多模态超声定量分析联合血清TSH、TRAb水平对甲状腺结节良恶性的诊断价值

宋和琴,托静美,司晓娟

(张家口市第一医院 检验医学科,河北 张家口 075000)

甲状腺结节作为临床常见疾病,在人群中的发病率可高达68%[1],主要包括结节性甲状腺肿、甲状腺腺瘤两种良性结节和甲状腺癌恶性结节三大类型。甲状腺癌属头颈部肿瘤中的一种,且是其中较常见的一个类型[2]。针对甲状腺结节,早期发现病灶并鉴别病灶性质,关系到对患者治疗方案的选择以及预后。影像学检查是临床对甲状腺结节的首选诊断方式,具有无创、快捷等优点。临床常采用超声、核医学、CT等影像学方法检查甲状腺结节[3]。其中多模态超声影像技术对甲状腺结节良恶性诊断具有重要价值,包括常规超声、超声造影、彩色多普勒血流成像、超声弹性成像等,均有其独特的优缺点[4]。此外,临床也将AI辅助诊断用于甲状腺结节、甲状腺癌诊断,具有可定位异常或可疑区域、量化肿瘤特征、可获得定性解释等优点,能够提高病灶检出率、降低假阴性率,有助于分类诊断[5]。由于甲状腺结节具有声像图千变万化、组织病理学结构复杂、病理亚型多等特点[6],将多模态超声影像技术与AI系统联合应用,能够发挥各自优势,提高甲状腺恶性结节诊断准确率。血清促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)、促甲状腺激素受体抗体(thyroid stimulating hormone receptor antibody,TRAb)水平检测在甲状腺结节良恶性诊断中应用广泛,且与甲状腺癌具有密切联系[7]。因此,本研究采用多模态超声联合血清TSH、TRAb检测,以病理结果为金标准,探讨多模态超声联合血清TSH、TRAb检测对甲状腺结节良恶性的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月至2021年12月我院甲状腺专科收治的300例甲状腺结节性疾病患者为研究对象,其中男124例,女176例,年龄20～75岁,平均(50.29±9.29)岁,共339个结节。纳入标准:(1) 患者年龄≥18周岁;(2) 结节直径≥1 cm;(3) 拟行甲状腺结节切除手术,且有确切病理结果;(4) 研究对象均经过AI常规超声、超声造影、实时剪切波弹性成像(SWE)检查。排除标准:(1) 有家族性甲状腺癌病史者,童年或青春期受辐射者;(2) 既往有甲状腺手术病史者;(3) 混合回声病灶(囊性成分>80%)、无回声病灶;(4) 伴有自身免疫系统疾病及其他类型恶性肿瘤者;(5) 孕期或哺乳期妇女;(6) 使用甲状腺疾病治疗药物和糖皮质药物者。本研究及研究对象样本采集均经本院伦理委员会批准,且入组患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 血清TSH、TRAb水平检测 抽取患者清晨空腹静脉血5 ml于抗凝管中,在3 000 r·min-1、离心半径8 cm的条件下离心10 min,然后按规定分离上层血清,并于-80 ℃环境保存。采用电化学发光法检测血清TSH、TRAb水平,试剂盒购自德国罗氏诊断公司,仪器型号:cobas e601,所有操作步骤严格按照说明书进行。

1.2.2 AI常规超声检查 采用甲状腺结节AI辅助诊断系统(2.0版AI-SONICTM Thyroid,浙江德尚韵兴医疗科技有限公司)进行检查,操作全程由应用工程师进行规范化的指导。操作步骤:由2名具有丰富工作经验的超声医师操作,采用彩色多普勒超声诊断仪(HITACHI-AR70,日本日立公司)进行标准的甲状腺超声检查,探头的型号选择本院常用的L12-2,频率选择本院常用的5～13 Hz。然后设定系统恒定参数,增益30 dB,时间增益零补偿,图像聚焦区2.00～3.75 cm深度,组织热指数<0.4,机械指数1.2。操作医师收集检查过程中采集到的全部图像,而后通过采集卡或医学数字成像和通信(medical digital imaging and communications,DICOM)的方式传输至使用的服务器,自动探测病灶所属具体位置,针对收到的完整图像,由专业人员进行详细专业的分析、处理,并确切标记。最后AI算法可以自动测算甲状腺结节具体情况,包括其大小、形状、界限、回声情况及钙化灶等表征。所有结节均接受4次纵、横切面全面分析,并实时自动判读,直至甲状腺影像报告和数据系统(TI-RADS)值趋于稳定,由操作医师记录结节最高风险概率值。诊断标准:AI常规超声检查风险概率值为0～1,其中无恶性特征,即偏良性,为0～0.39;存在恶性特征倾向,即可疑恶性,为0.40～0.59;存在恶性特征,即偏恶性,为0.60～1。将0.40作为诊断恶性临界值[8]。

