(一)流程设计与质控
1.标注医师的选拔:
(1)为保证标注医师(grader)的代表性,建议面向全国公开考试选拔标注医师。医师的资质建议要求在三甲医院从事阅片工作5年以上,职称为住院医师以上。考试内容应包括数据集覆盖的全部病种和图像特征的检出(用包围盒bounding box紧密包裹病灶,bounding box可简写为bbox)与分类,由权威专家对参考标准进行审核与把关。按照检出的精确度、分类的敏感度和特异度、边界分割的交并比等关键指标择优录取,建议以上指标要求不低于80%。(2)入选的标注医师应当接受培训,统一对标注规则的认识,熟悉标注软件操作。
2.流程设计:
为提高标注的准确性和敏感度,降低假阳性率,避免记忆偏倚,标注流程建议多轮次分组交叉进行,优化人力资源,主要包含肺结节的检出、分类(图15)、边界分割和尺寸测量(图16)。考虑不同环节的工作量和人员资质的差异,标注工作需要标注医师、标注组长和仲裁专家3种级别的医师参加。标注组长由工作经验10年以上的副主任医师担任,仲裁专家由工作经验15年以上的副主任医师或主任医师担任。每一批标注任务由标注组长带领两名标注医师承担,分为4个主要环节。

图15 肺结节分类工作流程图

图16 肺结节标注工作流程
(1)检出环节:3名标注医师背靠背独立标注,然后用计算机自动判断检出的一致性,以所有人标注结果的并集作为结果。
(2)分类环节:3名标注医师背靠背进行分类,分类结果同样由计算机自动判断一致性和进行合并,同时保留不同意见。
(3)审核环节:由其他标注组长和仲裁专家各自独立对检出和分类结果进行审核与修改,纠正漏诊、误诊和误判。如果遇到疑难问题,仲裁专家可以进行集体讨论与确认。本环节过后,每个病例至少由5名医师进行过阅片,其中至少由两名具有高级职称的医生进行过审核。
(4)边界分割与尺寸测量:在检出与分类完成之后,由于边界分割相对简单,建议普通病例的边界分割由1名标注医师执行,由1名审核专家进行审核。遇到复杂征象时,可酌情增加审核人数,以保证标注质量。结节的尺寸根据手工边界由计算机自动生成,标注医师和仲裁专家可以手动修改。
(二)结节分类标注规则
根据上文给出的几种结节的定义,建议按照图15所示的流程具体进行结节分类的工作。
第1步是在横断面图像上,在肺窗下判断某个区域是否为结节。应注意避免把血管、支气管、淋巴结等生理结构以及纤维条索伴钙化、胸膜增厚、支气管增厚等情况判为结节。
第2步是明确结节属于肺内还是胸膜。此处的难点在于某些肺内结节存在向胸膜延伸或者牵拉的情况,而某些胸膜结节也存在会向肺内生长,影响判断。建议从肺内部分与胸膜的边界入手。一般来说,肺内结节的长径大于其向胸膜延伸的部分,肺内部分与胸膜交界的夹角容易呈现为锐角。相反,胸膜结节向肺内延伸时,周围往往存在一定的胸膜增厚,病灶与胸膜的夹角相对更大。
从第3步开始,根据前面各类型的定义判断结节的类型,主要难点是如何区分实性成分和纯磨玻璃成分。根据国内外文献,目前尚无公认有效的窗宽窗位区分实性成分和磨玻璃成分。建议主要依据实性成分和磨玻璃成分的定义,观察肺实质密度的升高是否导致病灶内支气管血管边缘不可识别。如果整个病灶内的支气管、血管边缘都不可识别,则肺实质密度的升高由实性成分引起,应判为实性结节;如果病灶内的支气管、血管边缘可识别,则肺实质密度的升高由磨玻璃成分引起,应判为亚实性结节,再根据纵隔窗判断有无实性成分,如果有则判为部分实性结节,否则为纯磨玻璃密度结节。当结节完全钙化时,判为钙化结节;如果结节内有钙化和软组织成分混合,则判为实性结节。
结节标注应当在专用标片环境下进行。为保证标注医师的准确性和一致性,背景亮度、温度、湿度等环境因素应当进行设计和控制;标注显示器应为满足DICOM标准、符合质控要求的医用专业灰度显示器,分辨率不低于2 M像素;标注软件应当记录供应商、型号、版本号,软件功能满足标注需求并经过确认。在单屏单幅图像条件下,CT图像最大放大倍数不低于5。软件应具有多平面重组(MPR)功能。标注软件应满足网络安全和数据保护要求。这里注意,结节整体CT值的测量和基于结节CT值的分析不在本文讨论范围内。
(三)区域分割
边界分割的操作需要根据结节边界分几种典型情况讨论。
1.实性结节边界分割:
在图像任意放大比例中能读出结节边缘,边界明确者,归入实性成分边界分割的情形(图17,图18,图19,图20)。

图17,18 肺内实性结节分割示意图。图17为肺窗下的肺内实性结节,↑指示结节区域,与肺内空腔、血管、胸膜之间的边界均清晰可辨。图18为肺窗下的肺内实性结节区域分割示例,绿色代表实性结节区域。在此情况下,在↑所标记结节周围,围绕结节在结节外的第一个像素处标记轮廓
图19,20 像素级边界分割示意图。图19为结节区域,图20中的绿色覆盖病灶,绿色像素位于病灶内部
图21,22 亚实性结节边界分割示意图,↑指示结节区域。图21为肺窗下磨玻璃结节,图22为磨玻璃结节区域分割,绿色像素代表结节区域内部,结节外血管部分已排除
图23~26 指节边缘与血管相连时的分割方案示意图。图23~25分别为原图横断面(图23)、矢状面(图24)、冠状面(图25),由多平面重组确认血管走行。图26为推荐的病灶分割方式,以绿色像素标出拟分割的结节,结节外血管部分已排除
图27,28 胸膜凹陷时的分割方案示意图。图27为原图,图28以绿色像素指示拟分割的结节区域
2.亚实性结节边界分割:
亚实性结节的结构相对复杂,涉及其他成分的混合(图21,图22)。
3.结节边缘征象处理:
勾画结节本体部分,对于结节本体以外部分(例如血管、胸膜等)不予勾画(图23,图24,图25,图26,图27,图28)。
(四)尺寸测量
对于结节每个被分割边界的涉及层面,当该层结节边界手动分割完成后,建议由标注软件根据边界自动给出结节该层的长径和短径,最后由标注医师检查后确认。参照国际指南和研究文献[14],长径定义为结节内最大横截面空间最远两点距离。短径定义为结节内垂直于长径的最长距离(图29)。

图29 长径和短径的示意图。蓝色轮廓指示结节轮廓,可见长径和短径均落在结节内部,且保持垂直。这里应注意,结节内部空腔或空洞不做特殊考虑,仍视为结节自身的组成部分
(五)关于结节尺寸描述方式
1.量纲:
所有尺寸参数的记录应精确至毫米或立方毫米,包括:(1)结节最大横截面长径及短径。(2)结节空间最长直径。(3)结节体积。
2.结节尺寸测量方法:
(1)结节最大横截面长径及短径,首先对结节所有横断面计算其平均直径。以平均直径最大者为最大层面,平均直径为(长径+短径)/2,该结节尺寸记录为'最大层面的长径与短径'。(2)结节空间最长直径,根据医师对结节的分割结果,计算出该结节立体空间内最远两点距离。(3)结节体积,根据医师对结节的分割结果,根据结节所包含体素的数量计算结节体积。