田曉燕，杜丹丹，徐 驥，吳興旺

甲狀腺結(jié)節(jié)的發(fā)病率正在逐年增加，目前，針對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)主要的影像檢查方法包括超聲、超聲引導(dǎo)下細(xì)針穿刺細(xì)胞學(xué)檢查(fine needle aspiration cytology,FNAC)、X線計(jì)算機(jī)體層成像(X-ray computed tomography,X-ray CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和核素檢查等[1]。盡管超聲檢查仍是其主要的檢查方法，但CT掃描經(jīng)常是首診發(fā)現(xiàn)的方法[2]。臨床檢查中，甲狀腺結(jié)節(jié)多為CT平掃，而增強(qiáng)掃描更能充分反映結(jié)節(jié)的具體特征，包括形態(tài)、邊界、鈣化等情況，為臨床治療計(jì)劃的制定及預(yù)后具有積極的指導(dǎo)意義[3]。紋理分析作為一種定量分析技術(shù)，通過導(dǎo)出定量紋理參數(shù)來表示感興趣區(qū)的微觀特征，其中直方圖分析作為紋理分析的一種，通過對(duì)感興趣的勾畫，來評(píng)估腫瘤的異質(zhì)性[4]?，F(xiàn)探討CT直方圖分析技術(shù)在平掃及增強(qiáng)掃描中甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷中的價(jià)值，從而為臨床進(jìn)一步的治療提供更多定量的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 病例資料回顧性分析2016年12月～2018年11月安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院經(jīng)病理證實(shí)的甲狀腺結(jié)節(jié)患者73例，術(shù)前均行頸部平掃、增強(qiáng)CT掃描，最終入組患者53例，男性患者12例，女性患者41例，年齡17～77(45.060±14.263)歲，其中良性結(jié)節(jié)16個(gè)，惡性結(jié)節(jié)37個(gè)。入組要求：① 結(jié)節(jié)>6 mm以上；② 結(jié)節(jié)邊界尚清晰；③ 術(shù)后經(jīng)病理證實(shí)且良惡性結(jié)果診斷明確。

1.2 方法

1.2.1CT檢查 采用GE公司寶石CT(GE Discovery CT750 HD)，掃描螺距0.984:1，層厚5 mm，重建層厚0.625 mm，管電壓120 kV，管電流250 mA，重建矩陣512×512?；颊卟扇⊙雠P位，掃描范圍自顱底至胸鎖關(guān)節(jié)水平，所有患者均行頸部CT平掃和增強(qiáng)掃描，增強(qiáng)掃描采用靜脈團(tuán)注對(duì)比劑碘海醇(300 mgI/ml，通用電氣藥業(yè)上海有限公司)，使用美國(guó)泰科高壓注射器于肘正中靜脈注射，注射流率2.5～3.0 ml/s，劑量1.5～2 ml/kg，單期延遲時(shí)間30 s。

1.2.2圖像處理及數(shù)據(jù)分析 對(duì)掃描后原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝，將DICOM格式的甲狀腺平掃和增強(qiáng)圖像(層厚5 mm)導(dǎo)入AK(Artificial Intelligent Kit)軟件，由兩名診斷醫(yī)師達(dá)成一致意見后共同手動(dòng)勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，對(duì)平掃、增強(qiáng)圖像ROI的勾畫盡量做到在同一層面，并用紅色填充腫瘤區(qū)域(圖1、2)，軟件自動(dòng)生成直方圖，計(jì)算勾畫腫瘤部分的直方圖參數(shù)：熵(histogramEntropy)、偏度(skewness)、峰度(kurtosis)、SD值(stdDeviation)，第50、90、95百分位數(shù)(the 50 th、90 th、95 th Percentile)。

2 結(jié)果

2.1 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)直方圖參數(shù)特征熵在平掃和增強(qiáng)圖像中均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，偏度、峰度和第50百分位數(shù)均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中增強(qiáng)圖像的熵大于平掃圖像的熵；SD值，第90、95百分位數(shù)只在平掃圖像中沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在增強(qiáng)圖像中具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1、2。

圖1 甲狀腺良性結(jié)節(jié)平掃、增強(qiáng)掃描ROI的勾畫及直方圖

A：平掃圖像；B：增強(qiáng)圖像；1：平掃；2：沿腫瘤邊緣手動(dòng)勾畫ROI，以紅色腫瘤填充；3：自動(dòng)生成腫瘤直方圖；橫軸表示ROI內(nèi)不同灰度值，縱軸表示各灰度值出現(xiàn)的頻率

圖2 甲狀腺惡性結(jié)節(jié)平掃、增強(qiáng)掃描ROI的勾畫及直方圖

C：平掃圖像；D：增強(qiáng)圖像；1：平掃；2：沿腫瘤邊緣手動(dòng)勾畫ROI，以紅色腫瘤填充；3：自動(dòng)生成腫瘤直方圖；橫軸表示ROI內(nèi)不同灰度值，縱軸表示各灰度值出現(xiàn)的頻率

