楊波，李照喜*，周璐，李文

1.華東療養(yǎng)院物理診斷科，江蘇 無錫 214065；2.華東療養(yǎng)院外科，江蘇 無錫 214065；*通信作者 李照喜doctor_lzx@163.com

甲狀腺影像數(shù)據(jù)和報(bào)告系統(tǒng)（thyroid imaging reporting and data system，TI-RADS）可以統(tǒng)一甲狀腺報(bào)告格式、便于醫(yī)師交流并規(guī)范后續(xù)處理。多個(gè)國家先后發(fā)布了多個(gè)版本的TI-RADS指南[1-4]，但各指南皆立足于本國情況，而目前我國超聲檢查中存在多種TI-RADS指南混用的問題，與我國醫(yī)療實(shí)際情況存在不匹配之處，也給臨床解讀甲狀腺超聲報(bào)告造成諸多困擾。2020年我國發(fā)布了甲狀腺結(jié)節(jié)超聲惡性危險(xiǎn)分層中國指南[5]，制訂了中國甲狀腺超聲報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（C-TIRADS），其分類基于超聲圖像特征的計(jì)數(shù)法，方便易行，符合我國臨床實(shí)際；但C-TIRADS對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)的診斷效能尚未完全明確，并且診斷惡性截?cái)嘀荡嬖跔幾h。人工智能（artificial intelligence，AI）輔助診斷系統(tǒng)客觀、可重復(fù)性強(qiáng)，已逐步應(yīng)用于臨床研究中。目前，基于C-TIRADS的AI輔助診斷系統(tǒng)相關(guān)研究較少。本研究通過使用基于C-TIRADS的AI輔助診斷系統(tǒng)，比較其與不同年資超聲醫(yī)師對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)的診斷效能，評(píng)估基于C-TIRADS的AI輔助診斷系統(tǒng)在甲狀腺可疑結(jié)節(jié)良惡性診斷中的應(yīng)用價(jià)值及最佳診斷惡性截?cái)嘀怠?/p>

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性選取2018年1月—2021年12月華東療養(yǎng)院甲狀腺可疑結(jié)節(jié)患者441例（445個(gè)結(jié)節(jié)），男190例（191個(gè)結(jié)節(jié)），女251例（254個(gè)結(jié)節(jié)）；年齡21～70歲，平均（45.3±9.2）歲。結(jié)節(jié)最大徑0.6～3.8 cm。納入標(biāo)準(zhǔn)：①有明確手術(shù)或細(xì)針穿刺活檢病理結(jié)果；②存在可疑結(jié)節(jié)，即存在至少1項(xiàng)符合C-TIRADS指南的超聲惡性聲像圖特征。排除標(biāo)準(zhǔn)：①細(xì)針穿刺活檢細(xì)胞學(xué)病理Bethesda為I、Ⅲ、Ⅳ或V類且無手術(shù)組織學(xué)病理結(jié)果；②超聲檢查前進(jìn)行甲狀腺有創(chuàng)檢查或治療；③超聲影像資料不全或質(zhì)量不佳。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2022倫理批會(huì)第3號(hào)）。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 使用Siemens Sequoia、Esaote MyLab90、Philips iu22、Canon Aplio i900超聲診斷儀，線陣探頭，頻率3～12 MHz。

1.2.2 圖像分析 由2名從事淺表器官檢查工作15年以上的超聲科副主任醫(yī)師組成高年資組，2名工作5年以內(nèi)的超聲科住院醫(yī)師組成低年資組。各醫(yī)師均對(duì)患者檢查結(jié)果未知并獨(dú)立進(jìn)行分析，根據(jù)C-TIRADS指南進(jìn)行超聲特征計(jì)算并分類。結(jié)果不一致時(shí)由組內(nèi)2名醫(yī)師協(xié)商達(dá)成一致。

將能清晰顯示甲狀腺結(jié)節(jié)聲像圖特征的所有圖像導(dǎo)入超聲影像輔助診斷系統(tǒng)（Ten-D ACD System，SW-TH01/II，什維創(chuàng)新），手動(dòng)圈定感興趣區(qū)（ROI），包括結(jié)節(jié)上下界及左右界，軟件自動(dòng)分析結(jié)節(jié)超聲特征：結(jié)構(gòu)、回聲、縱橫比、邊緣、局灶性強(qiáng)回聲，計(jì)數(shù)超聲良惡性特征并進(jìn)行C-TIRADS分類（圖1），分類結(jié)果不一致時(shí)取分類最高者。

