多模態超聲定量分析聯合血清TSH、TRAb水平對甲狀腺結節良惡性的診斷價值

宋和琴,托靜美,司曉娟

(張家口市第一醫院 檢驗醫學科,河北 張家口 075000)

甲狀腺結節作為臨床常見疾病,在人群中的發病率可高達68%[1],主要包括結節性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤兩種良性結節和甲狀腺癌惡性結節三大類型。甲狀腺癌屬頭頸部腫瘤中的一種,且是其中較常見的一個類型[2]。針對甲狀腺結節,早期發現病灶并鑒別病灶性質,關系到對患者治療方案的選擇以及預后。影像學檢查是臨床對甲狀腺結節的首選診斷方式,具有無創、快捷等優點。臨床常采用超聲、核醫學、CT等影像學方法檢查甲狀腺結節[3]。其中多模態超聲影像技術對甲狀腺結節良惡性診斷具有重要價值,包括常規超聲、超聲造影、彩色多普勒血流成像、超聲彈性成像等,均有其獨特的優缺點[4]。此外,臨床也將AI輔助診斷用于甲狀腺結節、甲狀腺癌診斷,具有可定位異常或可疑區域、量化腫瘤特征、可獲得定性解釋等優點,能夠提高病灶檢出率、降低假陰性率,有助于分類診斷[5]。由于甲狀腺結節具有聲像圖千變萬化、組織病理學結構復雜、病理亞型多等特點[6],將多模態超聲影像技術與AI系統聯合應用,能夠發揮各自優勢,提高甲狀腺惡性結節診斷準確率。血清促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)、促甲狀腺激素受體抗體(thyroid stimulating hormone receptor antibody,TRAb)水平檢測在甲狀腺結節良惡性診斷中應用廣泛,且與甲狀腺癌具有密切聯系[7]。因此,本研究采用多模態超聲聯合血清TSH、TRAb檢測,以病理結果為金標準,探討多模態超聲聯合血清TSH、TRAb檢測對甲狀腺結節良惡性的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月至2021年12月我院甲狀腺專科收治的300例甲狀腺結節性疾病患者為研究對象,其中男124例,女176例,年齡20～75歲,平均(50.29±9.29)歲,共339個結節。納入標準:(1) 患者年齡≥18周歲;(2) 結節直徑≥1 cm;(3) 擬行甲狀腺結節切除手術,且有確切病理結果;(4) 研究對象均經過AI常規超聲、超聲造影、實時剪切波彈性成像(SWE)檢查。排除標準:(1) 有家族性甲狀腺癌病史者,童年或青春期受輻射者;(2) 既往有甲狀腺手術病史者;(3) 混合回聲病灶(囊性成分>80%)、無回聲病灶;(4) 伴有自身免疫系統疾病及其他類型惡性腫瘤者;(5) 孕期或哺乳期婦女;(6) 使用甲狀腺疾病治療藥物和糖皮質藥物者。本研究及研究對象樣本采集均經本院倫理委員會批準,且入組患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 血清TSH、TRAb水平檢測 抽取患者清晨空腹靜脈血5 ml于抗凝管中,在3 000 r·min-1、離心半徑8 cm的條件下離心10 min,然后按規定分離上層血清,并于-80 ℃環境保存。采用電化學發光法檢測血清TSH、TRAb水平,試劑盒購自德國羅氏診斷公司,儀器型號:cobas e601,所有操作步驟嚴格按照說明書進行。

1.2.2 AI常規超聲檢查 采用甲狀腺結節AI輔助診斷系統(2.0版AI-SONICTM Thyroid,浙江德尚韻興醫療科技有限公司)進行檢查,操作全程由應用工程師進行規范化的指導。操作步驟:由2名具有豐富工作經驗的超聲醫師操作,采用彩色多普勒超聲診斷儀(HITACHI-AR70,日本日立公司)進行標準的甲狀腺超聲檢查,探頭的型號選擇本院常用的L12-2,頻率選擇本院常用的5～13 Hz。然后設定系統恒定參數,增益30 dB,時間增益零補償,圖像聚焦區2.00～3.75 cm深度,組織熱指數<0.4,機械指數1.2。操作醫師收集檢查過程中采集到的全部圖像,而后通過采集卡或醫學數字成像和通信(medical digital imaging and communications,DICOM)的方式傳輸至使用的服務器,自動探測病灶所屬具體位置,針對收到的完整圖像,由專業人員進行詳細專業的分析、處理,并確切標記。最后AI算法可以自動測算甲狀腺結節具體情況,包括其大小、形狀、界限、回聲情況及鈣化灶等表征。所有結節均接受4次縱、橫切面全面分析,并實時自動判讀,直至甲狀腺影像報告和數據系統(TI-RADS)值趨于穩定,由操作醫師記錄結節最高風險概率值。診斷標準:AI常規超聲檢查風險概率值為0～1,其中無惡性特征,即偏良性,為0～0.39;存在惡性特征傾向,即可疑惡性,為0.40～0.59;存在惡性特征,即偏惡性,為0.60～1。將0.40作為診斷惡性臨界值[8]。

