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        超聲診斷甲狀腺乳頭狀癌頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的研究進(jìn)展

        2022-11-23 10:13:24陳雨桐
        腫瘤影像學(xué) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:組學(xué)甲狀腺癌靈敏度

        陳雨桐,王 燕

        1. 上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科,上海 200233;

        2. 上海超聲醫(yī)學(xué)研究所,上海 200233

        2020年,甲狀腺癌的發(fā)病率占所有癌癥發(fā)病率的3%[1]。近30年來,甲狀腺癌的發(fā)病率在世界范圍內(nèi)逐漸升高,其中,甲狀腺乳頭狀癌(papillary carcinoma of the thyroid,PTC)的發(fā)病率升高最為顯著[1]。常規(guī)病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)20%~50%的PTC患者伴有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[2-6]。術(shù)前超聲評(píng)估甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移對(duì)于制訂臨床方案具有重要的意義。然而,文獻(xiàn)[7]報(bào)道,超聲診斷術(shù)前PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度為63%,特異度為93%,且中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準(zhǔn)確度往往低于側(cè)頸部。隨著超聲及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,為了進(jìn)一步提高超聲對(duì)頸部淋巴結(jié)的診斷效能,許多研究者從各個(gè)方面對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究[8-10]。本文將介紹目前超聲在診斷PTC頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中的應(yīng)用進(jìn)展。

        1 常規(guī)超聲檢查

        常規(guī)超聲檢查是診斷PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的首要手段。美國(guó)甲狀腺協(xié)會(huì)(American Thyroid Association,ATA)指南[11]強(qiáng)烈推薦,對(duì)于所有準(zhǔn)備行甲狀腺手術(shù)的患者進(jìn)行頸部淋巴結(jié)超聲檢查。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在常規(guī)超聲掃查中的特征已得到較為充分的研究和證實(shí)。頸部的良性淋巴結(jié)多表現(xiàn)為梭形或卵圓形低回聲區(qū),中心可見稍高回聲的淋巴門結(jié)構(gòu),可見血管自淋巴門進(jìn)入淋巴結(jié)內(nèi)[12]。PTC轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的主要超聲特征為淋巴結(jié)增大、鈣化、囊性變、高回聲、圓形、淋巴門消失和邊緣型血流[11]。文獻(xiàn)[13]報(bào)道淋巴結(jié)內(nèi)囊性變、鈣化、高回聲、邊緣型血流和形態(tài)飽滿的靈敏度分別為45.8%、43.0%、68.7%、75.1%和65.4%,而特異度分別為95.8%、100.0%、77.4%、78.5%和59.9%。腫瘤轉(zhuǎn)移的浸潤(rùn)首先發(fā)生在淋巴結(jié)的外層皮質(zhì),從而導(dǎo)致淋巴結(jié)形態(tài)的改變;通常最先發(fā)生的超聲表現(xiàn)為淋巴門結(jié)構(gòu)消失[12];淋巴結(jié)外層皮質(zhì)的浸潤(rùn)使淋巴結(jié)的形態(tài)變得飽滿[8,14]。轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)內(nèi)存在甲狀腺濾泡結(jié)構(gòu)的浸潤(rùn),其中濾泡上皮與濾泡腔內(nèi)的膠體形成聲阻抗差較大的聲界面,超聲表現(xiàn)為高回聲區(qū)[15]。囊性變被認(rèn)為是廣泛液化或膠體生成的結(jié)果[16]。PTC的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)鈣化多表現(xiàn)為位于邊緣的點(diǎn)狀強(qiáng)回聲,這被認(rèn)為是代表著沙礫體的形成[14,17]。此外,淋巴結(jié)內(nèi)的血流信號(hào)混亂,失去淋巴門結(jié)構(gòu)特征的血流也是提示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的特征之一[14,17-18]。

