計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)聯(lián)合超聲對甲狀腺結(jié)節(jié)的鑒別診斷價(jià)值

孫逸芳，董 磊

近30年來，全球甲狀腺癌發(fā)病率逐年上升［1］，超聲檢查作為篩查甲狀腺癌的重要方法，一直被廣泛應(yīng)用。對甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別診斷是超聲科醫(yī)師的一項(xiàng)重要工作，但是在此過程中結(jié)節(jié)的聲像圖特點(diǎn)通常由醫(yī)師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)，不同醫(yī)師對診斷良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)不同，可能導(dǎo)致對診斷結(jié)果的誤判。目前，已有研究證明，CAD系統(tǒng)能夠幫助缺乏經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師提高對惡性病變的識別［2］。因此，開發(fā)一種能夠幫助超聲科醫(yī)師判別良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的方法尤為重要。計(jì)算機(jī)輔助診斷（Computer－aided diagnosis，CADx）系統(tǒng)作為超聲科醫(yī)師的“第二雙眼”可能會對甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性判別有幫助，它可以將結(jié)節(jié)的特征參數(shù)進(jìn)行量化，對甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行自動判讀和分級，并給出診斷意見，具有方便快捷、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)［3］。但目前CADx在臨床甲狀腺疾病診斷上應(yīng)用還很局限，使用方法及應(yīng)用價(jià)值都不明確，該研究將有、無CADx輔助的判讀結(jié)果做比較，評估CADx的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年10月—2018年4月在筆者所在醫(yī)院甲狀腺乳腺外科住院且已經(jīng)病理確診的結(jié)節(jié)98例。其中，惡性結(jié)節(jié)61例，包括甲狀腺乳頭狀癌59例，濾泡癌1例，未分化癌1例；良性結(jié)節(jié)37例，包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫30例，腺瘤7例。入選條件為：（1）不合并甲狀腺彌漫性病變的結(jié)節(jié)；（2）符合軟件采用的圖像，即有目標(biāo)結(jié)節(jié)橫徑最大時(shí)的橫切圖和縱徑最大時(shí)縱切圖；（3）同一位醫(yī)師使用同一臺機(jī)器采集存儲的結(jié)節(jié)圖像；（4）若病變?yōu)閱伟l(fā)結(jié)節(jié)，即選取此結(jié)節(jié)；（5）若病變?yōu)槎喟l(fā)結(jié)節(jié)，則選取直徑最大或惡性征象最多的作為目標(biāo)結(jié)節(jié)。98例患者中男36例，女62例；年齡18～73歲，平均（45．6±8．6）歲；結(jié)節(jié)最大徑 5～104 mm，平均（20±12） mm。

1.2 設(shè)備與方法 （1）使用GE LOGIQ－E9彩色多普勒超聲診斷儀，探頭型號為ML6－15線陣探頭，探頭頻率為 5～12MHz。應(yīng)用 Am CAD－UTDetection甲狀腺超聲圖像處理軟件。（2）超聲檢查：目標(biāo)患者取超聲檢查甲狀腺的常規(guī)體位，對其甲狀腺及頸部淋巴結(jié)進(jìn)行常規(guī)掃查，囑咐患者檢查時(shí)禁吞咽，以免影響圖像質(zhì)量。對目標(biāo)患者留取所有結(jié)節(jié)圖片，隨后挑選目標(biāo)結(jié)節(jié)，存儲目標(biāo)結(jié)節(jié)橫切圖及縱切圖。（3）分組及方法：4名資歷相仿的低年資醫(yī)師隨機(jī)分為人工判讀組（A組）、CADx輔助組（B組）兩組，每組兩人。A組兩人在未知患者病理結(jié)果的情況下對目標(biāo)結(jié)節(jié)進(jìn)行回顧性分析，僅提供存儲的目標(biāo)結(jié)節(jié)橫切、縱切圖各一張，對圖像進(jìn)行分析記錄，并根據(jù)ACR指南將結(jié)節(jié)進(jìn)行TI－RADS分級，分級不一致時(shí)，二人互相討論取得一致。B組使用CAD系統(tǒng)對圖像做更進(jìn)一步判讀。將圖像導(dǎo)入CAD系統(tǒng)，手動勾畫感興趣區(qū)（ROI），若邊界模糊無法確認(rèn)結(jié)節(jié)邊界，則縮小ROI，確保所選ROI在結(jié)節(jié)范圍內(nèi)；指針偏過一半時(shí)，認(rèn)為有這種特性，偏轉(zhuǎn)角度越大，特性越強(qiáng)。之后由軟件對ROI生成結(jié)果及報(bào)告，包括參數(shù)數(shù)值及 TI－RADS 分級［4］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS 13．0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，不同回聲類型、邊界模糊程度、回聲均質(zhì)程度、強(qiáng)回聲光點(diǎn)、縱橫比等特征的良惡性結(jié)節(jié)數(shù)為計(jì)數(shù)資料，以率或百分比表示，采用卡方檢驗(yàn)比較不同超聲特征的結(jié)節(jié)惡性風(fēng)險(xiǎn)。以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算分別以 TI－RADS Ⅱ、Ⅲ、Ⅳa、 Ⅳb、Ⅴ級作為區(qū)分良惡性結(jié)節(jié)界限時(shí)A、B組的診斷效能，包括靈敏度、特異度、陽性預(yù)測率、陰性預(yù)測率，并繪制受試者工作特性曲線（ROC曲線），比較其ROC曲線下面積（AUC）。