1.2.3 SWE檢查 選取至少5年經驗的超聲醫師將楊氏模量值測量儀調節至SWE成像模式(0～100 kPa),設置成像區面積最大限度覆蓋整個結節和周邊正常甲狀腺組織,待成像區穩定成像后等待3 s,凍結圖像,啟動Q-BOXTM功能測定并采集取樣框內甲狀腺結節的彈性模量平均值、最大值及標準差等信息。以上操作重復3次,取平均值。根據《超聲E成像臨床應用指南》的標準定量診斷甲狀腺良惡性結節:參考閾值最大彈性值(maximum elasticity,Emax)≥46.1 kPa、彈性標準差(elastic standard deviation,Esd)≥5.8 kPa判斷為惡性甲狀腺結節。

1.2.4 超聲造影檢查 首先需要建立靜脈通道,選用肘靜脈,選取一個目標切面,切面需要可以顯示完整結節及其周圍的正常腺體組織,且需清晰可見,固定探頭,切換超聲診斷儀為造影模式,注入造影劑(聲諾維,意大利BRACCOLI公司,劑量1.2 ml),而后推注生理鹽水(劑量選取5 ml),啟動計時器。檢查人員注意觀察,并全程記錄結節詳細情況,參照造影模式進行結節分類。診斷標準:1級均勻增強,表示可能有結節性甲狀腺腫,且可能性較高;2級環狀增強,表示可能有結節性甲狀腺腫,且可能性較高;3級無增強,表示可能為良性結節,且可能性較大;4級不均勻的低增強,表示可能為惡性結節,且可能性較大。其中1～3級診斷為良性結節,4級診斷為惡性結節。

1.2.5 觀察指標 待患者病理檢查確診后,以病理結果為金標準,分析各個方法的診斷效能。將良性結節患者納入良性結節組,惡性結節患者納入惡性結節組,比較兩組患者的血清TSH、TRAb水平,繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線確定血清TSH、TRAb鑒別良惡性的診斷截點。使用多模態超聲聯合血清TSH、TRAb水平進行診斷,分析診斷效能。多模態超聲診斷標準:將AI常規超聲檢查風險概率>0.4或超聲造影4級或SWE閾值Emax≥46.1 kPa、Esd≥5.8 kPa等征象的病灶判定為惡性。

1.4 統計學處理

2 結 果

2.1 病理診斷結果

入組患者中發現結節339個,術后病理診斷結果顯示共有142個惡性結節,均為甲狀腺乳頭狀癌;197個良性結節,其中甲狀腺腺瘤、結節性甲狀腺腫、橋本甲狀腺炎分別為48、124、25個。

2.2 AI常規超聲、超聲造影、SWE及多模態超聲檢查結果

以病理結果為金標準,多模態超聲檢查的靈敏度為85.21%,特異度為82.23%,準確度為83.48%,診斷效能均高于AI常規超聲、超聲造影和SWE檢查方法,見表1、2。

表1 4種檢查方式術前診斷與病理結果的對比 例

表2 4種檢查方式對甲狀腺結節良惡性診斷效能比較%

2.3 甲狀腺良性結節與惡性結節患者血清TSH、TRAb水平比較

與甲狀腺良性結節患者比較,惡性結節患者血清TSH、TRAb表達水平顯著增高,差異有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 甲狀腺良性結節與惡性結節患者血清TSH、TRAb水平比較

2.4 血清TSH、TRAb對甲狀腺結節良惡性的診斷價值

血清TSH診斷甲狀腺結節良惡性的曲線下面積為0.770(95%CI0.721～0.814),靈敏度為65.49%,特異度為81.73%,截斷值為4.78 mIU·L-1;血清TRAb診斷甲狀腺結節良惡性的曲線下面積為0.819(95%CI0.773～0.858),靈敏度為60.56%,特異度為87.82%,截斷值為4.03 IU·L-1,見圖1。