        淋巴結(jié)的位置也是輔助鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的手段之一。PTC的頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移最多發(fā)生在頸中央?yún)^(qū)(Ⅵ區(qū))[3,19],但由于頸部中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)位置較深、體積較小以及受到氣管內(nèi)氣體干擾,超聲的診斷效能通常低于側(cè)頸區(qū)[15]。側(cè)頸區(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移多發(fā)生在Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū),Ⅱ區(qū)次之[19],但Ⅱ區(qū)淋巴結(jié)較易因口腔內(nèi)炎癥發(fā)生反應(yīng)性淋巴結(jié)腫大,需仔細(xì)進(jìn)行鑒別。Ⅴ區(qū)的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移較少發(fā)生,多發(fā)生在頸部有廣泛轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的情況下[19]。

        2 超聲彈性成像

        超聲彈性成像是一種對(duì)組織硬度檢測(cè)的成像技術(shù),根據(jù)組織軟硬度變化輔助鑒別病變組織與正常組織。超聲彈性成像主要可分為應(yīng)變力成像以及剪切波成像(shear wave imaging,SWI),前者又可分為應(yīng)變彈性成像和聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse,ARFI)成像[20]。近年來,有不少研究[21-26]利用不同彈性成像技術(shù)鑒別診斷PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

        2007年,有研究[21]通過計(jì)算淋巴結(jié)與淋巴結(jié)周圍肌肉組織的應(yīng)變力彈性比值診斷PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,該研究認(rèn)為比值大于1.5,則提示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。2008年,Alam等[22]運(yùn)用了實(shí)時(shí)組織彈性成像鑒別頸部淋巴結(jié)良惡性,研究顯示彈性成像靈敏度為83%,特異度為100%,準(zhǔn)確度為89%,曲線下面積(area under curve,AUC)為0.873,聯(lián)合B型超聲及彈性成像評(píng)估顯示靈敏度為92%,特異度為94%,準(zhǔn)確度為93%,AUC為0.970。此后,許多文獻(xiàn)[23-24]報(bào)道了ARFI成像在頸部淋巴結(jié)良惡性鑒別中的經(jīng)驗(yàn)。Meng等[23]提出,惡性淋巴結(jié)的聲觸診組織量化技術(shù)(virtual touch quantification,VTQ)高于良性淋巴結(jié),其截?cái)嘀禐?.595 m/s,此時(shí)靈敏度為82.9%,特異度為93.1%,AUC為0.906。Fujiwara等[24]則提出,剪切波速度(shear wave velocity,SWV)>1.9 m/s可提示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),具有95.0%的特異度,81.8%的靈敏度和88.0%的總體準(zhǔn)確度,AUC為0.923。

        Jung等[25]研究發(fā)現(xiàn),PTC頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的平均楊氏模量(Emean)、最小楊氏模量(Emin)、最大楊氏模量(Emax)和淋巴結(jié)與周圍肌肉組織的楊氏模量比值(Emean-m)均顯著高于良性淋巴結(jié),截?cái)嘀捣謩e為29 kPa、24 kPa、57 kPa和1.676,聯(lián)合利用Emean(AUC為0.811)或Emin(AUC為0.812)和二維超聲預(yù)測(cè)頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的效能,高于單獨(dú)運(yùn)用二維超聲(AUC為0.738),且轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)數(shù)量占切除淋巴結(jié)的比例及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的最大轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的大小與彈性指數(shù)顯著相關(guān)。Kim等[9]同樣在研究中得出了轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)具有更高的Emean、Emin、Emax,以及更低的楊氏模量標(biāo)準(zhǔn)差(ESD)。Chang等[26]在體外環(huán)境中對(duì)PTC患者頸中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)標(biāo)本進(jìn)行SWE評(píng)估,證實(shí)了轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的Emax更高,且ESD更低。