2 結(jié) 果

2.1 判讀結(jié)果 A、B組對結(jié)節(jié)進(jìn)行TI－RADS分級后，得到Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳa級、Ⅳb級、Ⅴ級的個(gè)數(shù)分別為：0、7、11、24、56；0、6、9、20、63。

人工判讀組（A組）和有CADx輔助組（B組）對98個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)的進(jìn)行分級的ROC曲線如圖1所示，二者曲線下面積（Az值）分別為 0．825，0．924。得出TI－RADSⅤ級為最佳臨界點(diǎn)，即TI－RADS V級為惡性，TI－RADSⅡ Ⅲ Ⅳa、Ⅳb級為良性時(shí)，人工判讀組 （A組）的靈敏度為 78．13%，特異度為82．35%，陽性預(yù)測率為 89．29%，陰性預(yù)測率為66．67%，準(zhǔn)確率為 79．59%。 有 CADx輔助組（B 組）的靈敏度為92．19%，特異度為88．24%，陽性預(yù)測率為 93．65%，陰性預(yù)測率為 85．71%，準(zhǔn)確率為90．82%。有、無CADx系統(tǒng)輔助兩組之間靈敏度相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （χ2=5．181，P＜0．05），而特異度相似，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0．023，P＞0．05）。

圖1 TI-RADS分級的ROC曲線示意圖

2.2 98例甲狀腺結(jié)節(jié)的統(tǒng)計(jì)學(xué)及聲像圖特征CAD評價(jià)98例甲狀腺結(jié)節(jié)的特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 98例結(jié)節(jié)中CAD特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表1可見，在CAD中描述甲狀腺結(jié)節(jié)的超聲特征如下：低回聲結(jié)節(jié)的惡性率高于等高回聲的結(jié)節(jié)，有強(qiáng)光點(diǎn)的結(jié)節(jié)惡性率高于無強(qiáng)光點(diǎn)的結(jié)節(jié)，縱橫比＞1的結(jié)節(jié)惡性率高于縱橫≤1的結(jié)節(jié)，實(shí)性結(jié)節(jié)的惡性率高于囊實(shí)性結(jié)節(jié)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。

3 討論

計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)用于甲狀腺結(jié)節(jié)的篩查，是影像學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要革新。CAD系統(tǒng)包括結(jié)節(jié)檢測和診斷兩個(gè)過程，當(dāng)醫(yī)師定義了兩軸，由CAD檢測系統(tǒng)自動生成輪廓，用戶也可手動勾畫感興趣區(qū)，測評此結(jié)節(jié)超聲特征的各個(gè)參數(shù)，如回聲、邊界、鈣化、質(zhì)程度等，檢測結(jié)果呈現(xiàn)在半月圖中，數(shù)值由指針表示，使各超聲特征更直觀，具有可視性、定量性（如圖2、3）；而后點(diǎn)擊生成報(bào)告按鈕CAD診斷系統(tǒng)可根據(jù)不同甲狀腺指南，做出結(jié)節(jié)良惡性程度分級，并根據(jù)分級結(jié)果提出下一步建議，如進(jìn)行細(xì)針穿刺活檢、繼續(xù)隨訪等。CAD系統(tǒng)對比傳統(tǒng)甲狀腺結(jié)節(jié)診斷方法更加方便、快捷、可減輕超聲科醫(yī)師工作量，避免因視覺疲勞而造成注意力分散及漏診，具有重要意義。

