應(yīng)用Logistic回歸分析方法研究甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的超聲特征

張 敏，劉利平，劉靜靜，張 揚(yáng)，楊 婧，張炎晶(山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院超聲科，太原 030001;通訊作者，E-mail:liuliping1600@sina．com)

甲狀腺結(jié)節(jié)是一種十分常見(jiàn)的疾病，在碘充足地區(qū)，男性觸診發(fā)現(xiàn)率為1%，女性為5%。高分辨率超聲檢查獲得的甲狀腺結(jié)節(jié)的患病率為20%-76%，在甲狀腺結(jié)節(jié)中甲狀腺癌的患病率約5%-15%［1］。惡性結(jié)節(jié)需要手術(shù)治療，而良性結(jié)節(jié)多數(shù)僅需定期隨診，但這些僅通過(guò)單純的觸診和實(shí)驗(yàn)室檢查難以做出判斷，故而準(zhǔn)確的影像檢查至關(guān)重要。本研究使用二分類(lèi)Logistic回歸模型，從各個(gè)常規(guī)超聲特征中篩選出真正具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的診斷指標(biāo)，綜合分析以期正確判斷甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性，指導(dǎo)臨床工作。

1 資料與方法

1．1 研究對(duì)象

收集2011-01～2012-01來(lái)我院超聲室檢查，并經(jīng)手術(shù)治療的甲狀腺結(jié)節(jié)病人115例，共173個(gè)結(jié)節(jié)為研究對(duì)象，對(duì)于具有多發(fā)結(jié)節(jié)的病人均選取2個(gè)結(jié)節(jié)為研究對(duì)象，其中女性93例，男性22例;年齡13-80歲，平均年齡(47．84±1．16)歲。結(jié)節(jié)位于左葉者77個(gè)，右葉者93個(gè)，峽部3個(gè)，結(jié)節(jié)的最大切面長(zhǎng)徑為0．2-5．7 cm，平均(2．03 ±0．07)cm。

1．2 儀器與方法

1．2．1 儀器 采用百勝M(fèi)ylab70、90等彩色超聲診斷儀，LA523寬頻探頭，頻率為4-13 MHz。

1．2．2 方法 患者取仰臥位，頭后伸，充分暴露頸部，對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)及其周?chē)M織、淋巴結(jié)進(jìn)行多切面掃查，結(jié)合患者做吞咽動(dòng)作，對(duì)鎖骨后或胸骨后甲狀腺進(jìn)行觀察。參照鄰近的胸鎖乳突肌，判斷并記錄甲狀腺結(jié)節(jié)回聲水平，確定病灶并獲得滿(mǎn)意圖像時(shí)，測(cè)定記錄甲狀腺結(jié)節(jié)大小，應(yīng)用彩色多普勒血流顯像(CDFI)觀察腫塊周邊及內(nèi)部的血流分布。

1．3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13．0軟件完成，P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。良、惡性特征組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以手術(shù)病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，病理結(jié)果良、惡性作為因變量，以下超聲特征作為自變量建立Logistic回歸模型，Logistic回歸賦值:X1為結(jié)節(jié)數(shù)目(單發(fā)為1，多發(fā)為2)，X2為形態(tài)(規(guī)則為1，欠規(guī)則為2，不規(guī)則為3)，X3為內(nèi)部回聲(囊性為1，囊實(shí)性為2，實(shí)性為3)，X4為邊界(清楚為1，欠清楚為2，不清楚為3)，X5為縱橫比(＜1為1，=1為2，＞1為3)，X6為周邊暈(完整為1，部分為2，無(wú)為3)，X7為鈣化(無(wú)鈣化為1，團(tuán)狀、條狀、弧形的非微鈣化為2，微鈣化為3)，X8為血流(Ⅰ級(jí)，無(wú)血流信號(hào)為1;Ⅱ級(jí)，結(jié)節(jié)周邊有，內(nèi)部無(wú)為2;Ⅲ級(jí)，內(nèi)部有血流信號(hào)為3)，X9為頸部淋巴結(jié)(＜1 cm為1，＞1 cm為2，伴鈣化為3);采用前進(jìn)法進(jìn)行Logistic逐步回歸分析，對(duì)整個(gè)模型的擬合情況采用似然比檢驗(yàn);并用ROC曲線(xiàn)法評(píng)價(jià)Logistic模型的預(yù)報(bào)能力，P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2．1 病理分型