1.2.3 SWE检查 选取至少5年经验的超声医师将杨氏模量值测量仪调节至SWE成像模式(0～100 kPa),设置成像区面积最大限度覆盖整个结节和周边正常甲状腺组织,待成像区稳定成像后等待3 s,冻结图像,启动Q-BOXTM功能测定并采集取样框内甲状腺结节的弹性模量平均值、最大值及标准差等信息。以上操作重复3次,取平均值。根据《超声E成像临床应用指南》的标准定量诊断甲状腺良恶性结节:参考阈值最大弹性值(maximum elasticity,Emax)≥46.1 kPa、弹性标准差(elastic standard deviation,Esd)≥5.8 kPa判断为恶性甲状腺结节。

1.2.4 超声造影检查 首先需要建立静脉通道,选用肘静脉,选取一个目标切面,切面需要可以显示完整结节及其周围的正常腺体组织,且需清晰可见,固定探头,切换超声诊断仪为造影模式,注入造影剂(声诺维,意大利BRACCOLI公司,剂量1.2 ml),而后推注生理盐水(剂量选取5 ml),启动计时器。检查人员注意观察,并全程记录结节详细情况,参照造影模式进行结节分类。诊断标准:1级均匀增强,表示可能有结节性甲状腺肿,且可能性较高;2级环状增强,表示可能有结节性甲状腺肿,且可能性较高;3级无增强,表示可能为良性结节,且可能性较大;4级不均匀的低增强,表示可能为恶性结节,且可能性较大。其中1～3级诊断为良性结节,4级诊断为恶性结节。

1.2.5 观察指标 待患者病理检查确诊后,以病理结果为金标准,分析各个方法的诊断效能。将良性结节患者纳入良性结节组,恶性结节患者纳入恶性结节组,比较两组患者的血清TSH、TRAb水平,绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线确定血清TSH、TRAb鉴别良恶性的诊断截点。使用多模态超声联合血清TSH、TRAb水平进行诊断,分析诊断效能。多模态超声诊断标准:将AI常规超声检查风险概率>0.4或超声造影4级或SWE阈值Emax≥46.1 kPa、Esd≥5.8 kPa等征象的病灶判定为恶性。

1.4 统计学处理

2 结 果

2.1 病理诊断结果

入组患者中发现结节339个,术后病理诊断结果显示共有142个恶性结节,均为甲状腺乳头状癌;197个良性结节,其中甲状腺腺瘤、结节性甲状腺肿、桥本甲状腺炎分别为48、124、25个。

2.2 AI常规超声、超声造影、SWE及多模态超声检查结果

以病理结果为金标准,多模态超声检查的灵敏度为85.21%,特异度为82.23%,准确度为83.48%,诊断效能均高于AI常规超声、超声造影和SWE检查方法,见表1、2。

表1 4种检查方式术前诊断与病理结果的对比 例

表2 4种检查方式对甲状腺结节良恶性诊断效能比较%

2.3 甲状腺良性结节与恶性结节患者血清TSH、TRAb水平比较

与甲状腺良性结节患者比较,恶性结节患者血清TSH、TRAb表达水平显著增高,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表3 甲状腺良性结节与恶性结节患者血清TSH、TRAb水平比较

2.4 血清TSH、TRAb对甲状腺结节良恶性的诊断价值

血清TSH诊断甲状腺结节良恶性的曲线下面积为0.770(95%CI0.721～0.814),灵敏度为65.49%,特异度为81.73%,截断值为4.78 mIU·L-1;血清TRAb诊断甲状腺结节良恶性的曲线下面积为0.819(95%CI0.773～0.858),灵敏度为60.56%,特异度为87.82%,截断值为4.03 IU·L-1,见图1。

