多模態(tài)超聲聯(lián)合臨床特征建立對甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性診斷的預(yù)測模型

張萌，金壯，趙蕙琳，李守超，曹軍英

1.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院超聲診斷科，遼寧 沈陽 110016；2.錦州醫(yī)科大學(xué)北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，遼寧 沈陽 110016；3.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院超聲診斷科，江蘇 南京 210002；*通信作者 曹軍英 shenzongchaosheng@163.com

甲狀腺腫瘤的發(fā)病率在所有腫瘤中增長最快，早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)對于臨床治療的有效性和預(yù)后具有特別重要的意義。由于疾病早期缺乏特異性臨床癥狀，臨床診斷存在困難。穿刺活檢和手術(shù)切除檢查可以幫助確診，但是診斷、檢查存在明顯的局限性和有創(chuàng)性。目前甲狀腺超聲檢查是診斷甲狀腺疾病的首選影像學(xué)方法[1]，但甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的灰階超聲特征存在一定交叉重疊，導(dǎo)致誤診、漏診[2]。超聲彈性成像是一種鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的新技術(shù)，通過對不同組織之間的硬度差異進(jìn)行成像，反映病灶本身的硬度特征；超聲造影能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)、詳細(xì)地觀察病灶增強(qiáng)的全過程，更準(zhǔn)確地顯示病灶周圍血液灌注及消退情況，超聲彈性成像和超聲造影可以對二維灰階超聲檢查進(jìn)行補(bǔ)充[3]。多模態(tài)超聲檢查指結(jié)合常規(guī)超聲、超聲造影及超聲彈性成像多種方式進(jìn)行綜合判斷，從不同角度彌補(bǔ)單一檢查的局限性[4]。多模態(tài)診斷有助于提高鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的準(zhǔn)確度[5]。同時(shí)，血清促甲狀腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）水平等臨床指標(biāo)對于鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性有一定價(jià)值[6]，但多模態(tài)超聲聯(lián)合臨床因素在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性診斷中的研究較少。本研究擬將多模態(tài)超聲特征和臨床資料等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行Logistic回歸分析，建立聯(lián)合預(yù)測模型，并分析聯(lián)合這些方法是否有助于進(jìn)一步提高預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的準(zhǔn)確度，以減少不必要的術(shù)前甲狀腺細(xì)針穿刺。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2020年9月—2022年3月北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院甲狀腺外科收治的121例患者共121個(gè)實(shí)性結(jié)節(jié)，其中男43例，女78例，年齡23～76歲，平均（46.0±10.2）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料完整；②首次收診于本院，首次手術(shù)；③有完整的超聲影像資料；④有明確的術(shù)后病理診斷。排除標(biāo)準(zhǔn)：①復(fù)發(fā)；②妊娠期女性，慢性肺源性心臟病；③結(jié)節(jié)內(nèi)部分或大部分呈囊性；④結(jié)節(jié)內(nèi)鈣化面積＞70%。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器 使用GE Logiq E 20彩色多普勒超聲診斷儀，采用ML6-15探頭，頻率10～15 MHz；L2-9探頭，頻率7～9 MHz。造影劑為SonoVue。

1.3 超聲檢查 所有圖像采集均由同一名超聲主任醫(yī)師完成。由2名超聲主治醫(yī)師采用雙盲法分析所有超聲圖像，意見存在分歧時(shí)通過協(xié)商取得一致結(jié)果。

1.3.1 常規(guī)超聲檢查 患者去枕仰臥，充分暴露頸部，以甲狀腺病灶為中心做全方位、多切面掃查，記錄甲狀腺結(jié)節(jié)最大徑、位置、回聲、邊界、形態(tài)、鈣化情況、縱橫比及被膜連續(xù)性等情況，采用彩色多普勒觀察血流信號情況，并以Adler評分法[7]記錄血流分級。

