CANARY技术可用于术前肺腺癌的危险分层

肺腺癌是最常见的肺癌,多表现为肺结节,但肺结节为临床结局不同的一组病变。现有的风险评估和肿瘤行为预测手段多局限在手术切除标本的研究上,通过小标本或CT穿刺标本仍不能全面评估组织病理学,更没有其他非侵入性或微侵入性的生物学标志手段在术前评估治疗策略。

CANARY(Computer-Aided Nodule Assessment and Risk Yield)是梅奥诊所开发的一种新软件系统,能够对HRCT发现的肺结节进行定量特征描述。

梅奥诊所Sushravya教授等采用CANARY分析2006年1月到2007.11间所有术前HRCT提示孤立结节,且3月内行手术的患者,再加上2008.09到2009.11间所有临床诊断为I期孤立结节(直径<3cm)的患者,共264例。文章发表在近期的Journal of Thoracic Oncology上。

CANARY方法为:由一位胸部影像学家在37例随机选择的肺结节中,随意选择了774个兴趣区域(regions of interest,ROIs,9*9像素),包括肺腺癌从纯毛玻璃到纯实性的所有影像学表现。

然后,根据成对相似性原理分为9种不同特征的ROI集,即放射学特征相似的ROIs,作为“ROI范本”,9种ROI被可视化为9中颜色:紫(V), 靛蓝(I)、蓝色(B)、绿色(G)、黄色(Y),橙色(O),红色(R)、青色(C)和粉红色(P)。将不同结节按照ROIs着色(图1)。

                                                                     
图1:不同代表性结节按照ROIs着色原始表现

根据一种无监督聚类算法——相似性传播(AP)将170例肺腺癌结节分为自然的3类,即1.蓝-绿-青为主型(B-G-C),2.混合型,3.紫-靛蓝-红-橙为主型(V-I-R-O)3类(图2)。        
图2:AP法则运算后分为3类

将上述三类患者关联于各自的无病生存率(DFS),中位随访3.07年,采用Kaplan—Meier生存分析比较三类患者(图3)。

          图3

本研究是唯一尝试以群体图像数据和定量影像学特征来对肺腺癌进行术前危险分层的研究,不依赖于肺癌的组织学分型,是一种非侵入性研究。如若本研究能得到确认并能应用在肺腺癌的随访之中,能够使得临床工作者通过HRCT表现确定不同时期的肺结节的适当的诊疗方案,避免不恰当的过度诊疗。

医学实践中,由于技术、图像重建方法和CT扫描过滤器的不同导致获得的HRCT图像的肉眼表现及定量像素特征千变万化。CANARY技术是一种稳健的分析手段,可用于多种HRCT技术。但未来仍需分析层面厚度,重建方法和图像噪音及剂量相关特征的影响。