分別由低、高年資醫(yī)師組結(jié)合AI輔助診斷系統(tǒng)分析結(jié)果，逐一對(duì)照并對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行再次分類，記為低年資+AI組和高年資+AI組，比較各組分類結(jié)果。

1.2.3 C-TIRADS分類方法[5]以計(jì)數(shù)法對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行分類，實(shí)性、極低回聲、垂直位（縱橫比＞1）、微鈣化及邊緣模糊/不規(guī)則或甲狀腺外侵犯為可疑惡性特征，計(jì)1分；彗星尾征偽像為良性超聲特征，計(jì)-1分。將得分相加進(jìn)行分類，見表1。

表1 基于計(jì)數(shù)法的C-TIRADS分類

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 22.0、Med Calc 18.9.1軟件。計(jì)量資料采用±s表示，計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)或百分比表示。以病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，繪制受試者工作特征（ROC）曲線，采用Z檢驗(yàn)比較各組曲線下面積（AUC）。根據(jù)不同診斷惡性截?cái)嘀?，?jì)算各組的診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及約登指數(shù)，并采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 甲狀腺結(jié)節(jié)病理結(jié)果 445個(gè)結(jié)節(jié)經(jīng)病理證實(shí)惡性結(jié)節(jié)277個(gè)，良性結(jié)節(jié)168個(gè)。所有惡性結(jié)節(jié)均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)，其中乳頭狀癌275個(gè)，髓樣癌2個(gè)。良性結(jié)節(jié)中，36個(gè)經(jīng)手術(shù)組織學(xué)病理明確，其中結(jié)節(jié)性甲狀腺腫25個(gè)，濾泡性腺瘤6個(gè)，慢性淋巴細(xì)胞性甲狀腺炎5個(gè)；132個(gè)經(jīng)過細(xì)針穿刺活檢細(xì)胞學(xué)病理明確，均為Bethesda Ⅱ類。

2.2 低、高年資組及AI組根據(jù)C-TIRADS分類的診斷結(jié)果 低、高年資組及AI組根據(jù)C-TIRADS各分類的良、惡性結(jié)節(jié)數(shù)量，惡性結(jié)節(jié)占比及AUC見表2。高年資組及AI組AUC均顯著大于低年資組（Z=7.977、7.763，P均＜0.001），高年資組與AI組AUC相仿（Z=1.683，P＞0.05）。

表2 低、高年資組及AI組根據(jù)C-TIRADS分類的良、惡性結(jié)節(jié)診斷結(jié)果

2.3 不同年資醫(yī)師聯(lián)合AI輔助診斷系統(tǒng)的診斷結(jié)果不同年資醫(yī)師聯(lián)合AI輔助診斷系統(tǒng)對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)的C-TIRADS分類結(jié)果見表3。高年資+AI組診斷的AUC高于低年資+AI組（0.864比0.830），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=4.595，P＜0.001），但差距較前縮小。低年資+AI組對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)診斷的AUC較未聯(lián)合使用時(shí)明顯提高（0.830比0.760；Z=6.724，P＜0.001），高年資+AI組對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)診斷的AUC較前略有提高（0.864比0.858；Z=2.256，P=0.02），低年資+AI組診斷的AUC提高更明顯。

表3 不同年資醫(yī)師聯(lián)合AI輔助診斷系統(tǒng)對(duì)甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)C-TIRADS分類結(jié)果

2.4 不同診斷惡性截?cái)嘀翟\斷效能比較 不同診斷惡性截?cái)嘀当容^，以TR4B為截?cái)嘀禃r(shí)各組對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷敏感度和陰性預(yù)測值最大；以TR4C為截?cái)嘀禃r(shí)各組的診斷準(zhǔn)確度、約登指數(shù)及AUC最大；以TR5為截?cái)嘀禃r(shí)各組的診斷特異度和陽性預(yù)測值最大。以AUC最大為選取最佳截?cái)嘀档臉?biāo)準(zhǔn)，診斷惡性最佳截?cái)嘀禐門R4C時(shí)，各組AUC均明顯大于TR4B和TR5（均P＜0.001），見表4。

表4 低、高年資組及AI組不同診斷惡性截?cái)嘀翟\斷效能比較

3 討論

目前普通人群甲狀腺結(jié)節(jié)超聲檢出率可達(dá)19%～68%[1,6]，呈增高趨勢(shì)，為甲狀腺結(jié)節(jié)特別是甲狀腺可疑結(jié)節(jié)患者提供更好的臨床決策和后續(xù)健康管理至關(guān)重要。2020年中華醫(yī)學(xué)會(huì)超聲醫(yī)學(xué)分會(huì)發(fā)布的C-TIRADS將實(shí)性、極低回聲、垂直位、微鈣化以及邊緣模糊/不規(guī)則或甲狀腺外侵犯作為甲狀腺結(jié)節(jié)超聲惡性特征，彗星尾偽像作為良性特征，并通過計(jì)數(shù)法進(jìn)行分類，便于操作，易于推廣，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