1.3.2 超聲造影 選取甲狀腺結(jié)節(jié)最佳顯示切面，固定探頭進(jìn)入超聲造影模式。經(jīng)左肘正中靜脈注入造影劑混懸液1.0 ml，然后推注5 ml生理鹽水沖管。檢查過程中患者避免吞咽、咳嗽，保持平靜呼吸，觀察造影時(shí)間至少3 min，保存后進(jìn)行圖像分析。記錄造影模式，分為低增強(qiáng)、等增強(qiáng)、高增強(qiáng)、無增強(qiáng)4種模式。

1.3.3 彈性成像檢查 先進(jìn)行常規(guī)超聲檢查，選取最佳切面固定探頭，啟動(dòng)應(yīng)變式彈性成像模式，灰階超聲與彈性模式雙幅顯示，操作過程中控制壓力曲線為均勻的鋸齒狀，比較病灶區(qū)域周圍組織的硬度，根據(jù)彈性圖像顯示的顏色不同評為1～5分[8]，1分：整個(gè)病灶區(qū)明顯變形，與周圍甲狀腺組織相同，呈均勻綠色；2分：病灶區(qū)部分變形，呈藍(lán)綠相間；3分：病灶區(qū)邊緣變形，病灶中心呈藍(lán)色，周圍呈綠色；4分：整個(gè)病灶區(qū)無明顯變形，呈藍(lán)色；5分：病灶區(qū)及周邊均無明顯變形，病灶呈藍(lán)色。

1.4 血清學(xué)檢測 術(shù)前采集空腹靜脈血5 ml，采用電化學(xué)發(fā)光法檢測血清TSH、游離三碘甲狀腺原氨酸（free triiodothyronine，F(xiàn)T3）、游離甲狀腺激素（free thyroxine，F(xiàn)T4）水平，計(jì)算FT3/FT4比值。檢測過程嚴(yán)格按試劑盒說明書要求，檢測結(jié)果符合質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)（CV＜5%）。

1.5 病理檢查 ①術(shù)中冰凍病理檢查：選取術(shù)中切除的甲狀腺組織標(biāo)本置于Leica CM 1850型恒冷式冰凍切片機(jī)進(jìn)行切片，溫度設(shè)置為-20℃以下，切片后用酒精固定，快速HE染色后于光鏡下觀察。②石蠟病理檢查：每例標(biāo)本快速冰凍切片后剩余組織以10%中性甲醛溶液固定并進(jìn)行常規(guī)石蠟切片，經(jīng)HE染色后于光鏡下觀察。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0和MedCalc軟件，計(jì)量資料符合正態(tài)分布且方差齊者以±s表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用多因素Logistic回歸分析篩選出預(yù)測甲狀腺腫瘤良惡性的獨(dú)立影響因素，并構(gòu)建超聲特征模型、臨床模型及超聲特征-臨床聯(lián)合模型，采用受試者工作特征（ROC）曲線評估各模型的診斷效能，使用Delong檢驗(yàn)分析3種模型的曲線下面積（AUC），P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 121例患者共121個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)，其中良性結(jié)節(jié)70個(gè)，包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫52個(gè)、腺瘤12個(gè)、炎癥6個(gè)；惡性結(jié)節(jié)51個(gè)，包括乳頭狀癌39個(gè)、濾泡樣癌6個(gè)、髓樣癌6個(gè)。

2.2 甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)臨床指標(biāo)和超聲特征比較甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)患者年齡、FT4、FT3/FT4、最大徑、形態(tài)、鈣化、被膜連續(xù)性、血流分級、彈性評分、造影特征比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組性別、病灶數(shù)目、位置、回聲、邊界、縱橫比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1和圖1、2。

表1 甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)臨床指標(biāo)及多模態(tài)超聲特征單因素分析

圖1 男，64歲，結(jié)節(jié)型甲狀腺腫。A：二維超聲示病灶邊界清晰，呈低回聲，形態(tài)規(guī)則（箭）；B：超聲造影呈高增強(qiáng)（箭）；C：術(shù)后病理為結(jié)節(jié)型甲狀腺腫（HE，×100）