173個(gè)結(jié)節(jié)中，良性結(jié)節(jié)131個(gè)、惡性結(jié)節(jié)42個(gè)，其中良性結(jié)節(jié)包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫122個(gè)、結(jié)甲伴腺瘤樣結(jié)節(jié)形成5個(gè)、橋本甲狀腺炎4個(gè);惡性結(jié)節(jié)包括乳頭狀癌38個(gè)(微小乳頭狀癌6個(gè))、髓樣癌1個(gè)、梭形細(xì)胞未分化癌1個(gè)、肉瘤樣癌1個(gè)、巨細(xì)胞型未分化癌1個(gè)。

2．2 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的灰階和血流超聲特征組間比較

經(jīng)χ2檢驗(yàn)，除結(jié)節(jié)數(shù)目外，良惡性結(jié)節(jié)在形態(tài)、內(nèi)部回聲、邊界、縱橫比、周邊暈、鈣化、血流、頸部淋巴結(jié)中均具有顯著性差異(P＜0．05，見(jiàn)表1)。

2．3 二分類(lèi)Logistic回歸分析結(jié)果

將手術(shù)病理結(jié)果良、惡性作為因變量，以上述8個(gè)超聲特征作為自變量進(jìn)行二分類(lèi)Logistic回歸分析，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果顯示，二分類(lèi)Logistic回歸分析篩選出5個(gè)自變量(形狀、內(nèi)部回聲、縱橫比、周邊暈及鈣化)，其模型為:Logistic(P)=-17．103+1．281X1+2．010X2+3．182X4+1．026X5+1．193X6;對(duì)上述模型進(jìn)行似然比檢驗(yàn)，χ2=85．700，P ＜0．001，表明模型有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

利用該回歸模型預(yù)報(bào)這173個(gè)結(jié)節(jié)，如果回歸值P＞0．5時(shí)預(yù)報(bào)為惡性，P≤0．5時(shí)預(yù)報(bào)為良性，則預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度高達(dá) 90．7%(157/173)，敏感性為90．5%，特異性為90．5%。公式:惡性可能性=1/1+e-Z，Z=bo+b1x1+…… +bpxp，(e 值為2．718)，當(dāng)形狀不規(guī)則、實(shí)性、縱橫比＞1、周邊無(wú)聲暈、微鈣化時(shí)，惡性可能性為0．99;當(dāng)形狀規(guī)則、囊性、縱橫比＜1、周邊具有完整聲暈、無(wú)鈣化時(shí)，惡性可能性為0．02。

表1 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)超聲特征組間比較 例(%)Table 1 Comparison of ultrasonographic features between benign and malignant thyroid nodules cases(%)

表2 Logistic回歸模型分析結(jié)果Table 2 Logistic regression model results

以模型判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)概率預(yù)測(cè)值繪制ROC曲線(xiàn)，縱坐標(biāo)為敏感性，橫坐標(biāo)為1-特異性。該模型的擬合效果應(yīng)用R0C曲線(xiàn)下面積檢驗(yàn)，曲線(xiàn)下面積為0．822，標(biāo)準(zhǔn)誤為 0．046，P ＜0．001，95%的可信區(qū)間為(0．732，0．911)，說(shuō)明該模型的擬合效果較好，在預(yù)測(cè)甲狀腺良惡性方面有顯著意義(見(jiàn)圖1-3)。

圖1 以模型判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)概率預(yù)測(cè)值繪制ROC曲線(xiàn)Figure 1 ROC curve of the model for predicting the malignant thyroid modules

