灰阶超声影像组学对甲状腺结节的鉴别诊断.pdf

实用医学影像杂志2 0 2 3年8 月第2 4卷第4期JPMI,August2023,Vol.24.No.4257灰阶超声影像组学对甲状腺结节的鉴别诊断董莉黎【摘要】目的分析灰阶超声影像组学在甲状腺结节良、恶性鉴别诊断中的应用价值。方法选择本院2019年5月至2 0 2 2 年5月接诊的2 8 6 例甲状腺结节患者，均给予灰阶超声影像检查，将病理活检穿刺诊断结果作为本次研究金标准,统计灰阶超声诊断准确率、灵敏度、特异度,Kappa检验灰阶超声与金标准的一致性。比较良性结节、恶性结节声像图特征，比较良性结节、恶性结节时间-强度曲线TIC 曲线）参数。以Pyradiorlics 程序提取甲状腺癌影像组学理特征。结果灰阶超声诊断准确率是 9 7.6%，灵敏度是9 0.0%，特异度是9 9.6%。Kappa检验灰阶超声与金标准的一致性较好Kappa值=0.7 8 6,P0.05）。恶性结节沙粒样6 6.7%）粗大钙化率（6 3.3%）后方无衰减率8 0.0%）内部回声不均勾率8 8.3%）低回声率6 0.0%）边界不清晰率（7 1.7%）形态不规则率91.7%）均高于良性结节（3.3%、2.6%、2 0.4%、11.5%、4.4%、13.3%、9.3%）,差异有统计学意义（P0.05）。恶性结节始-峰时间差低于良性结节,恶性结节上升支斜率高于良性结节，差异有统计学意义(P0.05）。从Pyradiorlics程序提取甲状腺癌影像组学特征152 个，以1asso降维筛选出影像组学特征3种，分别是游程矩阵特征RLM8个、灰度共生矩阵特征GLCM)2个、灰度直方图特征1个。结论灰阶超声影像组学在鉴别甲状腺结节良、恶性方面具有较高的准确率、灵敏度、特异度，同时可提供良、恶性病灶声像图特征、TIC曲线参数等信息，具有一定的临床价值。【关键词】甲状腺结节；超声检查；影像组学；鉴别诊断Application value of gray-scale ultrasonography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroidnodules Dong Lili.Health Examination Center,Luoyang Oriental Peoples Hospital,Henan 471003,ChinaAbstract Objective To analyze the application value of gray-scale ultrasonography in the diferentialdiagnosis of benign and malignant thyroid nodules.Methods A total of 286 patients with thyroid nodules who wereadmitted to our hospital from May 2019 to May 2022 were selected and given gray-scale ultrasound imagingexamination.The results of pathological biopsy puncture diagnosis were taken as the gold standard of this study,andgray-scale ultrasound was counted.Diagnostic accuracy,sensitivity,specificity,Kappa test gray-scale ultrasound andthe consistency of the gold standard.The sonographic features of benign nodules and malignant nodules werecompared,and the time-intensity curve(TIC curve)parameters of benign nodules and malignant nodules werecompared.The radiomic features of thyroid cancer were extracted by Pyradiorllics program,Results The diagnosticaccuracy of gray-scale ultrasound was 97.6%,the sensitivity was 90.0%,and the specificity was 99.6%.Theconsistency between gray-scale ultrasound and the gold standard of Kappa test was good,P0.05(Kappa value=0.786).Malignant nodule sand-like(36.7%),coarse calcification rate(63.3%),posterior non-attenuation rate(80.0%),internalecho inhomogeneous rate(88.3%),hypoechoic rate(50.0%),unclear boundary