圖2 女，28歲，甲狀腺微小乳頭狀癌。A：二維超聲示病灶邊界不清晰，呈低回聲，形態(tài)不規(guī)則（箭），內(nèi)見強(qiáng)回聲鈣化，縱橫比＞1；B：超聲造影呈不均勻低增強(qiáng)（箭）；C：術(shù)后病理為甲狀腺微小乳頭狀癌（HE，×100）

2.3 預(yù)測模型構(gòu)建及多因素分析 將上述有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的10個(gè)參數(shù)分別賦值（表2），以病理結(jié)果良、惡性作為因變量Y，根據(jù)臨床指標(biāo)、超聲特征、超聲特征-臨床聯(lián)合的模式設(shè)置3種預(yù)測模型進(jìn)行多因素回歸分析，所得Logistic回歸方程為，超聲特征模型：ln（p/1-p）=5.069-0.449×X4+0.320×X5-0.327×X6-0.801×X7-1.286×X8-2.134×X9+1.751×X10；臨床模型：ln（p/1-p）=1.581-0.897×X1+0.027×X2+0.022×X3；聯(lián)合模型：ln（p/1-p）=9.205-1.786×X1+0.317×X2 +0.788×X3-1.127×X4+0.926×X5-0.397×X6-0.920×X7-2.271×X8-4.615×X9+3.319×X10。其中p代表結(jié)節(jié)為良性的概率，1-p代表結(jié)節(jié)為惡性的概率。

表2 甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的臨床指標(biāo)及超聲特征危險(xiǎn)因素賦值

2.4 3種模型Logistic回歸方程ROC曲線評價(jià) 臨床模型、超聲特征模型、超聲-臨床聯(lián)合模型檢出惡性病變的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度見表3。3種模型的Logistic方程預(yù)測AUC分別為0.619、0.991、0.994（P均＜0.05）。Delong檢驗(yàn)顯示，超聲特征模型和聯(lián)合模型的AUC均大于臨床模型，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-1.75，P=0.039）、（Z=-2.25，P=0.012），聯(lián)合模型的AUC大于超聲特征模型，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-1.60，P=0.054）。

表3 各模型Logistic回歸分析ROC曲線分析

3 討論

3.1 多模態(tài)超聲模型入選因素分析 在常規(guī)超聲中，本研究結(jié)果表明惡性結(jié)節(jié)最大徑＞10 mm、形態(tài)不規(guī)則、內(nèi)部出現(xiàn)鈣化、被膜侵犯不連續(xù)性、血流較豐富的發(fā)生率顯著高于良性結(jié)節(jié)，與既往大多數(shù)研究結(jié)果一致，上述特征可作為提示結(jié)節(jié)為惡性的特征表現(xiàn)，但既往研究中縱橫比＞1是惡性結(jié)節(jié)的典型特征[9-10]，但本研究中縱橫比＞1這一因素在良、惡性組間無顯著差異，被篩選淘汰并未進(jìn)入模型構(gòu)建，其原因可能是納入樣本量較小，且納入的良性結(jié)節(jié)較惡性結(jié)節(jié)多，造成結(jié)果偏倚。

在超聲彈性成像中，彈性評分越大，病灶質(zhì)地越硬，本研究中良、惡性組間彈性評分有顯著差異，且彈性評分為4分的結(jié)節(jié)80%（36/45）經(jīng)病理證實(shí)為惡性，表明甲狀腺結(jié)節(jié)質(zhì)地越硬，其為惡性的可能越大，與既往研究結(jié)果一致[11]。然而，本研究中仍有20%（9/45）的結(jié)節(jié)在彈性成像中評為4分，最終病理證實(shí)為良性，其原因是硬度與結(jié)節(jié)內(nèi)部的成分有關(guān)，若良性結(jié)節(jié)有內(nèi)部鈣化或纖維化，可使硬度增加，導(dǎo)致良、惡性間有一定交叉。此外，結(jié)節(jié)靠近被膜、頸血管旁、氣管旁等均對結(jié)節(jié)彈性判斷產(chǎn)生影響[12]。因此，彈性成像還需結(jié)合常規(guī)超聲表現(xiàn)及超聲造影特征進(jìn)行綜合分析。