圖2 甲狀腺結(jié)節(jié)特征可視化圖

圖3 甲狀腺結(jié)節(jié)特征量化圖

在該研究中，筆者對CADx系統(tǒng)在超聲圖像上甲狀腺結(jié)節(jié)的評估進(jìn)行了臨床評價(jià)，在CADx系統(tǒng)輔助下，受試者曲線下面積由0．825提高到0．924，有CADx輔助組檢測甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的靈敏度高于獨(dú)立人工判讀組，表明CAD系統(tǒng)可以有效地輔助甲狀腺結(jié)節(jié)的篩查診斷，提高甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的檢出率。此結(jié)果與CHOI等［5］對102個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)分別采用CAD和人工判讀的結(jié)果相比，CAD作為二次輔助診斷的工具與人工判讀相結(jié)合，彌補(bǔ)了CADx系統(tǒng)特異度低，發(fā)揮了CADx系統(tǒng)靈敏度高的優(yōu)勢。

CADx系統(tǒng)在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的超聲特征上和傳統(tǒng)方法診斷具有較好的一致性，在本研究中，低回聲、強(qiáng)光點(diǎn)、縱橫比＞1、有無囊性回聲均能有用于良惡性結(jié)節(jié)的鑒別（P＜0．05）。 因此，CADx 系統(tǒng)在超聲上對惡性結(jié)節(jié)的檢出是有用的，它將特征參數(shù)定量化，使各參數(shù)更直觀、更客觀、易比較，而后根據(jù)分級結(jié)果提供建議，這可能會提供一種新的方法來決定是否需要細(xì)針穿刺進(jìn)行活檢，可能會減少這種組織活檢的必要［3］。這對臨床具有重要的意義。

CADx系統(tǒng)處于初步發(fā)展階段，可以從以下方面繼續(xù)完善：（1）僅有二維超聲圖像鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)略顯局限，彈性成像［6］及彩色多普勒成像［7］在實(shí)際檢查中有大量應(yīng)用，且均被證實(shí)有助于提高良惡性結(jié)節(jié)鑒別水平。（2）結(jié)節(jié)在甲狀腺中是立體的，掃查過程是連續(xù)的，若將不同斷面連續(xù)起來進(jìn)行分析，或可以導(dǎo)入動態(tài)圖片進(jìn)行分析將會更全面，結(jié)果會更準(zhǔn)確。（3）此CADx系統(tǒng)需要人工定位結(jié)節(jié)兩軸，若能自動檢測超聲圖像中可疑的甲狀腺結(jié)節(jié)，可減少醫(yī)師的工作量及減少甲狀腺結(jié)節(jié)的遺漏。

該實(shí)驗(yàn)的局限性：（1）由于回顧性分析需要選擇有病理結(jié)果的結(jié)節(jié)，所選結(jié)節(jié)中惡性結(jié)節(jié)數(shù)偏多，良性結(jié)節(jié)偏少，可能會對良性結(jié)節(jié)診斷準(zhǔn)確性有一定影響。（2）選取結(jié)節(jié)共98例，若能進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也許會更理想。（3）該研究主要針對低年資超聲科醫(yī)師，CADx系統(tǒng)對不同年資醫(yī)師的輔助效能有待進(jìn)一步評價(jià)。

總之，CADx系統(tǒng)作為輔助診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的工具，具有方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)，對結(jié)節(jié)可進(jìn)行快速診斷分級，并提出進(jìn)一步意見，對惡性結(jié)節(jié)具有較高的靈敏度，可有效提高低年資醫(yī)師的診斷符合率，為超聲醫(yī)師提供客觀、可視化的分析。