作者:刘艳,黄柯,梁思思,曾雨竹,右江民族医学院临床医学院;利青,右江民族医学院附属医院超声医学科
近年来,全球范围内的
超声检查是诊断PTC的首要手段,根据
随着人工智能技术的成熟,影像组学与深度学习在肿瘤的诊断及预后中开始逐渐起着重要作用,目前在PTC领域相关研究已有报道,研究多聚焦在常规超声、CT、MRI等技术方面,研究显示,基于超声造影特征的影像组学与深度学习等创新技术在PTC的早期识别及个体化诊疗管理领域呈现出重要的临床价值。本文就超声造影及相关新技术在PTC诊疗中的进展进行简要综述。
1. 甲状腺造影原理
CEUS的原理是基于超声造影剂对超声波的散射和反射特性,通过增强图像对比度,提高了超声诊断的敏感性和特异性。关于造影剂的注射部位,据报道,可有经皮下静脉、瘤内、瘤周等注射方法,临床上常用经肘静脉注射法观察甲状腺病变及颈部淋巴结情况,但近年研究发现经淋巴管造影观察可提高PTC转移性淋巴结的检出率。
目前常用的造影剂
2. CEUS在PTC诊断中的应用
2.1 CEUS对良性结节与PTC的鉴别
目前国内常规应用中国版甲状腺影像报告和数据系统(C-TIRADS)对甲状腺病变进行分类,将超声TIRADS中的4类以上结节归为可疑恶性结节,建议进行活检以明确诊断。然而TI-RADS 4类结节超声图像复杂,仅依靠常规超声征象难以准确评估,且恶性结节的准确识别与超声医师的主观判断和临床经验密切相关,为避免过度的穿刺活检,需结合其他无创评估方法进一步提高良恶性分辨力。
CEUS可以对病灶血流灌注及循环情况进行定性及定量评估,有效提高PTC诊断的准确性。研究表明,良性结节的CEUS常表现为均匀高增强和“快进慢出”,与之相反的是PTC的CEUS多呈现各种不同增强模式,有学者对290例PTC患者进行回顾性分析发现,PTC结节在CEUS 下的主要特征为增强缓慢、向心性不均匀低增强和包膜侵犯,分析原因可能是因为甲状腺癌细胞分泌细胞因子刺激血管生成,从而增加血管形成并导致血管分布扭曲而造成。
CEUS与常规超声联合应用可优化C-TIRADS分类,提高诊断效率。有研究对C-TIRADS 4 类结节均按CEUS 计划重新分级,并获得CEUS-TIRADS 类别,结果显示,CEUS-TIRADS 的敏感度、特异
研究发现PTC峰值强度、曲线下面积均低于良性结节组,可能是PTC中扭曲、不规则的血管导致血液流动受限所致。对于炎性甲状腺结节,也会形成不规则的新血管,表现为不均匀低增强CEUS模式,与PTC的造影特征较为相似难以区分,利用时间-强度曲线对炎性结节与PTC结节进行对比研究,显示炎症性结节具有较低的峰值强度与上升曲线最大斜率,能更好鉴别炎性结节与PTC结节。但由于CEUS的定量分析需要手动勾画感兴趣区域,也易受到造影剂注射情况、病灶深度、超声设备和医师检查技术等影响,暂未形成统一的定量诊断标准,有待进一步大量研究确定。
2.2 CEUS对PTC淋巴结转移的诊断
PTC多数长期预后较好,但易通过周围淋巴管转移至颈淋巴结,淋巴结转移与增加复发率和降低总生存率密切相关,对临床诊疗决策有重要作用。淋巴结内血供易受到肿瘤侵袭性的影响,而CEUS能实时动态显示微血管,连续观察器官及肿瘤微循环灌注过程,可以清晰地反映淋巴结内部微血管情况。有研究用CEUS对PTC患者观察其颈部淋巴结,结果发现转移组淋巴结多表现为向心型增强、非均匀性增强、灌注缺损,可能是因为淋巴结转移需要依赖于丰富的血供,在CEUS上多出现不均质的增强征象。
另有研究通过回顾性分析例PTC患者中的134 例颈部淋巴结的CEUS超声定量特征,发现峰值减半时间更长,AUC更大发生淋巴转移的风险越高,表明定量CEUS的敏感度和准确性高于定性CEUS。但临床上需要进行超声评估的淋巴结往往体积较小,且易受颈部气管等组织阻挡,会降低CEUS对PTC颈部转移淋巴结的检出率。近年来,部分研究发现除了直接鉴别淋巴结的良恶性,还可以通过PTC病灶的CEUS增强特征来预测颈部淋巴结转移情况。
一项研究回顾性分析甲状腺结节的常规超声及超声造影特征,发现微钙化、造影剂分布不均匀、造影后包膜侵犯及峰值强度是预测颈部淋巴结转移的独立影响因素,PTC与包膜接触表明结节侵袭性强,峰值强度越高说明血供丰富,可能是其更易出现淋巴结转移的原因。上述研究表明CEUS对于预测PTC颈部淋巴结转移起着重要作用,但目前对于CEUS的PTC病灶特征预测颈部淋巴结转移还未有明确的诊断标准,是未来研究的热点之一。
3. CEUS在PTC诊疗效果评估中的应用
3.1 CEUS联合细针穿刺检查
虽然目前TI-RADS分类结合CEUS可以提高PTC的诊出率,但病理学诊断才是金标准,影像学指标并不能对甲状腺结节进行准确性的诊断。细针穿刺细胞学检查(FNA)是术前诊断甲状腺结节良恶性的金标准,但临床实践中发现约21%的患者因标本不满意而无法诊断,为了提高FNA 采样的准确性,临床上建议使用CEUS来指导FNA期间的采样。