rate(71.7%)and irregularity rate(91.7%)were higher than those of benign nodules(13.3%,2.6%,20.4%,11.5%,4.4%,13.3%,9.3%)(P0.05).Thetime difference between the beginning and the peak of malignant nodules was lower than that of benign nodulesr andthe slope of ascending branch of malignant nodules was higher than that of benign nodules(P0.05).One hundred and fifty-two thyroid cancer radiomic features were extractedfrom the Pyradiorllics program,and 3 radiomic features were screened by lasso dimensionality reduction,of whichthere were 8 RLM(run-length matrix features),2 GLCM(gray-level co-occurrence matrix featuresl,and one gray-levelhistogram feature.Conclusion Gray-scale ultrasound radiomics has high accuracy,sensitivity and specificity indistinguishing benign and malignant thyroid nodules,and can provide information such as sonographic features andTIC curve parameters of benign and malignant lesions.Key words】T h y r o i d n o d u l e s i U l t r a s o n o g r a p h y i Ra d i o mi c s i D i f f e r e n t i a l d i a g n o s i s近年来，受到我国环境污染加重、肥胖、超重人DO1:10.16106/14-1281/r.2023.04.004作者单位：47 10 0 3河南省洛阳市东方人民医院健康体检中心群增多等因素的影响,甲状腺结节的发病率明显增高。甲状腺结节有良、恶性之分,良性与恶性的治疗方法、预后等截然不同，及早对病灶良、恶性作出鉴别诊断,在指导临床制定治疗方案、降低病灶癌变258率方面具有重要意义。影像组学是近年来兴起的一种有效影像综合分析方法，将医学影像通过高通量数据特征提取算法转化为可利用的、高维度的定量影响特征，在病灶良、恶性鉴别方面具有重要价值B.4。基于此，为探究灰阶超声影像组学在甲状腺结节良、恶性鉴别诊断中的应用价值，本文选择本院2019年5月至2 0 2 2 年5月接诊的2 8 6 例甲状腺结节患者研究,报告如下。1资料与方法1.1临床资料选择本院2 0 19 年5月至2 0 2 2 年5月接诊的286例甲状腺结节患者，12 0 例男性、16 6 例女性；年龄2 3 6 0 岁，平均42 5)岁；结节部位：17 2 例左侧、114例右侧；结节直径1.2 3.6 cm，平均6.40.3cm。医院伦理委员会已审批。纳人标准：年龄 18 周岁，不限男、女。均存在1个或多个甲状腺结节。神志清楚，可配合医生完成本研究。人组前未接受过甲状腺手术、放化疗等对症治疗。排除标准：同期参与其他研究者。合并其他部位转移瘤者。妊娠期、哺乳期女性。合并全身严重感染性疾病者。既往存在微波、射频等消融史者。1.2方法1.2.1灰阶超声检查：选用中国深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司迈瑞DC-35超声诊断仪检查，探头频率（7.5 15.0)MHz，总增益9 0%，深度3.5cm。指导患者采取仰卧位，平静呼吸，在颈后放置枕头，充分暴露颈部，常规扫描甲状腺组织、淋巴组织，以横切面、纵切面、最大切面扫描为主。扫描过程中结合患者甲状腺结节部位动态显像范围，调整聚焦区域、深度、增益等，详细记录病灶内部钙化情况、病灶后方回声、边缘、均匀程度、内部回声水平、大小、形态、部位、血流情况等。选择结节最大切面，将扫描模式切换成超声造影模式，快速推注2.4ml配置好的对比剂SonoVue）,而后推人0.9%氯化钠溶液5ml,将计时器启动，观察、记录病灶动态灌注情况。本研究所有受检者灰阶超声检查均由同2 名工龄在5年以上的超声医生完成，以双盲法给出诊断结果，当2 名医生意见不一致时，可介人第3名超声医生参与讨论,确定最终诊断结果。1.2.2影像组学特征：从通信系统(PACS)中将存档的图像导出，利用3D-Slicer软件将整个病灶手动画出,勾画出感兴趣区域 ROI),在影像组学处理软件中批量导人原序列,提取基于梯度的特征、灰度连通实用医学影像杂志2 0 2 3年：月第2 4卷第4期JPMI,Auqust 2023.Vol.24.No.4大小矩阵特征、游程矩阵特征、灰度共生矩阵特征、形态学特征、直方图特征等,共计152 个。