三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療的臨床應(yīng)用價(jià)值研究

王斌　劉瑩　溫雪梅　左武　楊小峰　康水生

【摘要】? 目的? ? 分析三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法? ? 選取2021年1月—2022年2月間新余鋼鐵集團(tuán)中心醫(yī)院收治的30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者作為研究對(duì)象，均應(yīng)用三維可視化輔助甲狀腺腫瘤診斷和治療，收集、記錄手術(shù)相關(guān)指標(biāo)、并發(fā)癥和預(yù)后情況，計(jì)算診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率。結(jié)果? ? 30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者均手術(shù)成功，平均手術(shù)時(shí)間（76.45±10.68）min，平均術(shù)中出血量（117.52±21.47）mL；輔助診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率依次為81.82%（9/11）、94.74%（18/19）、90.00%（27/30）；發(fā)生并發(fā)癥5例（16.67%）。結(jié)論? ? 三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療的臨床價(jià)值顯著，具有較高的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率和手術(shù)成功率，值得推廣。

【關(guān)鍵詞】? 復(fù)雜甲狀腺腫瘤； 三維可視化輔助診療； 并發(fā)癥； 準(zhǔn)確率

To explore the clinical application value of three-dimensional visualization to assist the diagnosis and treatment of complex thyroid tumorsWang Bin，Liu Ying，Wen Xuemei，et al. The Xinyu Iron and Steel Group Central Hospital，Xinyu，Jiangxi? ?338000

【Abstract】? Objective? ? To analyze the clinical application value of three-dimensional visualization in assisting the diagnosis and treatment of complex thyroid tumors. Methods? ? Thirty patients with complex thyroid tumors admitted to the author's hospital from January 2021 to February 2022 were selected as the research subjects.Three-dimensional visualization was used to assist in the diagnosis and treatment of thyroid tumors，and surgical-related indicators，complications and prognosis were collected and recorded.to calculate the sensitivity，specificity，and accuracy of the diagnosis. Results? ? All 30 patients with complex thyroid tumors were successfully operated，the average operation time was（76.45±10.68）min，and the average intraoperative blood loss was（117.52±21.47）mL；the sensitivity，specificity and accuracy of auxiliary diagnosis were 81.82%（9/11），94.74%（18/19），90.00%（27/30）；complications occurred in 5 cases（16.67%）.Conclusion? ? Three-dimensional visualization has significant clinical value in assisting the diagnosis and treatment of complex thyroid tumors，with high diagnostic sensitivity，specificity，accuracy and surgical success rate，and is worthy of popularization and application.

【Key Words】? Complex thyroid tumors； Three-dimensional visualization； Complications； Accuracy

中圖分類號(hào)：R736.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-1721（2023）19-0023-03

DOI：10.19435/j.1672-1721.2023.19.008

甲狀腺腫瘤在臨床上頗為常見，以女性患者居多，大多表現(xiàn)為頸前正中腫塊，可以伴隨吞咽運(yùn)動(dòng)而活動(dòng)，部分患者還存在聲音嘶啞、吞咽或呼吸困難等[1]。90%以上的甲狀腺腫瘤是良性病變[2]，病情進(jìn)展緩慢，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行治療有良好的預(yù)后。甲狀腺腫瘤如果治療干預(yù)不及時(shí)，持續(xù)進(jìn)展可導(dǎo)致腫瘤體積巨大，發(fā)生上呼吸、消化道等局部器官侵犯，導(dǎo)致臨近的氣管、食管等結(jié)構(gòu)明顯受到腫瘤擠壓移位，引起一系列腫瘤壓迫周圍組織器官的癥狀。疾病的準(zhǔn)確診斷及高質(zhì)量的手術(shù)可提高患者預(yù)后。三維可視化（3DV）技術(shù)是一種采集、分析、管理、處理、融合數(shù)據(jù)的方式，與傳統(tǒng)的影像學(xué)結(jié)合，能夠獲得高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供充分的技術(shù)支持，目前在醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域已有較為廣泛的應(yīng)用[3-4]。本文選取30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者為研究對(duì)象，探討三維可視化輔助診療的臨床應(yīng)用效果，分析如下。