        各項(xiàng)研究[9,25-26]都證實(shí)了轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)表現(xiàn)出比良性淋巴結(jié)更高的硬度,且具有較好的診斷效能。但是,目前的研究[9,25-26]在評(píng)估淋巴結(jié)良惡性的截?cái)嘀瞪蠠o統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此在臨床操作中,彈性成像僅能結(jié)合醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn),作為輔助常規(guī)超聲進(jìn)行診斷的手段之一。

        3 超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)

        CEUS通過淋巴結(jié)血流灌注特征鑒別其良惡性。Slaisova等[27]提出CEUS對(duì)于頸部的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)、淋巴瘤等良惡性鑒別具有輔助作用。有文獻(xiàn)[28-31]指出,CEUS同樣具備診斷PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價(jià)值,且CEUS的診斷效能可優(yōu)于常規(guī)超聲檢查。研究[28-29]發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的CEUS特征包括不均勻灌注、灌注缺損、向心/混合性灌注、高增強(qiáng)及環(huán)形增強(qiáng)。Luo等[30]在定量CEUS的研究中提出轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的峰值減半時(shí)間(DT/2)更長(zhǎng),AUC更大。Jiang等[31]則發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的峰值強(qiáng)度(peak intensity,PI)更高,同時(shí),聯(lián)合彈性成像及CEUS可以使AUC提高至0.936,顯著高于單獨(dú)運(yùn)用CEUS。然而由于臨床需要進(jìn)行超聲評(píng)估的淋巴結(jié)通常體積較小,且難以鑒別淋巴結(jié)內(nèi)的小轉(zhuǎn)移灶,目前CEUS尚未成為甲狀腺癌術(shù)前淋巴結(jié)評(píng)估的常用手段。

        經(jīng)淋巴管CEUS(lymphatic CEUS,LCEUS)是淋巴管顯影、追蹤前哨淋巴結(jié)的CEUS技術(shù),多被用于乳腺癌前哨淋巴結(jié)的探測(cè)與鑒別研究[32-33]。最近,也有學(xué)者[10,34-35]通過LCEUS對(duì)PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷進(jìn)行了研究。在術(shù)前超聲檢查中,對(duì)腫瘤病灶周圍的甲狀腺實(shí)質(zhì)注射造影劑,觀察甲狀腺周圍淋巴管和淋巴結(jié)的顯影特征,從而輔助診斷淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移情況[10]。Wei等[10]研究發(fā)現(xiàn),由于轉(zhuǎn)移灶對(duì)于淋巴結(jié)內(nèi)正常結(jié)構(gòu)的破壞,LCEUS下轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)可表現(xiàn)為灌注缺損和“亮環(huán)征”(目標(biāo)橫切面中與淋巴結(jié)邊緣竇相匹配的囊下高灌注區(qū)域)的缺失,與常規(guī)經(jīng)靜脈CEUS(intravenous CEUS,IVCEUS)聯(lián)合具有更好的診斷效果(AUC=0.863)。張艷等[34]在研究中也證實(shí)了LCEUS可有效診斷甲狀腺癌頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),正常淋巴結(jié)表現(xiàn)為均勻高增強(qiáng),而轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)表現(xiàn)為不均勻增強(qiáng)及無增強(qiáng)。Liu等[35]建立了以常規(guī)超聲和LCEUS特征為基礎(chǔ)的評(píng)分系統(tǒng),AUC可達(dá)到0.98,頸部淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移程度也與評(píng)分呈正相關(guān)。但是目前關(guān)于LCEUS的研究十分有限,其效能仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。且由于超聲切面的局限性,難以全面、同步顯示頸部淋巴結(jié)的引流情況[34],對(duì)于淋巴結(jié)的準(zhǔn)確定位仍有待進(jìn)一步研究。

        4 影像組學(xué)和深度學(xué)習(xí)