图1 ROC曲线分析血清TSH、TRAb对甲状腺结节良恶性的诊断价值

2.5 多模态超声、血清TSH、TRAb单独及联合诊断甲状腺结节良恶性的效能分析

以病理结果为金标准,多模态超声、血清TSH、TRAb联合诊断甲状腺结节良恶性的灵敏度为97.18%、特异度为81.73%,准确度为88.20%,Kappa值为0.765,其诊断效能较上述各项单独检测均明显升高,见表4、5。

表4 多模态超声、血清TSH、TRAb单独及联合诊断甲状腺结节良恶性的结果例

表5 多模态超声、血清TSH、TRAb单独及联合对甲状腺结节良恶性的诊断效能 %

3 讨 论

甲状腺结节性疾病包括结节性甲状腺肿、甲状腺腺瘤、甲状腺癌等。其中甲状腺癌属肿瘤,且发病率较高。早期识别甲状腺癌,在癌灶扩大、转移前及时治疗,对提高治疗效果、延长患者生命至关重要[9]。因此,发展影像学技术,提高对甲状腺结节性疾病的鉴别能力具有重要意义。

AI辅助诊断是AI技术在医学应用的一个重要分支,有助于提高病灶检出率和诊断效能。有研究利用AI辅助诊断将甲状腺癌图像进行量化,可获得肿瘤特征的定性解释,有助于分类诊断。目前已有研究将AI技术应用于常规超声检查中,郭芳琪等[5]在甲状腺结节的超声诊断中应用AI自动检测系统,结果显示诊断效能能够达到高年资医师水准。超声造影是甲状腺结节重要的辅助检测手段,能通过检测甲状腺结节内的微血管状态反映结节内部微循环情况[10]。有研究[11]报道,恶性结节主要超声特征为快速进入和达峰、洗出用时长、多相洗出曲线及不均匀增强等。此外,SWE作为一种超声新技术,也能够客观评价甲状腺结节的组织硬度,反映结节生物力学相关信息。有研究[12-13]显示,SWE与常规超声联合,可以有效增加结节诊断的准确性,其中应变比值、弹性评分等越高,表明甲状腺结节恶性的可能性越大。关于多模态超声用于甲状腺结节的诊断方面已有较多研究报道。在孙丽丽等[14]的研究中,探讨了多模态超声在老年甲状腺微小乳头状癌诊断中的价值,结果显示,多模态超声诊断的灵敏度、特异度、准确性均较常规超声诊断更高。多模态超声诊断与病理诊断有较高的一致性,选用多模态超声进行诊断效能比常规超声高。陆海永等[4]等研究结果显示,联合超声造影或SWE技术均能显著提高常规超声的灵敏度、特异度、准确性、阳性预测值、阴性预测值,应用价值值得肯定。本研究发现,AI常规超声诊断甲状腺结节良恶性的灵敏度为73.94%,特异度为83.25%,准确度为79.35%。多模态超声检查诊断甲状腺结节良恶性的灵敏度为85.21%,特异度为82.23%,准确度为83.48%,诊断效能均高于AI常规超声、超声造影和SWE检查方法,提示多模态超声检查提高了诊断效能。

本研究显示,恶性结节组患者血清TSH、TRAb水平显著高于良性结节组。这与陈丽霞等[15]、刘志东等[16]的研究报道相似,说明血清TSH、TRAb水平可在一定程度上反映甲状腺结节患者的疾病性质。血清TSH诊断甲状腺结节良恶性的曲线下面积为0.770,灵敏度为65.49%,特异度为81.73%;血清TRAb诊断甲状腺结节良恶性的曲线下面积为0.819,灵敏度为60.56%,特异度为87.82%。多模态超声与血清TSH、TRAb联合诊断甲状腺结节良恶性的准确度为88.20%,Kappa值为0.765,其诊断效能显著高于多模态超声和血清TSH、TRAb单独检测。提示多模态超声联合血清TSH、TRAb可用于临床提高甲状腺结节良恶性鉴别效能,对甲状腺结节的临床诊断有一定的指导意义。

综上所述,甲状腺恶性结节患者血清中TSH、TRAb高表达,多模态超声联合血清TSH、TRAb在诊断甲状腺结节良恶性中有一定临床应用价值。