1? ? 資料與方法

1.1? ? 臨床資料? ? 選取2021年1月—2022年2月間新余鋼鐵集團(tuán)中心醫(yī)院收治的30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥18歲；（2）經(jīng)組織病理學(xué)確診；（3）首次接受甲狀腺手術(shù)治療；（4）臨床病歷資料完整；（5）腫瘤最長(zhǎng)徑≥5 cm。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在心肝腦肺腎脾等嚴(yán)重功能不全；（2）合并精神系統(tǒng)疾??；（3）合并其他惡性腫瘤；（4）中途退出研究；（5）合并三維可視化相關(guān)檢查禁忌證；（6）合并手術(shù)治療相關(guān)禁忌證等。男12例，女18例；年齡45～72歲，平均年齡（62.58±6.35）歲；腫瘤長(zhǎng)徑5～16 cm，平均（9.05±1.16）cm；體重48～80 kg，平均（61.79±4.21）kg。

1.2? ? 方法

1.2.1? ? 采集增強(qiáng)CT數(shù)據(jù)? ? （1）患者取仰臥位，建立靜脈通道；（2）術(shù)前采用美國(guó)GE多排螺旋CT按照0.625～1.250 mm層厚進(jìn)行增強(qiáng)掃描，管電流設(shè)置為140 mAs，管電壓設(shè)置為120 kV；（3）常規(guī)采集CT強(qiáng)化的圖像數(shù)據(jù)，由3名具有中級(jí)以上專業(yè)技術(shù)職稱的資深放射醫(yī)師（10年及以上工作經(jīng)驗(yàn)）共同操作、閱片；（4）通過肘正中靜脈注射碘海醇注射液（貴州百靈企業(yè)集團(tuán)制藥股份有限公司生產(chǎn)，國(guó)藥準(zhǔn)字H20094000），劑量為80 mL，注射流速為2.5 mL/s，在注射完成后30 s、1 min左右行增強(qiáng)CT掃描；（5）在平掃以及增強(qiáng)上，可以清晰顯示甲狀腺、腫瘤、周圍組織、血管和毗鄰結(jié)構(gòu)的二維圖像；（6）將所有數(shù)據(jù)圖片保存為醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和傳輸協(xié)議（DICOM）格式。

1.2.2? ? 甲狀腺腫瘤3D模型建立? ? （1）基于增強(qiáng)CT掃描結(jié)果，采用3D Slicer image computing platform軟件（版本4.11.0）行3D建模；（2）將DICOM格式的CT圖像導(dǎo)入3D Slicer軟件，打開3D Slicer應(yīng)用商店Extensions Manager，在搜索框里輸入并安裝好slicerradiomics，點(diǎn)擊軟件左上角導(dǎo)入文件圖標(biāo)DATA，選擇目標(biāo)文件；注意在導(dǎo)入文件的過程中，mask文件一定要有清晰的標(biāo)記；（3）調(diào)用pyradiomics模塊，在segment editer模式下，設(shè)置好對(duì)應(yīng)的參數(shù)，建立5個(gè)分割蒙板，分別分割甲狀腺、腫瘤、氣管、周圍血管和喉毗鄰結(jié)構(gòu)，隨機(jī)裁剪成 16×112×112的片段，以50%的概率隨機(jī)翻轉(zhuǎn)、抖動(dòng)；（4）選擇合適閾值建立甲狀腺、腫瘤、周圍血管、氣管和喉毗鄰結(jié)構(gòu)的3D模型，使用SGD優(yōu)化器，batch size為30，初始學(xué)習(xí)率為0.003，每150 k次迭代除以2，優(yōu)化在1.9 M迭代（約13epochs）停止，分別以STL和ply輸出保存。

1.2.3? ? 采用C3D（3D ConvNet）視窗創(chuàng)建三維可視化應(yīng)用? ? （1）將上述模型導(dǎo)入C3D視窗中，分別設(shè)定各模型的顏色、材質(zhì)、渲染條件；（2）通過從UCF-101中隨機(jī)取100 k個(gè)視頻片段，再分別取ImageNet和C3D的特征提取片段的fc6特征，用t-SNE降維到二維空間進(jìn)行可視化；（3）按照手術(shù)的常規(guī)情況建立三維可視化應(yīng)用，提取每個(gè)片段的C3D特征，輸入多類線性SVM，相同的特征提取體系和線性SVM進(jìn)行分類，以u(píng)rl地址或二維碼方式輸出。