3 討論

目前臨床醫(yī)生面臨的最大難題就是判斷哪些結(jié)節(jié)需要進(jìn)一步治療或干預(yù)，哪些結(jié)節(jié)僅需定期觀察。許多研究發(fā)現(xiàn)超聲特征對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別存在矛盾，矛盾的焦點(diǎn)在于究竟哪些超聲特征對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別有意義［2］。

本研究通過(guò)對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的灰階和血流特征進(jìn)行基于偏最大似然估計(jì)前進(jìn)法Logistic回歸分析，篩選出5個(gè)鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性有意義的特征變量，包括形狀、內(nèi)部回聲、縱橫比、周邊暈、鈣化，這5個(gè)特征變量的回歸系數(shù)均＞0，且0R值均＞l，說(shuō)明形狀、內(nèi)部回聲、縱橫比、周邊暈、鈣化在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷中較其他特征變量更具有正相關(guān)性。

甲狀腺良性結(jié)節(jié)邊界清晰、整齊，形狀規(guī)則;惡性結(jié)節(jié)的邊界通常不清晰，出現(xiàn)毛刺、形狀不規(guī)則。在本研究中，良性結(jié)節(jié)中形狀規(guī)則者占104個(gè)(79．4%);惡性結(jié)節(jié)中形狀規(guī)則者占15個(gè)(35．7%)，形狀不規(guī)則及欠規(guī)則者占27個(gè)(64．3%)，與以往文獻(xiàn)報(bào)道一致。

圖2甲狀腺乳頭狀癌聲像圖Figure 2 Sonogram of papillary carcinoma of thyroid

甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)在回聲結(jié)構(gòu)上也存在著差異。Moon等［3］報(bào)道多中心大樣本的資料顯示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀或海綿狀往往是良性病變的特征，Sipos等［4］研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)癌結(jié)節(jié)核異形性大，間質(zhì)成分少，在超聲圖像中不會(huì)形成強(qiáng)烈反射的界面，多表現(xiàn)為低回聲。本研究惡性結(jié)節(jié)中為低回聲實(shí)性者28個(gè)(66．7%)，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。

圖3 結(jié)節(jié)性甲狀腺腫聲像圖Figure 3 Sonogram of nodular goiter

縱橫比是結(jié)節(jié)形態(tài)的變異指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)縱橫比≥1是甲狀腺癌的危險(xiǎn)預(yù)測(cè)因素［5］。甲狀腺癌呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，大多表現(xiàn)為縱橫比≥1，而良性結(jié)節(jié)膨脹性生長(zhǎng)，多呈扁橢圓形。通常我們應(yīng)用的是縱斷面的縱橫比(A/T)，而吉日等［6］研究顯示最大橫斷面的A/Tc≥1診斷甲狀腺癌的敏感性高于最大縱斷面的A/TL≥1，但A/Tc≥1的特異性低于 A/TL≥1，因此應(yīng)同時(shí)觀察結(jié)節(jié)縱斷面及橫斷面可提高甲狀腺癌的診斷準(zhǔn)確性。

周邊聲暈是指環(huán)繞結(jié)節(jié)的低回聲或無(wú)回聲環(huán)［7-8］，目前認(rèn)為聲暈是由于小血管?chē)@或周邊水腫、炎性滲出、黏液性變性等原因所致。本研究中，暈環(huán)在良性的檢出率明顯高于惡性，分別為38．2%、16．6%，且良性結(jié)節(jié)中出現(xiàn)的暈環(huán)邊界清晰，而惡性結(jié)節(jié)中暈環(huán)邊界多不清晰或呈薄厚不均。

砂礫樣鈣化是指甲狀腺癌中心的鈣化，直徑小于0．1 cm，呈密集分布，由于癌細(xì)胞生長(zhǎng)迅速，腫瘤血管及纖維組織增生出現(xiàn)鈣鹽沉積，從而導(dǎo)致鈣化。Cappelli等［5］研究發(fā)現(xiàn)，惡性結(jié)節(jié)中的微鈣化可達(dá)73．1%，較良性病變多見(jiàn)。微鈣化多表現(xiàn)為點(diǎn)狀強(qiáng)回聲，可見(jiàn)于40%-61%的乳頭狀癌［9］。本研究中良性組出現(xiàn)微鈣化占11．4%，惡性組出現(xiàn)微鈣化占61．9%。