研究表明CEUS可以通过避免非增强结节的不必要FNA,以及实时准确定位活组织和精确引导,提高高危甲状腺结节中FNA的标本充分性,提高PTC的诊断率。与传统的计算机断层扫描引导技术相比,CEUS引导可以实时可视化穿刺针的位置和方向,使医生更容易及时调整穿刺针的位置和方向,有助于确保穿刺针准确到达病灶的位置,避免因穿刺针偏曲而造成血管损伤,并保证后续病理诊断的可靠性。
对于PTC患者,针对可疑的淋巴结,可通过FNA提高诊断准确性,但是颈部淋巴结的FNA易出现假阴性或假阳性,根据专家共识,对于穿刺不满意及病理特征不明显导致的诊断困难,细针穿刺洗脱液中
3.2 CEUS在PTC消融治疗中的应用
长期以来,临床上治疗PTC以手术切除为主,考虑到手术可能会导致气管或者神经损伤等并发症的发生,以及术后甲状腺功能减低及终生激素替代治疗,近年来PTC热消融治疗在临床逐渐应用。根据专家共识,PTC消融术推荐应用超声造影技术,它能够发现常规超声无法观测到的微循环血流灌注细节,其在消融治疗前、治疗过程中以及治疗后均扮演着关键角色。
术前应用CEUS可以确定PTC消融范围。CEUS能够清晰界定甲状腺结节的边缘,为术前确定消融区域提供了关键信息,确保了消融治疗的整体性和彻底性。消融术后即刻使用CEUS能评估消融范围是否充分,有助于提高完全消融率,一项随访研究表明在超声造影引导下消融,选择了扩大消融术的PTC患者,术后淋巴结转移率为0.6%,新发肿瘤发生率为1.2%。PTC患者在消融治疗后建议应接受定期随访检查,研究发现CEUS能较精准测量病灶体积,更精确地评估PTC消融治疗的效果。
综上,在超声造影引导下PTC热消融是一种可行、有效且安全的治疗选择,为PTC患者提供一种新的治疗选择。
4. CEUS与新技术
4.1 CEUS与影像组学
2012 年,影像组学的概念在医学影像分析领域被首次提出。影像组学的主要目的是从医学影像中高通量地提取大量的定量特征来建立预测模型,用于疾病的诊断、治疗反应评估、预后预测等。目前对于基于常规超声图像及剪切波弹性成像图像的影像组学已显示出准确诊断PTC的能力,但基于超声造影的影像组学模鉴别诊断PTC的研究还比较少。有学者回顾性研究313个病理诊断的甲状腺结节,选择了2个2D-US图像和5个CEUS关键帧,结果显2D-US联合CEUS关键帧的RF模型对C-TIRADS 4类甲状腺结节具有良好的诊断效能。
另有研究构建基于超声造影的影像组学列线图模型,在训练集(AUC=0.820)和验证集(AUC=0.814)中均表现良好,证实基于CEUS构建的临床影像组学列线图可作为个体化预测PTC颈部淋巴结的有效工具。上述研究大都以提取病灶的的瘤内特征来预测PTC以及颈部淋巴结转移,但近年来,研究发现肿瘤瘤周区域对肿瘤的生长发育有重要作用,影像组学研究逐渐将瘤周区域影像组学特征纳入研究,在颅脑肿瘤、
在关于PTC诊断研究中,有研究利用瘤内联合瘤周超声影像组学模型提高了PTC颈部淋巴结转移的诊断效能,为临床诊疗提供参考,但该研究是基于常规超声与弹性成像的瘤周模型研究,目前基于超声造影的瘤周模型在乳腺癌研究中应用较多,在PTC的诊断研究中鲜有报道,对于超声造影的瘤周特征是否有助于PTC的临床诊疗工作还未可知,还需补充大量研究证实,这也是未来研究的方向之一。
4.2 CEUS与深度学习
影像组学需要人工勾画感兴趣区,往往存在人为主观性带来的不稳定性和不准确性。随者人工智能的发展,深度学习开始展现出它的优势,能够自动学习数据的特征,而不需要人工进行特征提取,减少人工工作量并提高诊断效能。卷积神经网络是最常用的一种深度学习模型,主要被用于图像的识别与处理任务。它受到人类视觉系统的启发,特别适合于处理具有网格结构的数据,如图像和视频。
鉴于CEUS视频中的动态增强模式,时间建模是基于深度学习的方法的核心部分。有研究提出了一种使用动态CEUS成像进行甲状腺结节诊断的新型分层时间注意力网络,设计了一个局部到全局的时间聚合算子,沿着分层预测路径进行全面的时间融合,取得了更好的识别性能。另有研究提出了一种新型的双分支网络,具有跨模态注意力机制,通过整合两种相关模态的信息即CEUS视频和超声图像进行甲状腺结节诊断,达到了86.92%的分类准确率。
根据CEUS对微血管分布的敏感性,有学者利用结节周围微血管的特征构建一个深度学习模型,在动态CEUS的时间维度上实施时间投射注意力以表示微血管灌注,采用一组具有灵活Sigmoid Alpha函数的置信度图来了解和描述浸润扩张过程,结果表明动态微血管灌注和浸润扩张有利于基于CEUS的甲状腺结节诊断。深度学习是目前人工智能发展的趋势,但对于人工智能在临床实践中应用是否能够得到批准和认证等问题仍有待解决,未来研究若能解决深度学习易出现数据依赖性强、计算资源需求高、模型解释性差、过拟合风险等问题,将提升临床诊疗工作效率,为患者带来更好的收益。
来源:刘艳,利青,黄柯,等.超声造影及相关新技术在甲状腺乳头状癌诊疗中的研究进展[J].分子影像学杂志,2025,48(07):917-921.