1.2.4? ? 3D觀察與測(cè)量? ? （1）通過旋轉(zhuǎn)觀察三維重建模型，選擇放大、縮小、旋轉(zhuǎn)三維圖形；（2）了解腫瘤位置、大小及其與周圍組織器官的關(guān)系，尤其與周圍大血管、肌肉、骨質(zhì)的關(guān)系。根據(jù)病史、年齡、臨床表現(xiàn)、生長(zhǎng)方式、影像學(xué)資料、腫瘤標(biāo)志物，結(jié)合三維重建模型中腫瘤大小、與周圍組織的關(guān)系初步診斷腫瘤性質(zhì)。（3）對(duì)腫瘤的可切除性作出術(shù)前初步判斷，并進(jìn)一步了解有無變異動(dòng)靜脈、自動(dòng)脈發(fā)出到腺體的距離、動(dòng)脈直徑、腫瘤與氣管食管溝的距離（判斷腫瘤與喉返神經(jīng)的距離）。

1.2.5? ? 虛擬手術(shù)仿真? ? （1）按照手術(shù)選擇入路和術(shù)式，分層觀察與測(cè)量術(shù)中相關(guān)參數(shù)并記錄；（2）根據(jù)仿真制訂手術(shù)計(jì)劃，可以優(yōu)化手術(shù)方案、提高手術(shù)的精確性和質(zhì)量。

1.2.6? ? 組織病理學(xué)檢查? ? 術(shù)中切除組織快速冰凍切片，以組織病理學(xué)檢查作為最終確診金標(biāo)準(zhǔn)。

1.3? ? 觀察指標(biāo)

1.3.1? ? 術(shù)中輔助甲狀腺腫瘤的切除，收集手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血、腫瘤、淋巴結(jié)與毗鄰術(shù)前預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度，計(jì)算總診斷準(zhǔn)確率。

1.3.2? ? 記錄至術(shù)后10 d手術(shù)并發(fā)癥情況。

2? ? 結(jié)果

2.1? ? 手術(shù)相關(guān)情況? ? 30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者均手術(shù)成功，手術(shù)時(shí)間為48～117 min，平均（76.45±10.68）min；術(shù)中出血量55～240 mL，平均（117.52±21.47）mL。

2.2? ? 三維可視化與組織病理學(xué)診斷結(jié)果分析? ? 30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者中，術(shù)前三維可視化診斷預(yù)測(cè)良性腫瘤20例（66.67%），惡性腫瘤10例（33.33%）；組織病理學(xué)檢查最終確診為良性腫瘤19例（63.33%），惡性腫瘤11例（36.67%）。術(shù)前三維可視化診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率依次為81.82%（9/11）、94.74%（18/19）、90.00%（27/30），見表1。

2.3? ? 并發(fā)癥及預(yù)后情況? ? 30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥5例（16.67%），分別為頸部血腫2例（6.67%）、聲音嘶啞1例（3.33%）、低鈣血癥1例（3.33%）、喉返神經(jīng)損傷1例（3.33%），均經(jīng)過換藥、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)等對(duì)癥處理后好轉(zhuǎn)恢復(fù)。

3? ? 討論

復(fù)雜甲狀腺腫瘤往往體積較大，常會(huì)發(fā)生局部器官侵犯，最常侵犯的是上呼吸、消化道等[5]，導(dǎo)致腫瘤診療難度較大。在臨床上，亟待解決與掌握腫瘤與上呼吸道、頸部大血管的關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確個(gè)體化的手術(shù)治療[6]，最大程度地保障患者健康。2019—2020年該院行甲狀腺手術(shù)70余例，其中甲狀腺惡性腫瘤14例，術(shù)后無喉返神經(jīng)及甲狀旁腺損傷表現(xiàn)，具有較為豐富的經(jīng)驗(yàn)和病例基礎(chǔ)。但復(fù)雜甲狀腺腫瘤往往體積較大，氣管受壓會(huì)向一側(cè)偏移，還可伴頸區(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)多發(fā)轉(zhuǎn)移融合，周圍頸內(nèi)動(dòng)靜脈及鎖骨下靜脈、氣管、椎前筋膜、頸前肌肉均可能受到侵犯粘連。手術(shù)是根治此類甲狀腺惡性腫瘤的首選，但診療上還存在著不小的困難。在現(xiàn)有技術(shù)手段中，為了輔助醫(yī)生更好地判斷疾病類型及程度，通常采用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)來獲取甲狀腺占位病變的圖像信息；但一般的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備得到的是二維影像，只能獲得關(guān)鍵部位的截面影像，不夠直觀、精準(zhǔn)，而且對(duì)于缺乏醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)背景的患者及家屬來說，更是難以從中了解自身的病情?；谶@一情況，本研究嘗試在復(fù)雜甲狀腺腫瘤的診療中輔助應(yīng)用三維可視化，取得了較好的臨床效果。