在超聲造影中，甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)部及周邊的血管分布與正常腺體不同[13-14]，因此不同性質(zhì)的甲狀腺結(jié)節(jié)增強(qiáng)模式不同。王瑩等[15]研究表明，甲狀腺超聲造影模式以高增強(qiáng)及等增強(qiáng)作為診斷甲狀腺良性結(jié)節(jié)的特征性表現(xiàn)，以低增強(qiáng)作為診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的特征性表現(xiàn)，但本研究中51個(gè)惡性結(jié)節(jié)的超聲造影模式表現(xiàn)為低增強(qiáng)43個(gè)、高增強(qiáng)6個(gè)、無增強(qiáng)2個(gè)，表現(xiàn)為高增強(qiáng)的惡性結(jié)節(jié)原因可能為受病理類型影響，甲狀腺髓樣癌一般體積較大，血供豐富，超聲造影模式表現(xiàn)為高增強(qiáng)，可在未見病理學(xué)分組后進(jìn)一步研究。任玲等[16]研究發(fā)現(xiàn)無增強(qiáng)幾乎均見于甲狀腺良性結(jié)節(jié)，但本研究中2個(gè)表現(xiàn)為無增強(qiáng)病灶經(jīng)病理證實(shí)為惡性，其原因可能是惡性結(jié)節(jié)生長在血管前期時(shí)癌細(xì)胞尚無新生血管形成的細(xì)胞團(tuán)，生長緩慢，直徑較小，10 mm以下的小結(jié)節(jié)微血管發(fā)育尚未健全，因此超聲造影表現(xiàn)為低至無增強(qiáng)[17]。

總之，單一因素對于預(yù)測結(jié)節(jié)良惡性均存在一定的假陽性、假陰性概率，需結(jié)合多種模式做出綜合判斷。本研究將上述因素納入構(gòu)建多模態(tài)超聲模型，該模型的AUC較既往研究中的預(yù)測模型AUC更大[18]，其原因可能是本研究模型納入血流分級、超聲造影特征等更全面的超聲圖像特征；敏感度較高表明本研究模型漏診率較低，更有利于提高惡性結(jié)節(jié)的檢出率；特異度較高表明該模型誤診率較低，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測結(jié)節(jié)性質(zhì)，為后續(xù)臨床診治提供更可靠的輔助判斷。

3.2 臨床模型入選因素分析 本研究發(fā)現(xiàn)惡性結(jié)節(jié)患者年齡≤45歲者占66.67%，盡管良、惡性組間性別無顯著差異，但女性惡性結(jié)節(jié)患者明顯多于男性，與石艷萍等[19]的研究結(jié)果一致。因此，應(yīng)注意年齡≤45歲的女性甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的早期防治[20]。

