Exploration of the volumetric composition of human lung cancer nodules in correlated histopathology and computed tomography

doi:10.1016/j.lungcan.2011.01.023

比较研究

.2011年10月；74(1):61-8.

doi:10.1016/j.lungcan.2011.01.023。 Epub 2011年3月2日。

肺癌结节体积组成的相关组织病理学和CT研究

J C Sieren公司¹, A R史密斯, J·蒂斯, E纳马蒂, E A霍夫曼, J N Kline公司, G麦克伦南

附属公司

PMID： 21371772
预防性维修识别码：项目经理3129434
内政部： 2016年10月10日/j.lungcan.2011.01.023

比较研究

肺癌结节体积组成的相关组织病理学和CT研究

J C Sieren公司等。肺癌. 2011年10月.

.2011年10月；74（1）：61-8。

doi:10.1016/j.lungcan.2011.01.023。 Epub 2011年3月2日。

作者

J C Sieren公司¹, A R史密斯, J·蒂斯, E纳马蒂, E A霍夫曼, J N Kline公司, G麦克伦南

附属

¹美国爱荷华州爱荷华市爱荷华大学内科，IA 52242。jessica-sieren@uiowa.edu

PMID： 21371772
预防性维修识别码：项目经理3129434
内政部： 2016年10月10日/j.lungcan.2011.01.023

摘要

全面了解肺癌结节的组织学组成以及这些组织在放射学数据中的表现方式，不仅对扩大当前癌症生长和发展的知识库很重要，而且对分类标准也有潜在的影响，放射诊断方法和治疗反应评估。在这项研究中，我们对切除的肺结节内的癌组织和非癌组织进行了大规模的组织切片。我们已经实现了一个处理管道，允许组织学数据和空间上对应的计算机断层扫描数据之间的直接关联。利用这些相关数据集，我们评估了每种组织类型的Hounsfield单位（HU）直方图值之间的统计分离。这项研究的结果表明，肺癌结节包含复杂的细胞组织类型混合，并且这些组织类型之间的关系存在趋势。研究发现，使用计算机断层扫描成像的孤立肺癌结节的平均Hounsfield单位值在非实体性支气管肺泡癌、实体癌肿瘤、血液和非活动性纤维间质组织中具有显著差异，具有统计学意义。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者没有利益冲突。

数字

图1
生成肺癌结节三维交叉注册数据集的过程模型流程图，将分段组织病理学内容与相应的体外和体内体积MDCT数据集相关联。该过程包括特定的组织制备/成像协议、稳定硬件和使用刚性和非刚性配准的后处理。特征是在配准前后从数据集中提取的样本切片，以及配准后的体积结果描述。基于组织学的组织类型图的创建包含了对癌细胞（黑色）、非固体支气管肺泡癌模式下的癌细胞（紫色）、坏死细胞（灰色）、活性成纤维细胞间质（绿色）、透明纤维化（蓝色）、正常气道壁细胞（黄色）的实体分组的手动分割红细胞分组（红色）。

图2
使用3D组织病理学数据集确定了5例腺癌和神经内分泌癌及鳞状细胞癌的每种组织类型的比例。

图3
通过对腺癌结节的分段组织类型进行体积重建，可以更全面、定性地了解不同组织类型之间的关系及其在整个结节体积中的分布。图中分别显示了每种组织类型的效果图（实体癌肿瘤、非实体支气管肺泡癌模式中的癌肿瘤、活动成纤维细胞基质、透明（非活动）纤维化和血液），并以综合体积绘制的方式进行了组合。

图4
摘要图说明了获取每个组织切片的直方图统计测量值的方法。对于每个组织切片，都会生成相应的组织类型图，其中每种颜色代表一种特定的组织类型；癌细胞固体分组（黑色）、非固体支气管肺泡癌模式下的癌细胞（紫色）、坏死细胞（灰色）、活性成纤维细胞基质（绿色）、透明纤维化（蓝色）、正常气道壁细胞（黄色）和红细胞分组（红色）。每个组织类型图被分割成一系列二进制掩模，每个组织类型对应一个掩模。使用Lanczos重采样对每个二进制掩模进行重采样，以匹配micro-CT、孤立结节MDCT数据集和固定叶MDCT数据集中的分辨率，并用于从放射学数据中分离特定于组织类型的像素。找到每种组织类型的HU直方图，并收集直方图统计数据，包括平均值、中位数、标准偏差、偏度和峰度。

图5
每种组织类型区域平均面积（±SD）的图形表示。红细胞、坏死和活性成纤维细胞间质区域最小，而细支气管肺泡癌结构（非固体BAC）后的癌区域面积最大。

图6
在所有结节数据集中，每种组织类型的欧拉数的平均值（±SEM）范围。还绘制了整体最小欧拉数。该图揭示了一种趋势，即非活动性（透明）纤维化和癌性肿瘤组织类型趋向于包络，而其他组织类型趋向包络。

图7
所有结节数据集中每种组织类型的平均（±SD）致密度值。红细胞和坏死区域边界最紧密，而非活动（透明）纤维化区域最复杂。

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