甲狀腺單發(fā)結節(jié)三維超聲定性診斷及其ROC曲線分析

張 淵 ，江 泉 ，陳 劍 ，顧曉鳴 ，章建全

（1.上海市浦東新區(qū)人民醫(yī)院超聲科，上海 201200；2.第二軍醫(yī)大學附屬長征醫(yī)院超聲診療科，上海 200003）

甲狀腺結節(jié)性病變在人群中發(fā)病率較高，早期發(fā)現(xiàn)病灶并鑒別其良惡性對制訂治療方案具有重要意義。三維超聲成像診斷是當前超聲醫(yī)學的前沿研究之一，它能夠顯示病灶的外部特征、內部細微結構以及精確計算病灶體積。對病灶的滋養(yǎng)血管，三維成像可直觀顯示其從何起源、如何進入和離開病灶、在病灶內如何發(fā)出分支和走行，亦即血供的立體結構和空間位置關系[1]，可以計算病灶內血管彩色信號的容量并進而計算出血管容量占病灶容量的比例。本研究通過對128例甲狀腺單發(fā)結節(jié)的三維超聲成像分析，探討其鑒別甲狀腺良惡性結節(jié)的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2006年1月～2008年1月來本院就診的128例甲狀腺疾病患者，男48例，女80例，均為單發(fā)實質性病灶，就診年齡 26～65（45.97±8.73）歲。 常規(guī)二維超聲兩個最大垂直平面上測得病灶的最大直徑為9mm×8mm～32mm×21mm。所有患者均經(jīng)手術組織病理學證實。惡性組52例（乳頭狀癌38例，濾泡狀癌12例，髓樣癌2例），良性組76例（甲狀腺腺瘤50例，結節(jié)性甲狀腺腫26例）。

1.2 儀器

采用GE Voluson 730 Expert彩色多普勒超聲診斷儀，二維高頻探頭SP 5～12MHz，三維容積探頭為方形RSP 6～12MHz，取樣容積的大小隨觀察的范圍變化。

1.3 方法

患者取頸部過伸位，暴露甲狀腺部位。首先用二維探頭常規(guī)檢查甲狀腺，確定甲狀腺結節(jié)的部位、大小及其彩色多普勒血流信號，然后囑患者避免吞咽動作及屏住呼吸，用三維容積探頭以最大掃描角度（29°）進行掃查，分別獲得并存儲灰階和血管能量重建圖像。檢查過程中保持以下參數(shù)的恒定:①DGC；②總增益；③CDI增益；④濾波；⑤預處理設置；⑥PRF。重點觀察三維灰階成像特征、病灶內血管形態(tài)及分布，病灶周圍血管形態(tài)。采用盲法由2名具有6年超聲診斷經(jīng)驗的醫(yī)師分析和判讀三維重建圖像。診斷信心分為5級：①確定為良性；②可能為良性；③不確定；④可能為惡性；⑤確定為惡性。讀圖超聲醫(yī)師按以上5級做診斷 （如果2名醫(yī)生對某項診斷指標判定結果不一致，則另由1名高年資醫(yī)生參與分析，3名醫(yī)生各自闡明診斷依據(jù)，使最終結果達成一致）。受試者特征曲線（ROC）繪制：分別以⑤、⑤+④、⑤+④+③、⑤+④+③+②算作陽性診斷，計算出各自的真陽性率和假陽性率，作ROC分析。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SAS 8.0統(tǒng)計分析軟件，甲狀腺結節(jié)三維灰階特征、病灶內部及周圍血管形態(tài)分析采用χ2檢驗。用ROC方法評估不同診斷指標鑒別甲狀腺結節(jié)良惡性的診斷價值，以曲線下面積表示。

2 結果

52例甲狀腺惡性結節(jié)和76例甲狀腺良性結節(jié)的三維灰階（組織）超聲及三維彩色（血管）超聲特征明顯不同（表1）。

表1 128例甲狀腺結節(jié)三維超聲灰階超聲特征及三維血管超聲分析

良性結節(jié)顯示邊界完整、清晰的高回聲界面（89.5%，68/76），部分結節(jié)周圍見寬度均勻的聲暈（39.5%，30/76）（圖 1）。 結節(jié)內部血管粗細均勻（92.1%，70/76），呈分支狀，走行自然，結節(jié)外周血管繞行（63.2%，48/76）（圖 2）。

