计算机辅助系统联合超声对甲状腺结节的鉴别诊断价值

孙逸芳，董 磊

近30年来，全球甲状腺癌发病率逐年上升［1］，超声检查作为筛查甲状腺癌的重要方法，一直被广泛应用。对甲状腺结节良恶性的鉴别诊断是超声科医师的一项重要工作，但是在此过程中结节的声像图特点通常由医师根据自己的经验进行评价，不同医师对诊断良恶性甲状腺结节的经验不同，可能导致对诊断结果的误判。目前，已有研究证明，CAD系统能够帮助缺乏经验的医师提高对恶性病变的识别［2］。因此，开发一种能够帮助超声科医师判别良恶性甲状腺结节的方法尤为重要。计算机辅助诊断（Computer－aided diagnosis，CADx）系统作为超声科医师的“第二双眼”可能会对甲状腺结节的良恶性判别有帮助，它可以将结节的特征参数进行量化，对甲状腺结节进行自动判读和分级，并给出诊断意见，具有方便快捷、重复性好的优点［3］。但目前CADx在临床甲状腺疾病诊断上应用还很局限，使用方法及应用价值都不明确，该研究将有、无CADx辅助的判读结果做比较，评估CADx的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年10月—2018年4月在笔者所在医院甲状腺乳腺外科住院且已经病理确诊的结节98例。其中，恶性结节61例，包括甲状腺乳头状癌59例，滤泡癌1例，未分化癌1例；良性结节37例，包括结节性甲状腺肿30例，腺瘤7例。入选条件为：（1）不合并甲状腺弥漫性病变的结节；（2）符合软件采用的图像，即有目标结节横径最大时的横切图和纵径最大时纵切图；（3）同一位医师使用同一台机器采集存储的结节图像；（4）若病变为单发结节，即选取此结节；（5）若病变为多发结节，则选取直径最大或恶性征象最多的作为目标结节。98例患者中男36例，女62例；年龄18～73岁，平均（45．6±8．6）岁；结节最大径 5～104 mm，平均（20±12） mm。

1.2 设备与方法 （1）使用GE LOGIQ－E9彩色多普勒超声诊断仪，探头型号为ML6－15线阵探头，探头频率为 5～12MHz。应用 Am CAD－UTDetection甲状腺超声图像处理软件。（2）超声检查：目标患者取超声检查甲状腺的常规体位，对其甲状腺及颈部淋巴结进行常规扫查，嘱咐患者检查时禁吞咽，以免影响图像质量。对目标患者留取所有结节图片，随后挑选目标结节，存储目标结节横切图及纵切图。（3）分组及方法：4名资历相仿的低年资医师随机分为人工判读组（A组）、CADx辅助组（B组）两组，每组两人。A组两人在未知患者病理结果的情况下对目标结节进行回顾性分析，仅提供存储的目标结节横切、纵切图各一张，对图像进行分析记录，并根据ACR指南将结节进行TI－RADS分级，分级不一致时，二人互相讨论取得一致。B组使用CAD系统对图像做更进一步判读。将图像导入CAD系统，手动勾画感兴趣区（ROI），若边界模糊无法确认结节边界，则缩小ROI，确保所选ROI在结节范围内；指针偏过一半时，认为有这种特性，偏转角度越大，特性越强。之后由软件对ROI生成结果及报告，包括参数数值及 TI－RADS 分级［4］。

1.3 统计学分析 使用SPSS 13．0统计软件进行分析，不同回声类型、边界模糊程度、回声均质程度、强回声光点、纵横比等特征的良恶性结节数为计数资料，以率或百分比表示，采用卡方检验比较不同超声特征的结节恶性风险。以病理结果为金标准，计算分别以 TI－RADS Ⅱ、Ⅲ、Ⅳa、 Ⅳb、Ⅴ级作为区分良恶性结节界限时A、B组的诊断效能，包括灵敏度、特异度、阳性预测率、阴性预测率，并绘制受试者工作特性曲线（ROC曲线），比较其ROC曲线下面积（AUC）。

2 结 果

2.1 判读结果 A、B组对结节进行TI－RADS分级后，得到Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳa级、Ⅳb级、Ⅴ级的个数分别为：0、7、11、24、56；0、6、9、20、63。