圖1 ROC曲線分析血清TSH、TRAb對甲狀腺結節良惡性的診斷價值

2.5 多模態超聲、血清TSH、TRAb單獨及聯合診斷甲狀腺結節良惡性的效能分析

以病理結果為金標準,多模態超聲、血清TSH、TRAb聯合診斷甲狀腺結節良惡性的靈敏度為97.18%、特異度為81.73%,準確度為88.20%,Kappa值為0.765,其診斷效能較上述各項單獨檢測均明顯升高,見表4、5。

表4 多模態超聲、血清TSH、TRAb單獨及聯合診斷甲狀腺結節良惡性的結果例

表5 多模態超聲、血清TSH、TRAb單獨及聯合對甲狀腺結節良惡性的診斷效能 %

3 討 論

甲狀腺結節性疾病包括結節性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤、甲狀腺癌等。其中甲狀腺癌屬腫瘤,且發病率較高。早期識別甲狀腺癌,在癌灶擴大、轉移前及時治療,對提高治療效果、延長患者生命至關重要[9]。因此,發展影像學技術,提高對甲狀腺結節性疾病的鑒別能力具有重要意義。

AI輔助診斷是AI技術在醫學應用的一個重要分支,有助于提高病灶檢出率和診斷效能。有研究利用AI輔助診斷將甲狀腺癌圖像進行量化,可獲得腫瘤特征的定性解釋,有助于分類診斷。目前已有研究將AI技術應用于常規超聲檢查中,郭芳琪等[5]在甲狀腺結節的超聲診斷中應用AI自動檢測系統,結果顯示診斷效能能夠達到高年資醫師水準。超聲造影是甲狀腺結節重要的輔助檢測手段,能通過檢測甲狀腺結節內的微血管狀態反映結節內部微循環情況[10]。有研究[11]報道,惡性結節主要超聲特征為快速進入和達峰、洗出用時長、多相洗出曲線及不均勻增強等。此外,SWE作為一種超聲新技術,也能夠客觀評價甲狀腺結節的組織硬度,反映結節生物力學相關信息。有研究[12-13]顯示,SWE與常規超聲聯合,可以有效增加結節診斷的準確性,其中應變比值、彈性評分等越高,表明甲狀腺結節惡性的可能性越大。關于多模態超聲用于甲狀腺結節的診斷方面已有較多研究報道。在孫麗麗等[14]的研究中,探討了多模態超聲在老年甲狀腺微小乳頭狀癌診斷中的價值,結果顯示,多模態超聲診斷的靈敏度、特異度、準確性均較常規超聲診斷更高。多模態超聲診斷與病理診斷有較高的一致性,選用多模態超聲進行診斷效能比常規超聲高。陸海永等[4]等研究結果顯示,聯合超聲造影或SWE技術均能顯著提高常規超聲的靈敏度、特異度、準確性、陽性預測值、陰性預測值,應用價值值得肯定。本研究發現,AI常規超聲診斷甲狀腺結節良惡性的靈敏度為73.94%,特異度為83.25%,準確度為79.35%。多模態超聲檢查診斷甲狀腺結節良惡性的靈敏度為85.21%,特異度為82.23%,準確度為83.48%,診斷效能均高于AI常規超聲、超聲造影和SWE檢查方法,提示多模態超聲檢查提高了診斷效能。

本研究顯示,惡性結節組患者血清TSH、TRAb水平顯著高于良性結節組。這與陳麗霞等[15]、劉志東等[16]的研究報道相似,說明血清TSH、TRAb水平可在一定程度上反映甲狀腺結節患者的疾病性質。血清TSH診斷甲狀腺結節良惡性的曲線下面積為0.770,靈敏度為65.49%,特異度為81.73%;血清TRAb診斷甲狀腺結節良惡性的曲線下面積為0.819,靈敏度為60.56%,特異度為87.82%。多模態超聲與血清TSH、TRAb聯合診斷甲狀腺結節良惡性的準確度為88.20%,Kappa值為0.765,其診斷效能顯著高于多模態超聲和血清TSH、TRAb單獨檢測。提示多模態超聲聯合血清TSH、TRAb可用于臨床提高甲狀腺結節良惡性鑒別效能,對甲狀腺結節的臨床診斷有一定的指導意義。

綜上所述,甲狀腺惡性結節患者血清中TSH、TRAb高表達,多模態超聲聯合血清TSH、TRAb在診斷甲狀腺結節良惡性中有一定臨床應用價值。