本研究結(jié)果顯示，30例復(fù)雜甲狀腺腫瘤患者均手術(shù)成功，平均手術(shù)時(shí)間為（76.45±10.68）min，平均術(shù)中出血量（117.52±21.47）mL，發(fā)生并發(fā)癥5例（16.67%）。三維可視化是一種新型的數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)，能夠通過三維打印、混合現(xiàn)實(shí)（MR）等計(jì)算機(jī)技術(shù)再現(xiàn)三維物體，并應(yīng)用立體化、可視化的各種方式充分顯示出其所包含的復(fù)雜信息，在醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)有較為廣泛的應(yīng)用[7-8]，尤其是在國(guó)內(nèi)的肝膽外科發(fā)展最為迅速，在精準(zhǔn)外科中的前景極為廣闊。本研究中應(yīng)用三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療，術(shù)前采用腫瘤增強(qiáng)CT掃描并收集數(shù)據(jù)，導(dǎo)入3Dslicer中建立甲狀腺、腫瘤、血管和毗鄰組織的3D模型，構(gòu)建腫瘤3DV應(yīng)用，準(zhǔn)確測(cè)量腫瘤、侵犯范圍、與血管和氣管的關(guān)系，在術(shù)前評(píng)估中可以更加真實(shí)地反映腫瘤侵犯、轉(zhuǎn)移、壓迫、血液供應(yīng)及與周圍重要器官組織的毗鄰關(guān)系等特點(diǎn)。三維可視化在復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療中的應(yīng)用，可為制定術(shù)前最佳手術(shù)方案及術(shù)中完整切除腫瘤提供最可靠的影像數(shù)據(jù)，預(yù)估風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)行手術(shù)仿真，收集手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血、腫瘤、淋巴結(jié)與毗鄰結(jié)構(gòu)術(shù)前預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度以及并發(fā)癥。三維可視化技術(shù)為臨床手術(shù)實(shí)施提供了充分的技術(shù)支持和重要指導(dǎo)，大大提高了手術(shù)預(yù)見性，具有潛在提高手術(shù)療效的價(jià)值[9]。

本次研究結(jié)果還顯示，三維可視化輔助診斷復(fù)雜甲狀腺腫瘤的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率依次為81.82%（9/11）、94.74%（18/19）、90.00%（27/30）。筆者認(rèn)為，傳統(tǒng)外科醫(yī)生診斷疾病通過對(duì)患者的CT和核磁圖像進(jìn)行分析，由于二維圖像的局限性，易造成一些診斷偏差，增加手術(shù)變數(shù)。而三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療作為一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，可以逼真地實(shí)時(shí)渲染高品質(zhì)3D圖像，精準(zhǔn)呈現(xiàn)瘤體與周圍重要解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)字化三維模型，讓醫(yī)生能夠完整地看到病變情況，包括腫瘤的大小、分布、形態(tài)、空間具體位置，以及與血管、組織、氣管、淋巴結(jié)等結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合病史、臨床表現(xiàn)及腫瘤標(biāo)志物等檢查可提高診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率。

此外，甲狀腺腫瘤三維可視化還有利于多學(xué)科的交流討論與協(xié)作發(fā)展，在術(shù)前能夠幫助手術(shù)醫(yī)生和會(huì)診醫(yī)生精確掌握患者病情，同時(shí)便于醫(yī)生向患者及其家屬介紹病變的復(fù)雜性和手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)程度，從而幫助醫(yī)患之間溝通交流。三維可視化技術(shù)通過在模型上進(jìn)行模擬手術(shù)還能幫助醫(yī)生確定最佳手術(shù)方案，從而實(shí)現(xiàn)術(shù)前的精準(zhǔn)診斷、手術(shù)個(gè)體化規(guī)劃、入路與術(shù)式?jīng)Q策、術(shù)中輔助引導(dǎo)等，推動(dòng)外科手術(shù)向個(gè)體化與精準(zhǔn)化發(fā)展[10]。

綜上所述，三維可視化輔助復(fù)雜甲狀腺腫瘤診療的臨床價(jià)值顯著，具有較高的診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率和手術(shù)成功率，值得推廣。

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（收稿日期：2023-04-20）