基于超聲容積成像定量評估甲狀腺腫大源性氣道壓迫的風(fēng)險研究

王海林, 朱小蘭, 符 建

(江蘇省海安市人民醫(yī)院超聲科, 江蘇 海安 226600)

甲狀腺腫大是氣道壓迫的重要原因之一[1,2]。生理或病理因素致使的甲狀腺體積(TV)增加可顯著壓迫氣道(尤其是主支氣管)，引發(fā)上呼吸道的持續(xù)刺激產(chǎn)生呼吸道癥狀[3]，并可導(dǎo)致明顯的喘鳴和持續(xù)性缺氧[4]。急性甲狀腺腫大合并甲狀腺內(nèi)出血甚至可導(dǎo)致突發(fā)性呼吸窘迫。雖然甲狀腺體積增大與氣道壓迫存在顯著的因果關(guān)系，但局限于臨床醫(yī)師的主觀評測顯然不能適應(yīng)現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的要求，且醫(yī)學(xué)界至今未能提供依據(jù)前者評估后者的有效詢證方法。因此，本文以甲狀腺超聲容積成像和氣道CT成像數(shù)據(jù)為手段，旨在探明便捷的甲狀腺超聲成像是否可以準(zhǔn)確的定量評估其引發(fā)的氣道壓迫風(fēng)險，為臨床防治方案提供可靠的理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1受試者收集:本研究為回顧性設(shè)計。所有受試者資料來源于2017年1月至2020年12月期間海安市人民醫(yī)院影像科PACS系統(tǒng)。入組標(biāo)準(zhǔn)：①18～60歲；②接受過超聲檢查并確診為甲狀腺腫大；③同期接受過頸部CT檢查；④頸部無外傷或異物植物病史；⑤未接受過頸部和甲狀腺外科手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①超聲或CT圖像質(zhì)量欠佳；②先天性氣管狹窄或氣管畸形；③甲狀腺或頸部組織惡性腫瘤；④頸部炎癥性疾??；⑤長期慢性疾病。共計收集符合條件的受試者資料84例，并根據(jù)氣道是否存在狹窄分為狹窄組26例，未狹窄組58例。受試者對影像學(xué)資料的利用具有知情同意權(quán)，本研究經(jīng)所在醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2甲狀腺超聲容積成像:三維超聲儀器使用GE Voluson E10的RSP 6-16-D(5-17MHz)探頭。三維超聲數(shù)據(jù)采集過程中囑咐患者憋氣并避免吞咽動作，探頭固定于感興趣區(qū)域，根據(jù)甲狀腺大小調(diào)整掃描角度(15～30度)，探頭自動采集三維超聲容積數(shù)據(jù)。其中三維超聲圖像分析均采用Render表面模式，包括橫切面(A或B平面)、縱切面(A或B平面)和冠狀面(C平面)的三維重建圖像。甲狀腺體積評估由圖像系統(tǒng)生成。見圖1。

圖1 甲狀腺容積成像

1.3氣道CT(頸部)成像:采用GE Revolution 128排CT機，受試者取仰臥位，頸部拉伸，下頜稍抬起，并將手臂延伸使兩肩下移，掃描基線垂直喉及氣管長軸。掃描參數(shù)：矩陣為512×512，管電壓為120Kv，管電流220mA，F(xiàn)OV為28～34，螺距為0.984:1，層厚為3.75mm，掃描范圍：下頜角水平至主動脈弓層面。所獲得原始數(shù)據(jù)行層厚0.625mm，層間距0.625mm重建后傳至工作站進(jìn)行增厚多平面重建(MPR)成像。見圖2。

圖2 氣道CT(頸部)成像

1.4氣道狹窄評估:不同于其他研究中以氣管直徑作為測量值，為了更準(zhǔn)確的評估氣道狹窄，以氣道面積作為測量值。測量工作在氣道的CT橫斷面和冠狀面進(jìn)行(圖)。為了確定壓迫的嚴(yán)重程度，氣管壓縮率(TCR)定義如下：TCR=A1(氣管最小橫截面積)/A2(氣管最大橫截面積)。氣管狹窄(%)=(1-TCR)×100。當(dāng)氣管沒有受壓時，TCR等于1，氣管狹窄等于0(0%)。另以氣管中線判斷氣管是否移位，當(dāng)檢測到移位方向時，標(biāo)記為向右或向左。所有測量均由兩位影像科醫(yī)生在同一天對每個受試者進(jìn)行兩次盲法測量，每位醫(yī)生獲得的測量值的平均值被作為該參數(shù)的真實測量值。

1.5統(tǒng)計分析:所有數(shù)據(jù)分析使用SPSS for Windows Ver.15.0(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用Mann-Whitney U檢驗比較各組間的TV，變量間的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)檢驗。受試者工作特征(ROC)曲線分析用于檢測不同程度氣管狹窄的TV的截止水平。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1一般資料:本組共計入組84例受試者，男性44例，女性40例，年齡22～58歲；其中狹窄組36例，男性19例，女性17例，平均年齡49.10±13.80歲，甲狀腺平均TV為35.11±9.58mL，氣道平均TCR為0.76±0.09；未狹窄組48例，男性22例，女性26例，平均年齡42.80±12.70歲，甲狀腺平均TV為18.49±7.66mL，氣道平均TCR為0.86±0.12。與未狹窄組相比，狹窄組受試者年齡更大并且甲狀腺TV更大(P<0.05)。見表1。

