超分辨率超声 radiomics 分类图在乳头状甲状腺癌术前预测侧淋巴结转移中的应用：一项开发与验证研究

《Ultrasound in Medicine & Biology》：Super-Resolution Ultrasound Radiomics Nomogram for Preoperative Prediction of Lateral Lymph Node Metastasis in Papillary Thyroid Carcinoma: A Development and Validation Study

　　

乐乐·宋|雯雯·范|瑞宁·王|倩·张|玉芳·赵|彦静·张|云·刘|国琳·尹|晓辉·闫|嘉奕·金|平·梁|丽萍·刘

中国山西省太原市山西医科大学第一医院介入超声科

摘要

目的

超分辨率超声（SRUS）能够实现结节微血管的可视化与量化；然而，现有的定量参数相对较为简单。本研究旨在评估基于SRUS的超声组学方法在诊断乳头状甲状腺癌（PTC）患者转移性侧颈部淋巴结（LNs）中的应用效果。

方法

本研究回顾性纳入了148名PTC患者的171个可疑侧颈部淋巴结样本。所有淋巴结均接受了B模式超声、对比增强超声（CEUS）和SRUS检查。以手术病理结果为金标准，通过从SRUS图像中提取高通量特征构建了三个放射组学模型：B模式+CEUS、B模式+SRUS以及B模式+CEUS+SRUS模型。将训练集中的最佳放射组学模型与临床风险因素结合，构建了一个判别图表。使用接收者操作特征曲线下面积（AUC）评估该判别图表的判别能力，并通过校准曲线和决策曲线分析（DCA）评估其临床实用性。最后，将判别图表的诊断性能与细针穿刺细胞学（FNAC）和甲状腺球蛋白（FNA-Tg）检测结果进行了比较。

结果

在171个淋巴结中，104个为恶性，67个为良性。B模式+CEUS+SRUS模型的表现最佳（验证集AUC = 0.892）。该判别图表的诊断性能进一步提高（验证集AUC = 0.960），其准确性显著优于FNAC（p = 0.027），且AUC与FNA-Tg相当（p = 0.754）。校准曲线和DCA分析表明该判别图表具有良好的校准性和临床价值。

结论

基于SRUS的放射组学判别图表能够无创、准确地预测PTC患者的侧颈部淋巴结转移情况，有望减少不必要的活检，并具有显著的临床价值。

引言

全球甲状腺癌的发病率逐年上升[1]。乳头状甲状腺癌（PTC）占甲状腺癌病例的85%以上，30–60%的患者会出现侧颈部淋巴结（LN）转移[2]。这直接影响局部复发风险、临床管理策略的制定以及患者预后的评估[3,4]。现行临床指南一般不推荐预防性侧颈部淋巴结清扫术，仅建议对病理学检查确认为转移性的淋巴结进行清扫[5,6]。因此，术前准确识别侧颈部淋巴结的转移状态对于制定手术计划和改善治疗效果至关重要。

超声（US）是首选的影像学检查方法；然而，其诊断转移性侧颈部淋巴结的准确率仅为60%–70%[7,8]。研究表明，异常的肿瘤细胞增殖会改变淋巴结的血管密度、迂曲度和流速[9]。对比增强超声（CEUS）可以实时评估淋巴结的灌注情况，常用于浅表淋巴结的成像[10,11]。但由于物理衍射限制，CEUS无法清晰显示细微的微血管结构。

最近，超声定位显微镜（ULM）技术克服了传统血流成像的分辨率限制。通过定位、追踪和重建对比剂微气泡的路径，超分辨率超声（SRUS）能够生成分辨率达到数十微米的微血管图像，从而能够在衍射极限之外观察到微血管网络[12]。初步临床研究表明，该方法在浅表淋巴结检测中具有良好的前景。例如，朱等人利用SRUS量化了转移性和反应性淋巴结的微血管密度、分形维数、平均流速和局部流速不规则性（LFDI）等参数，并发现LFDI是一个有前景的鉴别指标[13]。然而，现有的参数仍然相对简单，可能无法完全反映微血管结构的复杂性和异质性。中国甲状腺与乳腺超声人工智能联盟提出了“超声微血管组学”概念，该思想源于放射组学和超声组学。这种方法旨在通过高通量提取和分析基于SRUS的微血管特征来实现更准确的个性化微血管评估，但其临床价值需要进一步验证[14]。

因此，在本研究中，我们利用基于SRUS的超声组学方法构建了机器学习模型，以深入评估可疑侧颈部淋巴结的微流动特征。通过将其诊断性能与细针穿刺细胞学（FNAC）和甲状腺球蛋白（FNA-Tg）检测结果进行比较，我们全面评估了该模型的临床应用价值，有望减少不必要的侵入性操作。

章节摘录

患者

本研究纳入了接受B模式超声、CEUS和SRUS检查的疑似淋巴结患者。纳入标准包括：(i) 年龄≥18岁；(ii) 诊断为PTC；(iii) 术前超声检查发现侧颈部淋巴结可疑，表现为以下一种或多种特征：圆形（横截面）、无高回声节帽、微钙化、囊性改变、局灶性高回声或血管增稠[15,16]。

临床和病灶特征

在171个可疑淋巴结中，根据手术病理结果，104个为恶性，67个为良性。这些淋巴结被分为训练集（n = 120）和验证集（n = 51）。两组患者的临床特征（年龄和性别）、淋巴结超声特征（例如，无高回声节帽、局灶性高回声和微钙化）以及FNA（FNAC和FNA-Tg）检测结果相似（所有p > 0.05）（表1）。

放射组学模型的诊断性能

三种放射组学模型均采用了均值归一化和特征提取方法。

讨论

本研究开发并验证了三个基于SRUS的放射组学模型，并将其与临床因素结合，构建了一个综合判别图表。结果显示，多模态放射组学模型，特别是B模式+CEUS+SRUS模型和综合判别图表，在验证集中的诊断性能优异（AUC > 0.890）。更重要的是，该判别图表的判别能力在统计学上不逊于FNA-Tg（p = 0.754）。

结论

总之，基于SRUS的放射组学判别图表结合临床和超声特征，在PTC患者中能够准确地进行侧颈部淋巴结的术前无创诊断，有望避免不必要的活检，具有显著临床价值。未来需要进行多中心研究以外部验证该放射组学模型和判别图表，以促进其在临床中的应用。

知情同意声明

本研究已获得所有受试者（患者）的书面知情同意。

伦理批准

本研究涉及的人类实验已经获得了山西医科大学第一医院伦理委员会的批准（批准编号：KYLL-2025-268）。

利益冲突

本文作者声明与任何可能涉及文章主题的公司或服务没有关联。

致谢

我们要感谢科研团队所有成员对本文研究的宝贵贡献。

数据可用性声明

如有必要，可向通讯作者索取本研究的数据。