1.3观察指标将病理活检穿刺诊断结果作为本次研究金标准,统计灰阶超声诊断准确率、灵敏度、特异度，比较良性结节、恶性结节声像图特征，比较良性结节、恶性结节时间-强度曲线（TIC 曲线）参数。以Pyra-diorllics 程序提取甲状腺癌影像组学特征。准确率：（真阴性+真阳性）（真阴性+假阴性+真阳性+假阳性）x100%。灵敏度：真阳性/假阴性+真阳性）x100%。特异度：真阴性/假阳性+真阴性）x100%。声像图特征：包括钙化无、沙粒样、粗大钙化）后方衰减有、无）内部回声均匀度 哟匀、不均匀）内部回声高低高回声、中等回声、低回声）边界(不清晰、清晰伴暗环）形态（不规则、规则）。TIC曲线参数：包括始-峰时间差、上升支斜率、峰值强度、达峰时间、始增时间。1.4统计学方法数据处理选择SPSS26.0软件、R语言以及Graphpad prism检验，计量资料以xs表示，行Kruskal Wallis H秩和检验或者t检验，计数资料以例数%)表示，行x2检验,Kappa检验灰阶超声与金标准的一致性,Kappa值0.7 5，表示一致性较好，0.4Kappa值 0.7 5表示一致性一般,Kappa值 0.4表示一致性较差,P0.05为差异有统计学意义。2结 果2.1灰阶超声诊断效能病理活检穿刺确诊6 0 例恶性、2 2 6 例良性。灰阶超声确诊54例恶性、2 32 例良性。灰阶超声诊断准确率是9 7.6%6 7 9/2 8 6），灵敏度是9 0.0%6 4/60),特异度是9 9.6%2 2 5/2 2 6)。Kappa检验灰阶超声与金标准的一致性较好，Kappa值=0.7 8 6,P0.05),见表 1。表1灰阶超声诊断效能灰阶超声病理活检穿刺诊断恶性良性恶性54良性1合计552.2良良性结节、恶性结节声像图特征比较恶性结节沙粒样6 6.7%）、粗大钙化率63.3%）后方衰减率8 0.0%）内部回声不均匀率88.3%）、低回声率6 0.0%）、边界不清晰率合计Kappa值P值6600.7860.001225226231286实用医学影像杂志2 0 2 3年8 月第2 4卷第4期1.7%）形态不规则率9 1.7%)均高于良性结节(13.3%、2.6%、2 0.4%、11.5%、4.4%、13.3%、9.3%),差异有统计学意义P0.05),见表2。良恶性甲状腺结节灰阶超声影像见图1 6。2.3良性结节、恶性结节TIC曲线参数比较恶性结节始-峰时间差低于良性结节，恶性结节上升支斜率高于良性结节，差异有统计学意义(P0.05),见表3。2.4甲状腺癌影像组学理特征从Pyradiorllics程序提取甲状腺癌影像组学特征152 个，以lasso降维筛选出影像组学特征3种，分别是游程矩阵特征RLM)8个、灰度共生矩阵特征GLCM2个、灰度直方图特征1个,见表4。3 讨 论甲状腺结节的隐匿性较强，大部分患者无典型粗大钙化有2236.73013.3178.180.001内部回声高低中等回声例数%例数%例数%例数%例数%例数%2745.08035.4101.280.001内部回声均匀度无均匀3863.362.6高回声35.013660.2不均匀1220.018079.676.450.001边界不清晰清晰伴暗环4371.73013.385.040.00148461719680.020.428.386.7711.720088.5139.980.001形态不规则规则5591.7219.3164.88 1,内为低回声伴粗大钙化，后方回声略减低，见恶性结节表32 组良性结节恶性结节时间-强度曲线参数比较s）组别恶性组良性组值P值例数60226始-峰时间差5.61.56.82.33.880.05上升支斜率0.950.330.720.197.000.05峰值强度17.63.618.14.00.870.386达峰时间15.34.015.34.00.090.932始增时间9.2 2.89.03.20.380.705.260项目RLMGLCM灰度直方图特征临床症状，一般是在体检时发现。精神紧张、长期吸烟、肥胖、碘过量或缺乏均为诱发甲状腺结节的危险因素5.6 1。据调查显示：将近7%的体检人群在体检时可检出甲状腺结节。良性结节一般不需治疗,而恶性结节需及早给予手术治疗,防止病灶转移、浸润而缩短患者生存期8 1。因此,早检出、早治疗是改善甲状腺结节患者预后的关键。细针抽吸活检诊断甲状腺结节中的准确率高达9 0%，但该诊断技术存在创伤性，会耗费大量的医疗资源，患者接受度较低b.10。超声具有扫描方便、无创伤性、可重复检查、价格低廉等优点，成为诊断甲状腺结节的主要方法。传统超声检查只能从形态角度反映甲状腺结节的回声、数目、大小等，彩色多普勒超声可以提供甲状腺结节血流、血管分布、形态等信息，可作为鉴别、诊断病灶良恶性的参考依据。但由于甲状腺结节的超声特征多种多样,且部分恶性、良性结节的血流特征较为相似,鉴别难度较大。灰阶超声通过注射造影剂，可提高超声图像分辨率，进而提高诊断特异度、灵敏度。本研究显示：灰阶超声诊断准确率是97.55%，灵敏度是9 0.0 0%，特异度是9 9.56%。分析如下：甲状腺结节血流较为丰富,正常的甲状腺组织在超声对比剂灌注后，表现是增强、均匀、快速12 。