人工判读组（A组）和有CADx辅助组（B组）对98个甲状腺结节的进行分级的ROC曲线如图1所示，二者曲线下面积（Az值）分别为 0．825，0．924。得出TI－RADSⅤ级为最佳临界点，即TI－RADS V级为恶性，TI－RADSⅡ Ⅲ Ⅳa、Ⅳb级为良性时，人工判读组 （A组）的灵敏度为 78．13%，特异度为82．35%，阳性预测率为 89．29%，阴性预测率为66．67%，准确率为 79．59%。 有 CADx辅助组（B 组）的灵敏度为92．19%，特异度为88．24%，阳性预测率为 93．65%，阴性预测率为 85．71%，准确率为90．82%。有、无CADx系统辅助两组之间灵敏度相比有统计学意义 （χ2=5．181，P＜0．05），而特异度相似，差异无统计学意义（χ2=0．023，P＞0．05）。

图1 TI-RADS分级的ROC曲线示意图

2.2 98例甲状腺结节的统计学及声像图特征CAD评价98例甲状腺结节的特征参数的统计见表1。

表1 98例结节中CAD特征参数统计表

由表1可见，在CAD中描述甲状腺结节的超声特征如下：低回声结节的恶性率高于等高回声的结节，有强光点的结节恶性率高于无强光点的结节，纵横比＞1的结节恶性率高于纵横≤1的结节，实性结节的恶性率高于囊实性结节，差异具有统计学意义（P＜0．05）。

3 讨论

计算机辅助诊断系统用于甲状腺结节的筛查，是影像学领域的一项重要革新。CAD系统包括结节检测和诊断两个过程，当医师定义了两轴，由CAD检测系统自动生成轮廓，用户也可手动勾画感兴趣区，测评此结节超声特征的各个参数，如回声、边界、钙化、质程度等，检测结果呈现在半月图中，数值由指针表示，使各超声特征更直观，具有可视性、定量性（如图2、3）；而后点击生成报告按钮CAD诊断系统可根据不同甲状腺指南，做出结节良恶性程度分级，并根据分级结果提出下一步建议，如进行细针穿刺活检、继续随访等。CAD系统对比传统甲状腺结节诊断方法更加方便、快捷、可减轻超声科医师工作量，避免因视觉疲劳而造成注意力分散及漏诊，具有重要意义。

图2 甲状腺结节特征可视化图

图3 甲状腺结节特征量化图

在该研究中，笔者对CADx系统在超声图像上甲状腺结节的评估进行了临床评价，在CADx系统辅助下，受试者曲线下面积由0．825提高到0．924，有CADx辅助组检测甲状腺恶性结节的灵敏度高于独立人工判读组，表明CAD系统可以有效地辅助甲状腺结节的筛查诊断，提高甲状腺恶性结节的检出率。此结果与CHOI等［5］对102个甲状腺结节分别采用CAD和人工判读的结果相比，CAD作为二次辅助诊断的工具与人工判读相结合，弥补了CADx系统特异度低，发挥了CADx系统灵敏度高的优势。

CADx系统在鉴别甲状腺结节的超声特征上和传统方法诊断具有较好的一致性，在本研究中，低回声、强光点、纵横比＞1、有无囊性回声均能有用于良恶性结节的鉴别（P＜0．05）。 因此，CADx 系统在超声上对恶性结节的检出是有用的，它将特征参数定量化，使各参数更直观、更客观、易比较，而后根据分级结果提供建议，这可能会提供一种新的方法来决定是否需要细针穿刺进行活检，可能会减少这种组织活检的必要［3］。这对临床具有重要的意义。

CADx系统处于初步发展阶段，可以从以下方面继续完善：（1）仅有二维超声图像鉴别甲状腺良恶性结节略显局限，弹性成像［6］及彩色多普勒成像［7］在实际检查中有大量应用，且均被证实有助于提高良恶性结节鉴别水平。（2）结节在甲状腺中是立体的，扫查过程是连续的，若将不同断面连续起来进行分析，或可以导入动态图片进行分析将会更全面，结果会更准确。（3）此CADx系统需要人工定位结节两轴，若能自动检测超声图像中可疑的甲状腺结节，可减少医师的工作量及减少甲状腺结节的遗漏。

该实验的局限性：（1）由于回顾性分析需要选择有病理结果的结节，所选结节中恶性结节数偏多，良性结节偏少，可能会对良性结节诊断准确性有一定影响。（2）选取结节共98例，若能进一步扩大样本量，实验结果也许会更理想。（3）该研究主要针对低年资超声科医师，CADx系统对不同年资医师的辅助效能有待进一步评价。

总之，CADx系统作为辅助诊断甲状腺结节的工具，具有方便、快捷的优点，对结节可进行快速诊断分级，并提出进一步意见，对恶性结节具有较高的灵敏度，可有效提高低年资医师的诊断符合率，为超声医师提供客观、可视化的分析。