表1 一般人口學(xué)資料比較

2.2甲狀腺TV對氣道狹窄的鑒別能力:校正年齡因素后，兩組之間顯著的甲狀腺TV差異依然被證實(t=13.363，P<0.001)。相關(guān)分析顯示：狹窄組中甲狀腺TV與氣道狹窄呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性，具有統(tǒng)計學(xué)意義(r=0.549，P<0.05)。ROC分析結(jié)果顯示：引發(fā)氣道狹窄時，甲狀腺TV的曲線下面積為0.688(95%可信區(qū)間：0.599～0.753，P<0.001)。見圖3。

圖3 左圖為甲狀腺TV與氣道狹窄程度的相關(guān)性分析，右圖為甲狀腺TV鑒別氣道狹窄的ROC分析，AUC=0.688。

2.3ROC分析:進(jìn)一步的ROC分析結(jié)果顯示，甲狀腺TV不僅可以有效鑒別氣道狹窄的發(fā)生，也可有效的對不同氣道狹窄等級進(jìn)行評級，甲狀腺TV預(yù)測氣管狹窄10%、20%、30%和40%的AUC分別為0.658、0.679、0.702、0.787，其截斷值19.69mL、20.98mL、23.85mL和29.37mL。見圖4。

圖4 甲狀腺體積對氣道壓迫發(fā)生的鑒別效能

3 討 論

本回顧性研究中，我們運用超聲容積成像和頸部CT成像分別測量甲狀腺的TV和氣道的具體數(shù)值。此外，我們首次通過使用客觀方法來揭示甲狀腺TV和氣管壓迫之間的潛在關(guān)系。我們的結(jié)果證實甲狀腺TV不僅與氣道狹窄的發(fā)生有關(guān)，還可有效的間接的評估其狹窄的等級。以往有關(guān)甲狀腺TV的研究大多關(guān)注術(shù)后并發(fā)癥的影響，如TV較小的患者低鈣血癥的風(fēng)險增加，而TV較大的患者發(fā)生喉返神經(jīng)損傷和圍手術(shù)期出血的風(fēng)險增加[5]，關(guān)于甲狀腺TV與患者氣道壓迫的研究卻很少。在少部分涉及呼吸功能的文獻(xiàn)中，較大的TV被證實與與球狀感覺和呼吸短促之間存在正相關(guān)，其受損吸氣流速甚至可降至1.5L/s[6]。我們的研究在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探明了便捷的甲狀腺超聲成像可以準(zhǔn)確的定量評估其引發(fā)的氣道壓迫風(fēng)險，為氣道狹窄的臨床防治方案提供可靠的理論依據(jù)。

臨床工作中，與甲狀腺疾病相關(guān)的呼吸窘迫的可能源于如下四個不同的因素：腫瘤的氣管內(nèi)侵犯；伴有或不伴有自發(fā)性甲狀腺內(nèi)出血引起的氣管的外部壓力；甲狀腺容積增大造成的直接壓迫；以及喉返神經(jīng)被浸潤造成的雙側(cè)聲帶癱瘓[7]。在這些風(fēng)險因素中，我們選取了臨床中最為常見且病例最為豐富的甲狀腺因素作為研究對象。甲狀腺腫大導(dǎo)致氣道壓迫的手術(shù)指征評估是一項充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)。氣道結(jié)構(gòu)隱藏在胸骨后方，常規(guī)超聲難以檢測，而CT檢查的復(fù)雜成像(需薄層掃描且多曲面重建)以及長耗時、高費用的弊端又制約?？漆t(yī)師的醫(yī)囑執(zhí)行。除了一些顯著的指針包括：預(yù)防進(jìn)行性增大或縱隔擴(kuò)張的并發(fā)癥(氣管狹窄、上腔靜脈綜合征)、惡性可能、以及典型的呼吸困難和/或吞咽困難，?？漆t(yī)師對氣道壓迫的緩解是否實行手術(shù)的判斷是經(jīng)驗性的。本文結(jié)果成功建立的氣道狹窄與甲狀腺的對應(yīng)關(guān)系無疑可為這一工作提供了可參考的影像學(xué)枕依據(jù)。

盡管超聲在測量TV方面存在一些難以回避的問題，例如超聲醫(yī)師的主觀差異、在甲狀腺結(jié)節(jié)的不規(guī)則輪廓時計算TV的橢球公式可能存在不足等，但其目前仍為估計甲狀腺體積最有用和最被接受的方法，尤其在緊急情況下(便捷性)。既往研究表明[8]，超聲測量的甲狀腺TV與CT/MRI測量的TV無明顯差異(胸骨后甲狀腺腫病例除外)。當(dāng)然，CT/MRI在胸骨后延伸甲狀腺的病例中評估氣管受壓的優(yōu)勢不可忽視，在臨床工作中可根據(jù)患者情況酌情使用。