而甲状腺结节患者,不论病灶是良性还是恶性,均会生成不同于正常组织的血管，微血管形态改变,组织灌注出现增强表现13.14。恶性结节由于新生血管内皮细胞的分化度较差,细胞之间连接松散,血管末端存在开放现象,新生血管壁较薄,基底膜不完整,缺少神经、平滑肌支配,粗细不均、形态不一,为灰阶超声鉴别诊断良、恶性甲状腺结节奠定了基础15,16 。实用医学影像杂志2 0 2 3年：月第2 4卷第4期JPMI.Auqust 2023,Vol.24.No.4表4甲状腺癌影像组学特征本研究显示：本研究显示：恶性结节沙粒样、粗影像组学特征大钙化率、后方无衰减率、内部回声不均匀率、低回Emphasis_,angle135_ _offset7声率、边界不清晰率、形态不规则率均高于良性结High Grey Level Run节,差异有统计学意义(P0.05)。恶性甲状腺结节中Emphasis_ AllDirection_ offset7央、周围形成的血管丰富,灌注对比剂之后，会出现High Grey Level Run整体增强效果,新生成的病理性血管弯曲、分布密Emphasis.AlIDirection.offset4 RLM)集、不规则，从而导致灰阶超声图像出现不均匀分布High Grey Level Run的情况17 。良性结节周边血管规则,内部回声均匀，Emphasis_AllDirection.offsetl基本上无钙化现象18 。临床有研究证实：低回声是High Grey Level Run恶性甲状腺结节的超声征象之一19 。恶性甲状腺结Moment_ AllDirection offset4 SD节由于细胞重叠、大、间质少,声像图中基本不会出Inverse Difference现强烈的反射界面,超声图像多以低回声型为主0。skewness本研究显示：恶性结节始-峰时间差低于良性结节，恶性结节上升支斜率高于良性结节,P0.05。究其原因,与恶性、良性甲状腺结节灰阶超声影像清除曲线不一致有关，恶性结节清除曲线为多相形态、不规则，良性结节清除曲线为单相形态、规则。综上所述，灰阶超声影像组学鉴别诊断甲状腺结节良、恶性的准确率、灵敏度、特异度较高，提供的回声、钙化等声像图特征具有一定的临床诊断价值。参考文献1李健，殷延华，戚建国，等.甲状腺结节超声恶性风险分层方法对甲状腺结节良恶性的鉴别诊断价值：中美指南对比分析中国全科医学,2 0 2 2,2 5 9):10 7 7-10 8 1.D0I:10.12114/j.issn.1007-9572.2021.02.026.2白甲顺.超声引导细针穿刺活检技术对TI-RADS4类甲状腺结节良恶性鉴别诊断效能的影响.中国药物与临床,2 0 2 0,2 0):201-202.D01:10.11655/zgywylc2020.02.010.BJ Ospina NS,Papaleontiou M.Thyroid nodule evaluation and man-agement in older adults:a review of practical considerations forclinical endocrinologists J.Endocr Pract,2021,27 6):261-268.D01:10.1016/j.eprac.2021.02.003.4张大伟,王海宝，方杰，等.CT影像组学在甲状腺良恶性微小结节鉴别诊断中的价值1安徽医科大学学报,2 0 2 1,56 4)：652-655.D0I:10.19405/ki.issn1000-1492.2021.04.029.5李秀芹超声造影对甲状腺乳头状癌和颈部淋巴结转移的诊断价值安徽医药，2 0 2 0,2 46）：50 8-511.D0I:10.3969/jissn.1009-6469.2020.03.022.6郑琳琳，李世岩，许立龙，等.甲状腺结节超声恶性风险分层:C-TIRADS、A C R-T IRA D S 和EU-TIRADS 的对比研究.中华超声影像学杂志，2 0 2 1，30 9）：7 8 5-7 9 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7）作者编者读者关于中英文摘要的书写要求摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论的解释，简明确切地记述文献重要内容的短文。摘要应具有自明性和独立性，并拥有与一次文献同等量的主要信息，即不阅读全文就能获得必要的信息，应以第三人称的语气书写，不要使用本文”作者”我们”等作为陈述的主语。摘要一律采用四要素式,即目的6 bjective):简要说明研究的目的，说明提出问题的缘由,表明研究的范围和重要性。方法methods):简要说明研究课题的基本设计,使用了什么材料和方法,如何分组对照，研究范围及精确程度,数据是如何取得的，经何种统计学方法处理。结果（esults)：简要列出研究主要结果和数据,有什么新发现，说明其价值及局限。叙述要具体、准确。并需给出结果的置信值、统计学显著性检验的确切值。结论Conclusion)）：简要说明经验证、论证取得的正确观点其理论价值或应用价值,是否可推荐或推广等。英文摘要的内容与中文摘要的内容大体相一致，英文摘要四要素的小标题应根据实际情况确定单复数。在英文摘要内容前仍需附英文文题、作者姓名及作者单位包括邮政编码）。本刊编辑部