然而，對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)超聲特征的認(rèn)識(shí)和判斷較為主觀，受到醫(yī)師工作經(jīng)驗(yàn)的影響，并且與當(dāng)時(shí)客觀環(huán)境、醫(yī)師主觀狀態(tài)等有關(guān)，存在不同醫(yī)師間和相同醫(yī)師不同時(shí)間的差異[7-9]。基于深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新一代AI輔助診斷系統(tǒng)可以客觀、準(zhǔn)確地識(shí)別甲狀腺結(jié)節(jié)超聲特征，可重復(fù)性高，已得到臨床研究證實(shí)[10-13]。本研究顯示，AI輔助診斷系統(tǒng)對(duì)于甲狀腺可疑結(jié)節(jié)C-TIRADS 4B、4C及5類的惡性率分別為40.5%、84.7%、100%，均在指南參考范圍內(nèi)，C-TIRADS 4A類的惡性率為11%，較低年資組更接近指南參考范圍；AI輔助診斷系統(tǒng)對(duì)于甲狀腺可疑結(jié)節(jié)的診斷AUC（0.849）與高年資組（0.858）相仿，顯著高于低年資組（0.760），與李婷婷等[14]的研究相似，可能與低年資醫(yī)師工作時(shí)間短、經(jīng)驗(yàn)匱乏有關(guān)。

不同年資醫(yī)師聯(lián)合AI輔助診斷系統(tǒng)后，對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)診斷的AUC均不同程度增大，低年資醫(yī)師從0.760升至0.830，高年資醫(yī)師從0.858升至0.864，低年資醫(yī)師聯(lián)合AI輔助診斷系統(tǒng)后增加幅度較大、受益明顯。

目前，C-TIRADS對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷的截?cái)嘀荡嬖谳^大分歧。毛森等[15]、李潛等[16]認(rèn)為使用TR4A作為截?cái)嘀递^為合適，而丁思悅等[17]、李健等[18]則認(rèn)為TR4B更好，喬敏等[19]、陳慶芳等[20]通過比較認(rèn)為TR4C作為截?cái)嘀禃r(shí)診斷效能更高。以上差異可能與研究對(duì)象、方法及對(duì)C-TIRADS的認(rèn)識(shí)和理解不同有關(guān)。本研究選擇對(duì)象為甲狀腺可疑結(jié)節(jié)（最低分類C-TIRADS 4A），符合臨床工作實(shí)際需要，分別比較TR4B、TR4C和TR5作為診斷惡性截?cái)嘀禃r(shí)的診斷效能發(fā)現(xiàn)：以TR4B為診斷惡性截?cái)嘀?，敏感度高而特異度低，將不可避免地?dǎo)致過度穿刺和手術(shù)；以TR5為診斷惡性截?cái)嘀?，特異度高而敏感度低，將?huì)出現(xiàn)漏診較多的現(xiàn)象；而以TR4C為診斷惡性截?cái)嘀?，敏感度和特異度既保持在較高的水平，又達(dá)到了兼顧的效果，很好地平衡了漏診和過度治療的問題，此時(shí)無論AI輔助診斷系統(tǒng)還是不同年資的醫(yī)師，診斷準(zhǔn)確度、約登指數(shù)及AUC均最高。因此，本研究使用TR4C作為C-TIRADS對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)的診斷惡性最佳截?cái)嘀担湓\斷效能最佳。

本研究尚存在一些不足：①為單中心回顧性研究，后期仍需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行多中心研究；②目前AI輔助診斷系統(tǒng)僅支持分析二維靜態(tài)圖像，無法將超聲造影、彈性成像等信息加入其中，仍需進(jìn)一步提高。

總之，基于C-TIRADS的AI輔助診斷系統(tǒng)在甲狀腺可疑結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中具有較高價(jià)值，聯(lián)合使用可提高不同年資醫(yī)師的診斷效能，尤其是低年資醫(yī)師；不同年資醫(yī)師及聯(lián)合使用AI輔助診斷系統(tǒng)后對(duì)甲狀腺可疑結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷的最佳截?cái)嘀稻鶠門R4C。