甲狀腺激素是反映甲狀腺功能的敏感指標(biāo)，正常人體中甲狀腺功能處于正常狀態(tài)，甲狀腺結(jié)節(jié)患者將發(fā)生甲狀腺功能異常。本研究中，惡性結(jié)節(jié)患者FT4水平升高、FT3/FT4減小，與Hu等[21]的研究結(jié)果一致。甲狀腺良性結(jié)節(jié)的主要病理類型為甲狀腺腺瘤，是甲狀腺濾泡上皮異常增生形成的局部腫物，因而良性結(jié)節(jié)常不會(huì)引起甲狀腺激素的異常改變。甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的病理類型主要為乳頭狀癌、濾泡狀癌、未分化癌和髓樣癌等，通常會(huì)引起甲狀腺激素的異常改變[22-23]。本研究中，F(xiàn)T3水平在良、惡性組間無顯著差異，其原因可能是由于FT3/FT4比單一指標(biāo)預(yù)測結(jié)節(jié)良惡性更敏感，在FT3水平尚未發(fā)生明顯變化前，該比值已經(jīng)發(fā)生變化，但目前這方面的研究較少，結(jié)果尚無統(tǒng)一定論，仍需要進(jìn)一步研究驗(yàn)證。趙凱等[24]報(bào)道TSH水平是甲狀腺癌的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，惡性結(jié)節(jié)患者TSH水平升高。但本研究中良、惡性組TSH水平無顯著差異，未進(jìn)入模型構(gòu)建，有待今后擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。

3.3 多模態(tài)超聲模型與臨床特征模型對比及聯(lián)合分析以病理診斷為“金標(biāo)準(zhǔn)”，多模態(tài)超聲模型的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度均明顯高于臨床模型，因此在臨床工作中尚不能僅憑臨床因素判斷結(jié)節(jié)良惡性，還需結(jié)合影像學(xué)檢查綜合評估。本研究中，1例多模態(tài)超聲模型診斷為陽性，在進(jìn)入聯(lián)合模型時(shí)判斷為陰性，最終經(jīng)病理證實(shí)為陽性，表明由于臨床模型的進(jìn)入造成結(jié)果假陰性，導(dǎo)致聯(lián)合模型的敏感度低于多模態(tài)超聲模型；但1例多模態(tài)超聲模型診斷為陽性，進(jìn)入聯(lián)合模型后判斷為陰性，最終病理證實(shí)為陰性，盡管臨床模型的特異度低于多模態(tài)超聲模型，但兩者聯(lián)合后模型特異度較單一模型均有所提高，表明臨床因素的介入在一定程度上可以糾正超聲模型的假陽性率。良性結(jié)節(jié)在發(fā)生、發(fā)展過程中，圖像征象表現(xiàn)可以與惡性結(jié)節(jié)出現(xiàn)部分重疊[25]，因而出現(xiàn)假陽性，且結(jié)果易受操作者的工作經(jīng)驗(yàn)及主觀性影響，與臨床客觀指標(biāo)綜合判斷后可在一定程度上提高診斷效能。由此可見，應(yīng)采用多種檢查方式綜合分析鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性，單一方法均不全面。本研究中，盡管聯(lián)合模型與多模態(tài)超聲模型的診斷效能無顯著差異，但聯(lián)合模型的AUC大于超聲模型，可在一定程度上提高診斷效能，未來可擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究證實(shí)。

3.4 本研究的局限性 本研究采用的彈性評分為壓力式超聲彈性成像，為半定量評估，操作者的經(jīng)驗(yàn)手法及主觀性對評分結(jié)果有一定影響[26-27]，未來可采用剪切波彈性成像定量分析結(jié)果建立預(yù)測模型，或可將進(jìn)一步提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。此外，本研究為單中心小樣本研究，且由于實(shí)際臨床工作中大部分通過多模態(tài)超聲鑒別出的良性病例處于臨床觀察期，出于倫理角度考慮，并未對患者進(jìn)行有創(chuàng)病理活檢，這部分病例未納入研究范圍，因此本研究入選病例均為手術(shù)患者，可能對結(jié)果造成一定偏倚。

總之，多模態(tài)超聲模型和臨床模型預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性均具有一定診斷價(jià)值，多模態(tài)超聲模型的診斷效能高于臨床模型，兩者聯(lián)合后的聯(lián)合預(yù)測模型可以提高診斷價(jià)值。在臨床工作中結(jié)合超聲檢查結(jié)果與臨床檢查指標(biāo)，可以綜合預(yù)測和評估甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性，減少不必要的甲狀腺細(xì)針穿刺并發(fā)癥，減輕患者的痛苦。