回声模式占主导地位。然而，基于US模式，我们无法区分腺癌的组织学亚型。示例如图4所示。

讨论

胸腔镜下切除是获得足够标本诊断GGOs的选择策略。然而，术中检测具有一定的技术难度，尤其是深部、单纯GGOs。US在定位肺实质结节[7,8,9]方面取得了良好的结果，这些结节在第一次术中检查时是神秘的，但在GGOs的检测中仍未得到充分利用。有几种解释是可能的。肺实质完全塌陷是我们检测GGOs的必要条件，但在肺气肿患者或不能耐受长时间单肺通气的患者中很难获得。Kondo等[12]使用US在VATS中指导GGOs的诊断性切除，获得了高质量的回声图像，在56%(30/53)的患者中肺完全塌陷。

此外，GGOs是一种密度与邻近正常软组织相似的病变，因此即使是经验丰富的胸外科医生也很难对其进行鉴别。几项实验研究已经评估了检测小结节的可能性，包括与US一起检测GGOs，以确定US的环境，并在此策略中提高胸外科医生的技能。Daddi等[13]的体外猪肺灌注模型,模拟了两种不同类型的肺部病变:他们使用猪心肌标本模拟实性结节和使用纵隔脂肪组织模拟GGO,然后评估3种不同微凸探测器(如探头、腹腔镜探头和指尖探头)的检测。

在5MHz频率下使用的EBUS探头在图像质量和病灶检出率方面表现最好。然而，这篇文章的主要限制是缺乏一个现实的模型，因为GGOs是异质性病变，不能被一个脂肪组织样本准确模拟。Ujiie等人[14]评估了使用新的US胸腔镜定位切除的体外人肺结节(n=25)的可行性。实性结节(16例)比GGO病变(9例)更容易观察到。在US和真正的病理测量之间发现了很强的正相关，但US上GGOs的发现与它们的实性成分和腺癌的组织学亚型没有相关性。

我们评估了US检测和定义GGOs特征的能力。此外，我们在US的指导下将一根针插入病变，以方便病理学家发现病变，并减少需要分析的冰冻切片的数量。为了便于术中定位，在病灶附近注射亚甲蓝标记病灶，标记后迅速转移到手术室，防止染料扩散到病灶内，破坏组织标本。用盐水填充标本可以改善与US换能器的表面接触，从而获得更好的分辨率，但我们决定不这样做，以避免任何潜在的组织学病变。与之前的研究结果相一致(12、13),一个凸而不是一个线性探头是用于两个不同频率(例如3.5 mhz和5 mhz),这是选择根据病变胸膜表面的距离,考虑到US的渗透深度和US频率成反比。

使用US，我们确认所有的GGOs的成功率为100%。GGOs的标记和病变的特征可以解释这些结果。亚甲蓝不仅可以指导术中病灶的定位，还可以限制US应该扫描的区域，方便我们发现。

此外，GGO的大小和深度也会影响检测的成功。Suzuki等人的[15]报道，胸膜下直径< _10mm或>5mm的靶结节在手术过程中检出率为63%。Tamura等人[16]报道，当距胸膜表面距离为>10mm时，很难识别小于15mm的肺结节。我们的病例中，病理平均结节大小为13.9±0.5mm, 17例(65%)中有11例小于15mm;病理平均深度4.4±0.3。因此，需要更大的样本量，包括更小和更深的肿瘤来证实我们的结果。从技术角度来看，高频率(5MHz)使我们能够看到较浅的肿瘤，而低频率(3.5MHz)使我们能够看到较深的病变(>4mm)。

根据之前的研究[12,13,14]，我们发现US和组织学测量之间有很强的相关性，尽管在深度测量上没有那么显著。将探头压在标本表面，可以推开瘤周残留的空气，改善GGOs的可视化[8,12,14]，但在理论上，它影响了病灶与胸膜表面距离的准确测量。然而，从外科手术的角度来看，在第一次手术中尽可能少切除含有GGOs的肺组织是非常重要的，因为其中一些是良性的。另一方面，所有在冰冻切片分析中被证明为恶性的病变都需要进行解剖切除，至少需要进行节段切除。

因此，US衡量它们之间的边缘可能无关紧要。

其次，所有单纯GGOs都呈现高回声模式，混合GGOs具有高回声和低回声模式的混合成分。单纯GGOs的高回声可由完整肺泡内的大量残余空气(未见基质浸润)来解释，而混合GGOs的非均匀模式可能是由于空气和实性成分的存在。这些表现也可以预测肿瘤侵犯肺泡以外的空间，这通常发生在GGO病变发展成实性成分时。同样,GGO模式表现可使用EBUS 进行分类，依据Izumo等[17],(i)暴雪征,表明纯GGO病变,以增加强度和半径的存在白色的声影标识，扫描从正常肺组织到毛玻璃区域,(ii)混合暴雪征,表明混合GGO和特点是弥漫性异质性的存在与几个高回声点,不规律地分布并与暴风雪标志结合的线性弧。

在侵袭前病变(n=6)和微创腺癌(n=4)中，高回声模式似乎比侵袭性腺癌(n=7)更为突出;然而，基于US模式，我们无法区分腺癌的组织学亚型。不同类型的回声也可能是人为[18]的结果。事实上，如果肺没有完全放气，由于人为残留的空气回声，肺内部结构可能会显示“斑点高回声模式”。

第三，在临床实践中，我们的策略可以帮助胸外科医生熟悉肺实质中GGOs的识别。因此，在与放射科专家合作完成了最初的学习曲线后，他们可以准备使用US在术中识别GGOs。此外，利用US在标本中鉴别GGO也可以帮助病理医师鉴别病变，减少手术时间。由于GGO在密度上与正常的肺实质相似，对病理学家来说，在标本中识别GGO在技术上具有挑战性，可能需要对被认为存在病变的整个标本部分进行切片和显微镜检查。

因此，用US导针在标本上标记病变，可以使病理医生快速定位，减少需要检查的切片数，从而缩短麻醉时间和手术时间。在我们所有的病例中，病理学家很容易就发现了病变，而且来自冷冻标本切片的结果从第一次分析起就是结论性的，不需要额外的尝试。我们的理论得到了Li等人[19]的证实，他们评估了CT引导下GGOs细针定位在再充气肺标本中的有效性，并发现病理学家可在缩短手术时间的情况下快速、准确地定位病变。然而，这个策略比US更麻烦，因为它需要一个专门的CT扫描仪的放射线室。此外，CT检测GGOs需要适当的机械通气，但当标本在再充气时因漏气而损坏时，这一要求是不可行的。

限制

这项研究的实验性质和它的几个局限性不允许我们对US的结果在临床实践的再现性得出明确的结论。(i)小而深的病变在US的检测中更具挑战性，但在我们的研究人群中却很少出现。(ii)为了使用US获得明确的结果，必须完全放气缩小肺，这是一项临床要求，但并非所有患者都可行。(iii)由于缺乏对照组，因此无法确定使用US鉴定手术标本中的GGOs是否真的可以减少分析所需的冰冻切片数量和手术时间。

结论

我们的研究结果表明，基于US，我们可以成功地检测GGOs，并根据其大小、深度和实性成分来定义其特征，但我们无法区分腺癌的不同亚型。在临床实践中联合US，可以帮助胸外科医生在术中使用它之前熟悉US，并可以指导病理学家快速定位病变。由于实验性质的研究，缺乏一个对照组和小样本量，下一步是评估我们的结果在临床实践和更大人群的再现性。

NCBI

PMID: 29228346