        影像組學(xué)是指通過定量提取高通量特征,提取醫(yī)學(xué)影像中人眼無法識(shí)別的可挖掘信息,多被用于計(jì)算機(jī)體層成像(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)、正電子發(fā)射體層成像(positron emission tomography,PET)/CT等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中,主要運(yùn)用于疾病診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)[36]。有文獻(xiàn)[37]報(bào)道了基于紋理特征的影像組學(xué)在輔助診斷甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的作用。Abbasian Ardakani等[37]研究對(duì)170個(gè)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)和170個(gè)良性淋巴結(jié)進(jìn)行超聲成像,提取影像學(xué)特征和紋理特征,從而分析兩組間的差異。超聲影像學(xué)特征包括回聲、邊緣、形態(tài)和微鈣化。研究應(yīng)用了小波變換提取紋理特征,使用支持向量機(jī)(support vector machine,SVM)分類器對(duì)淋巴結(jié)進(jìn)行分類。在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集數(shù)據(jù)中,影像學(xué)特征和紋理特征的組合表現(xiàn)出了最佳性能。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展給影像組學(xué)的研究帶來了新的方向,利用這種技術(shù)自動(dòng)化提取醫(yī)學(xué)影像圖像中的特征,減少了人工在提取圖像特征中可能帶來的偏倚,使得結(jié)果更加準(zhǔn)確。Lee等[38]開發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的超聲診斷系統(tǒng),用于甲狀腺癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的定位和鑒別。研究共納入了804例患者共計(jì)812個(gè)淋巴結(jié),分為訓(xùn)練集(263個(gè)良性淋巴結(jié)和286個(gè)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié))、驗(yàn)證集(30個(gè)良性淋巴結(jié)和33個(gè)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié))和測(cè)試集(100個(gè)良性淋巴結(jié)和100個(gè)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié))。利用VGG模型,開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助診斷(computer-aided diagnosis,CAD)系統(tǒng)來定位和鑒別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),然后在測(cè)試集中評(píng)估該CAD系統(tǒng)的診斷性能,其準(zhǔn)確度、靈敏度和特異度分別為83.0%、89.0%和77.0%,表現(xiàn)出了較高的靈敏度和較低的特異度,提示該CAD系統(tǒng)更適合作為一種篩查工具,并且其結(jié)果需要臨床醫(yī)師的檢驗(yàn)。Liu等[39]及Li等[40]也證實(shí)了超聲影像組學(xué)特征在預(yù)測(cè)PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的價(jià)值。Jiang等[41]則運(yùn)用甲狀腺病灶的剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)和常規(guī)超聲的組學(xué)特征建立了Rad評(píng)分,并在此評(píng)分上加入臨床危險(xiǎn)因素,開發(fā)并證實(shí)了基于SWE組學(xué)特征的列線圖(nomogram)在術(shù)前預(yù)測(cè)PTC的頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的效能。Yu等[42]在多中心、多機(jī)器、多操作者場(chǎng)景下研究了超聲影像組學(xué)的診斷價(jià)值,基于甲狀腺病變的超聲圖像,建立并比較了臨床統(tǒng)計(jì)模型、傳統(tǒng)影像組學(xué)模型、非遷移學(xué)習(xí)模型和遷移學(xué)習(xí)組學(xué)(transfer learning radiomics,TLR)模型等4個(gè)模型,以預(yù)測(cè)PTC患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn),其中TLR模型在主要和外部隊(duì)列中表現(xiàn)出最高的靈敏度和特異度,這進(jìn)一步證實(shí)了超聲影像組學(xué)在PTC頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的預(yù)測(cè)價(jià)值。

        綜上所述,除了常規(guī)超聲檢查外,超聲彈性成像、CEUS、影像組學(xué)及深度學(xué)習(xí)等技術(shù)在診斷甲狀腺癌的頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的應(yīng)用中具有一定的作用,可以為甲狀腺癌患者的治療計(jì)劃提供更多信息。但是許多技術(shù)還未廣泛運(yùn)用到臨床實(shí)踐中,我們期待未來會(huì)有更多的研究,融合各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),為超聲診斷甲狀腺癌頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)帶來更大的臨床價(jià)值。

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