惡性結節(jié)內見微鈣化（75.0%，39/52），結節(jié)內部血管粗細不一致 （94.2%，49/52），且不同程度增粗（80.7%，42/52），扭曲呈麻花樣，部分呈偏心性分布（53.8%，28/52）。結節(jié)周邊血管不同程度的增粗（67.3%，35/52）、扭曲（53.8%，28/52）（圖 3）。

以表1中的1～3項內容作為診斷指標，并結合ROC曲線分析（圖4）判斷三維超聲成像對甲狀腺結節(jié)定性診斷的敏感度、特異度、正確率、陽性預測值、陰性預測值（表2）。

圖1 甲狀腺良性結節(jié)三維灰階成像：周圍見完整的聲暈。 圖2 甲狀腺良性結節(jié)三維血管成像：血管粗細均勻、結節(jié)外周血管繞行。圖3 甲狀腺癌血管三維成像：結節(jié)內部及周邊血管增粗，扭曲。Figure 1. Three-dimensional gray-scale ultrasound of benign thyroid nodules displayed complete surrounding echo halo. Figure 2.Three-dimensional vascular ultrasound of benign thyroid nodules showed uniform thickness of blood vessels and circuitous peripheral vessels.Figure 3. Three-dimensional vascular ultrasound of malignant thyroid nodules denoted thickened and distorted vessels of the inner and periphery of the nodules.

表2 不同診斷指標在甲狀腺良惡性結節(jié)中的診斷價值

圖4 不同診斷指標的ROC曲線。Figure 4. ROC curves of different diagnostic indicators.

3 討論

甲狀腺三維灰階成像能多角度、多切面對感興趣區(qū)進行切割，迅速提供腫物的三維重建圖像與周圍組織關系，獲得二維超聲無法提供的切面信息和整體觀。本組研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺結節(jié)的三維超聲整體特征在提高定性診斷水準最具有價值。三維超聲為讀圖者提供了結節(jié)表面的光整度、表面形態(tài)、周圍聲暈的整體信息，便于不同讀圖者之間容易取得溝通和共識，從而提高診斷水準。本組研究發(fā)現(xiàn)良性結節(jié)中89.5%有邊界清晰、完整的高回聲界面，39.5%有寬窄均勻的聲暈；而惡性結節(jié)中94.2%無完整的高回聲界面，98.1%周圍無聲暈（圖5），可以認為三維灰階超聲圖像上周邊無完整高回聲界面的結節(jié)惡性傾向較強。

惡性結節(jié)中微鈣化的發(fā)生率顯著高于良性結節(jié)，從而成為惡性診斷的重要依據(jù)。三維超聲對微小鈣化的敏感度75%，特異度96.1%，高于二維超聲（43.46%及91.33%）[2]。更重要的是三維超聲能夠顯示微小鈣化在結節(jié)內的空間分布位置以及是否呈簇狀或散在分布。惡性腫瘤形成鈣化的原因可能與腫瘤生長迅速、局部供血不足引起組織內激素（或調節(jié)因子）失衡，進而導致局部纖維組織增生和鈣鹽沉著有關[3-4]，因此鈣化集中的部位可能預示惡性優(yōu)勢。

圖5 甲狀腺癌三維灰階成像：界面不完整、邊緣不規(guī)則、周圍無聲暈。Figure 5. Three-dimensional gray-scale ultrasound of malignant thyroid nodules demonstrated no complete interface and no echo halo,but irregular border was seen.

甲狀腺血管三維能量圖能夠顯示結節(jié)的血流灌注狀態(tài)，明確結節(jié)血供的立體結構和空間位置關系，容易區(qū)分結節(jié)內外血流灌注狀態(tài)和血管的起止[5]。本組研究結果顯示甲狀腺良惡性結節(jié)的三維血管形態(tài)及分布存在明顯差異。惡性結節(jié)內部及周邊血管管徑不同程度增粗擴張、粗細不均、錯綜雜亂，蛇形扭曲呈麻花樣（34/52，占65.3%），部分呈偏心性分布（28/52，占53.8%），且血管分支多不規(guī)則。良性結節(jié)內部血管內徑均勻、分支規(guī)則、樹枝樣分布，或呈球形網(wǎng)狀分布。血管內皮細胞生長因子（VEGF）在甲狀腺癌中高表達，促進腫瘤大量的新生血管生成[6]，這可能是惡性病灶內血管增粗扭曲的病理學基礎。而在癌腫周圍常形成豐富血管，管徑粗大，可呈囊狀擴張[6]，這是惡性病灶周圍血管增粗、扭曲的病理學基礎。