表1 甲狀腺結(jié)節(jié)平掃圖像直方圖參數(shù)比較

表2 甲狀腺結(jié)節(jié)增強(qiáng)圖像直方圖參數(shù)比較

2.2 直方圖參數(shù)對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷效能在ROC曲線中，平掃圖像熵的AUC為0.698，閾值為5.479時(shí)，鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)敏感度和特異度較好，敏感度、特異度分別為43.8%、89.2%(圖3、表3)。增強(qiáng)圖像中，熵的AUC為0.834，閾值為6.307，表明熵值>6.307提示良性結(jié)節(jié)的可能性大，此時(shí)敏感度、特異度分別為81.2%、81.1%；SD值的AUC為0.787，閾值為28.965，敏感度、特異度為56.2%、97.3%，第90、95百分位數(shù)的AUC分別為0.660、0.687，閾值分別為161.970、183.838，敏感度、特異度為50.0%、83.8%和43.8%、91.9%(圖3、表4)。

3 討論

紋理分析是近幾年一直在討論的圖像分析方法，直方圖分析作為紋理分析方法中比較常見的一階統(tǒng)計(jì)分析，包括熵、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度、峰度、百分位數(shù)等參數(shù)[5]，主要描述圖像中某一灰度級(jí)的像素個(gè)數(shù)、圖像灰度分布的范圍、亮暗程度及對(duì)比度情況等[6]。直方圖分析不僅可以對(duì)腫瘤的良惡性進(jìn)行分析，還可對(duì)腫瘤的分化程度進(jìn)行定量分析[7]，CT對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的紋理分析研究相對(duì)較少，尤其對(duì)平掃圖像的甲狀腺結(jié)節(jié)研究更少。本研究通過對(duì)比平掃、增強(qiáng)直方圖各參數(shù)的差異，計(jì)算最佳診斷效能。

熵反應(yīng)圖像中紋理的復(fù)雜程度，熵值越高，腫瘤越復(fù)雜。本研究結(jié)果表明增強(qiáng)掃描良惡性結(jié)節(jié)的熵均大于平掃圖像的熵，表明增強(qiáng)掃描更能體現(xiàn)腫瘤內(nèi)部的復(fù)雜程度。偏度描述變量分布的對(duì)稱性，絕對(duì)值越大，分布形態(tài)偏移程度越大。峰度反應(yīng)與正態(tài)分布相比某一分布相對(duì)尖銳度或平坦度[7]。本研究中，偏度和峰度在平掃、增強(qiáng)圖像中均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與相關(guān)研究[8-9]結(jié)果一致，表明偏度、峰度對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的差異不明顯。

圖3 平掃、增強(qiáng)掃描鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)ROC曲線圖A：平掃圖像ROC曲線；B：增強(qiáng)圖像ROC曲線表3 平掃圖像熵的ROC曲線分析

參數(shù)AUC標(biāo)準(zhǔn)誤P值95% CI下限上限閾值特異度(%)敏感度(%)熵0.6980.0770.0230.5470.8485.47943.889.2

表4 增強(qiáng)圖像熵、SD值、第90、95百分位數(shù)的ROC曲線

SD值即方差，描述的是數(shù)據(jù)的離散程度[10]。本研究中SD值只在平掃圖像中沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在增強(qiáng)圖像中具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究中，第95百分位數(shù)的AUC大于第90百分位數(shù)，表明其診斷效能較高。

本研究中，對(duì)于一些鈣化、壞死、囊變也包含在內(nèi)，研究[11]顯示這些也是甲狀腺結(jié)節(jié)的表現(xiàn)，其中鈣化，尤其是微鈣化提示甲狀腺結(jié)節(jié)惡性可能大，這可能使本研究與以往的研究成果有所偏差。有文獻(xiàn)[12]對(duì)甲狀腺良性孤立性粗大鈣化結(jié)節(jié)進(jìn)行CT直方圖分析，為減少誤診和不必要的手術(shù)創(chuàng)傷提供了重要的依據(jù)。本研究存在一定的局限性：① 本研究屬回顧性研究，對(duì)甲狀腺平掃及增強(qiáng)掃描的參數(shù)未能保持一致，可能存在偏倚；② 樣本量太少，病變種類比較局限，惡性結(jié)節(jié)中乳頭狀癌占大多數(shù)；③ 直方圖分析屬一階紋理分析，只對(duì)腫瘤的最大層面進(jìn)行分析，且參數(shù)相對(duì)較少。有文獻(xiàn)[13]對(duì)顱內(nèi)腫瘤的整體進(jìn)行直方圖分析。因此，未來需要擴(kuò)大樣本量，并對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的整體進(jìn)行二階，甚至高階統(tǒng)計(jì)分析，以尋求最優(yōu)的圖像參數(shù)，為臨床提供較為可靠的信息。

本研究結(jié)果表明平掃、增強(qiáng)CT直方圖分析有助于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷，增強(qiáng)圖像對(duì)結(jié)節(jié)的鑒別診斷有更高的診斷價(jià)值，其中第95百分位數(shù)的診斷效能較高。