超聲鑒別淋巴結(jié)良惡性的特征主要包括:淋巴門(mén)是否存在、形態(tài)結(jié)構(gòu)有無(wú)異常、內(nèi)部回聲、血流模式［4］。正常淋巴結(jié)和淋巴結(jié)反應(yīng)性增生時(shí)淋巴結(jié)正常結(jié)構(gòu)存在，皮髓質(zhì)分界清，一般為橢圓形，可及門(mén)部血流;而轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)淋巴門(mén)多受侵消失，形態(tài)飽滿(mǎn)，內(nèi)部回聲為囊實(shí)性或?qū)嵭裕魑蓙y。淋巴結(jié)內(nèi)伴點(diǎn)狀鈣化是甲狀腺癌轉(zhuǎn)移的特征性表現(xiàn)，本研究中特異性亦較高。在本組8個(gè)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中，4個(gè)伴有鈣化灶。

甲狀腺惡性腫瘤超聲征象不典型時(shí)，常會(huì)造成診斷困難，單一的標(biāo)準(zhǔn)難以鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性，需要綜合分析提高診斷準(zhǔn)確率，本研究得出的Logistic回歸方程式反映常規(guī)超聲特征在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷中的重要性，并且形狀、內(nèi)部回聲、縱橫比、周邊暈及鈣化這5個(gè)特征簡(jiǎn)單容易識(shí)別，大大提高了工作效率，Logistic回歸模型能夠綜合分析甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的聲像圖特征，客觀地對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行良惡性預(yù)測(cè)。

［1］中華醫(yī)學(xué)會(huì)內(nèi)分泌學(xué)分會(huì)，中華醫(yī)學(xué)會(huì)外科學(xué)分會(huì)內(nèi)分泌學(xué)組，中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)頭頸腫瘤專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，中華醫(yī)學(xué)會(huì)核醫(yī)學(xué)分會(huì)．甲狀腺結(jié)節(jié)和分化型甲狀腺癌診治指南［J］．中華核醫(yī)學(xué)與分子影像雜志，2013，33(2):96-115．

［2］張波，姜玉新，戴晴，等．甲狀腺結(jié)節(jié)灰階和彩色多普勒超聲特征的Logistic回歸分析［J］．中華超聲影像學(xué)雜志，2008，12(17):1061-1064．

［3］Moon WJ，Jung SL，Lee JH，et al．Benign and malignant thyroid nodules:differenciation multicenter retrospective study［J］．Radiology，2008，247(3):762-770．

［4］Sipos JA．Advances in ultrasound for the diagnosis and management of thyroid cancer［J］．Thyroid，2009，19(10):1365-1372．

［5］Cappelli C，Pirola I，Cumetti D，et al．Is the anteroposterior and transverse diameter ratio of nonpalpable thyroid nodules a sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration cytology［J］．Clin Endocrinol，2005，63(6):689-693．

［6］吉日，詹維偉，周萍，等．超聲測(cè)量不同切面甲狀腺結(jié)節(jié)縱橫比在甲狀腺癌診斷中的價(jià)值［J］．中華超聲影像學(xué)雜志，2012，21(6):478-480．

［7］YuanWH，ChiouHJ，ChouYH，et al．Gray-scale and color Doppler ultrasonographic manifestation of papillary thyroid carcinoma:analysis of 51 cases［J］．Clin Imaging，2006，30(6):394-401．

［8］JunP，Chow LC，Jeffrey RB．The sonographic features of papillary thyroid carcinomas:pictorial essay［J］．Ultrasound 2005，21(1):39-45．

［9］Wang N，Xu Y，Ge C，et al．Association of sonographically detectcalcification with thyroid carcinoma［J］．Head Neck，2006，28(12):1077-1083．