本研究利用ROC曲線分別以三維灰階成像特征、結節(jié)內三維血管形態(tài)及分布、結節(jié)周圍三維血管形態(tài)作為診斷指標鑒別甲狀腺結節(jié)的良惡性，結果表明以三維灰階超聲特征，其靈敏度分別為88.5%，特異度為89.5%，ROC曲線下面積為0.9218，診斷價值較高；以結節(jié)內三維血管形態(tài)及分布鑒別，雖特異度高（94.7%），但靈敏度較低（78.8%）；以結節(jié)周圍血管形態(tài)來鑒別，靈敏度為76.9%，特異度為83.0%，ROC曲線下面積為0.8131，診斷價值中等。而利用三維超聲灰階和血管三維能量圖整體評價結節(jié)良惡性，靈敏度達90.4%，特異度達92.1%，正確率達91.4%，ROC曲線下面積為0.9608，診斷準確度最高。故通過本研究，我們總結出在實際臨床應用中，利用三維超聲圖像的整體特征來診斷結節(jié)性質準確率相對較高，減少誤診率。

研究還發(fā)現(xiàn)良惡性結節(jié)的三維超聲特征存在交叉重疊。部分甲狀腺良性結節(jié)內三維特征呈惡性表現(xiàn)，如甲狀腺良性結節(jié)界面不完整 （8/76，占10.5%）、血管粗細不均（6/76，占 7.9%）、血管增粗（37/76，占 48.7%）、血管扭曲（11/76，占 14.5%），其原因可能是良性結節(jié)中某些結節(jié)性甲狀腺腫是經(jīng)歷了增生期、膠質蓄積的靜止期，在長期增生和退縮交替過程中，濾泡被纖維組織包繞而形成。由于病變發(fā)展的階段不同，以及各部分結節(jié)增生與退變的不均衡性，使結節(jié)性甲狀腺腫表現(xiàn)為復雜多變的超聲圖像，由此可能會導致在結節(jié)增生的不同時期，血管特征不同[7-8]。

本研究對象中未包括甲狀腺多發(fā)結節(jié)及囊實性結節(jié)，多種屬性結節(jié)的三維血管成像比較復雜，特別是結節(jié)相鄰較近，會影響診斷醫(yī)生對結節(jié)的診斷指標判定，增加診斷難度，有待進一步深入研究。

綜上所述，三維超聲成像能評價甲狀腺結節(jié)的灰階特征及結節(jié)內部及周邊血管的形態(tài)及分布特征，在一定程度上可以提高甲狀腺單發(fā)結節(jié)的定性診斷能力。

[1]張春梅，吳長君，張雪菊，等.超聲在甲狀腺良惡性結節(jié)診斷中的應用[J]. 中國醫(yī)學影像技術，2007，23（3）：385-387.

[2]秦茜淼，茅蓉，戴訓蘆，等.甲狀腺癌的高頻聲像圖中鈣化的意義[J]. 中國超聲醫(yī)學雜志，2000，16（2）：139-141.

[3]蘇一巾，顧繼英，杜聯(lián)芳，等.三維超聲成像技術在甲狀腺惡性結節(jié)鑒別診斷中的應用[J].實用診斷與治療雜志，2008，22（2）：84-85.

[4]Lin JD,Hsueh C,Liu FH,et al.Clinical applications of thyroid ultrasonography[J].Endocrinologist,2006,16(6):319-322.

[5]Rago T,Bencivelli W,Scutari M,et al.The newly developed three-dimensional(3D)and two-dimensional(2D)thyroid ultrasound are strongly correlated,but 2D overestimates thyroid volume in the presence of nodules[J].J Endocrinol Invest,2006,29(5):423-426.

[6]楊光華.病理學[M].第5版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2001.8.

[7]鄭玉鳳，劉舜輝，張蓉，等.結節(jié)性甲狀腺腫超聲誤診分析[J].臨床超聲醫(yī)學雜志，2008，10（6）.

[8]王允，李普海，于泳芬，等.結節(jié)性甲狀腺腫聲像圖的特征分析[J].中國臨床醫(yī)學影像雜志，2000，11（2）：129-130.