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  南方医科大学学报  2019, Vol. 39Issue (3): 373-376  DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2019.03.18.
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汪红娟, 陈飞, 张永泉, 黎志超, 王映, 李强. 颈部CT三维重建与超声评估残留甲状腺体积的准确性比较[J]. 南方医科大学学报, 2019, 39(3): 373-376. DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2019.03.18.
WANG Hongjuan, CHEN Fei, ZHANG Yongquan, LI Zhichao, WANG Ying, LI Qiang. Three-dimensional reconstruction of cervical CT vs ultrasound for estimating residual thyroid volume[J]. Journal of Southern Medical University, 2019, 39(3): 373-376. DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2019.03.18.

基金项目

广东省医学科学技术研究基金(A2016439)

作者简介

汪红娟,在读硕士研究生,E-mail: 2249770428@qq.com

通信作者

通信作者:
李强,博士,主任医师,硕士导师,E-mail: 1647182267@qq.com

文章历史

收稿日期:2018-09-09
颈部CT三维重建与超声评估残留甲状腺体积的准确性比较
汪红娟 , 陈飞 , 张永泉 , 黎志超 , 王映 , 李强     
南方医科大学珠江医院普通外科,广东 广州 510282
摘要: 目的 对比研究颈部CT三维重建与超声在评估残留甲状腺体积中的准确性。方法 回顾性分析17例(共21个残留甲状腺腺叶)2017年2月~2018年3月于我院普通外科行残留甲状腺腺叶切除术患者的临床资料,分别对比患者术前超声残留甲状腺体积与术中残留甲状腺实体标本所测体积、术前三维CT重建下所测甲状腺体积与术中残留甲状腺实体标本所测体积。结果 与术中实体标本所测残留甲状腺体积数据对比,术前超声所测残留甲状腺体积在最大上下径、最大前后径上的差异有统计学意义(P < 0.05),在最大左右径上的差异无统计学意义(P>0.05),颈部CT三维重建下所测的残留甲状腺体积在最大上下径、最大左右径、最大前后径上的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 超声在对残留甲状腺体积的评估上存在一定的误差,而颈部CT三维重建技术在评估残留甲状腺体积中更加准确,可为临床计算甲状腺癌术后I131治疗剂量提供更可靠的理论依据。
关键词: 三维重建    残留甲状腺体积    I131治疗    
Three-dimensional reconstruction of cervical CT vs ultrasound for estimating residual thyroid volume
WANG Hongjuan , CHEN Fei , ZHANG Yongquan , LI Zhichao , WANG Ying , LI Qiang     
Department of General Surgery, Zhujiang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510282, China
Abstract: Objective To compare the accuracy of three-dimensional reconstruction of cervical CT and ultrasound for estimating residual thyroid volume. Methods We performed a retrospective analysis of 17 patients with 21 residual thyroid glands undergoing thyroidectomy surgery between February, 2017 and March, 2018 in our department. We compared the residual thyroid volume in preoperative ultrasound with the intraoperative measurement and the volume measured using threedimensional CT reconstruction before surgery. Results The maximum vertical and anterioposterior diameters of the residual thyroid measured by preoperative ultrasound differed significantly from the volume data measured intraoperatively (P < 0.05), but the difference in the maximum left-right diameters was not statistically significant (P>0.05). The maximum vertical, leftright, and anteroposterior diameters estimated by three-dimensional reconstruction of cervical CT was all similar with those measured intraoperatively (P>0.05). Conclusion Compared with ultrasound examination, three-dimensional reconstruction of neck CT is more accurate for estimating the residual thyroid volume and provides more reliable evidence for clinical calculation of postoperative I131 dose for thyroid cancer.
Keywords: three-dimensional reconstruction    residual thyroid volume    I131 therapy    

医学影像三维重建系统是基于计算机图形学,以三维模型为基础,利用计算机可视化技术将医学影像的二维图像转变成三维模型,应用三维重建技术进行工作的影像检查系统[1],颈部CT三维重建是将特定的颈部区域由二维平面图像转变成三维空间模型,提供更直观的颈部影像学信息。目前颈部CT三维重建已在临床中得以应用,如在甲状腺相关性眼病中眼球数据测量[2]、颈部活动度的测量[3]中均提供了准确的测量数据,且亦有研究证实,相较于二维超声,颈部三维CT重建在完整甲状腺体积测量中可以提供更可靠的甲状腺体积数据[4],同时颈部CT三维重建还可为临床提供大量影像图片,实现甲状腺体积的多次测量,在手工追踪测量甲状腺体积方面具有更强的优越性[5]

超声作为甲状腺疾病术前诊断的首选影像学检查方法,其在评估甲状腺结节大小上的有效性已得到公认[6],同时也为临床提供诸多术前诊断依据[7],且随着超声诊断技术的不断改进,三维超声已应用临床,在对甲状腺结节的诊断中比二维超声更有价值[8],同时,三维超声辅以体积自动测量系统可以精确测量完整甲状腺体积[9],与低剂量普通平扫CT对比,也具有同样的准确性[10]

然而,目前甲状腺癌的发病率[11]及术后复发率[12]均较高,其中,以分化型最为常见,针对分化型甲状腺癌的治疗,目前公认是在彻底手术切除甲状腺组织的基础上予以术后辅助I131治疗,放射性I131已成为分化型甲状腺癌全甲状腺切除术后清除残留甲状腺组织的标准方法[13],其疗效已经得到临床验证[14];临床上I131的给药活性(“剂量”)通常是根据残余甲状腺的体积及医生的临床经验来确定[15],现阶段,临床上残留甲状腺的体积多由颈部甲状腺超声获得。针对残留甲状腺,颈部CT三维重建是否也能提供准确的体积数据目前尚未有相关研究。本实验即初步探索颈部CT三维重建与超声在残余甲状腺体积测量中的准确性,为指导临床计算放射性I131治疗剂量提供可靠的定量理论依据,进一步拓展颈部CT三维重建技术在临床中的应用范围。所有甲状腺手术均由同一位术者完成,所有数据测量均由固定人员、固定测量工具获得。

1 资料和方法 1.1 一般资料

回顾分析于2017年2月~2018年3月在南方医科大学珠江医院普通外科甲状腺专科组17例(共21个残留甲状腺腺叶)行二次甲状腺手术患者的资料,平均年龄41.53岁,最大年龄65岁,最小年龄24岁,距离第1次手术时间最长15年,最短3月。术前均常规行甲状腺超声及颈部薄层增强CT扫描(层厚0.6 mm)。病例纳入标准:(1)患者既往曾行甲状腺腺叶次全/部分切除;(2)再次手术时需行残留甲状腺全切术;(3)影像学检查可测量残留甲状腺体积;(4)术中可肉眼辨别残留甲状腺腺叶并可完整切除残留甲状腺。入选病例需同时满足上述4项标准。

1.2 排除标准

(1)影像学检查未能探及残留甲状腺;(2)术中无法清晰辨别残留甲状腺组织;(3)患者无法耐受残留甲状腺腺叶全切术;(4)患者颈部严重粘连等原因造成无法完整切除残留甲状腺者。

1.3 数据获取方法

所有入组患者术前均行甲状腺超声检查,采用美国PHILIPS公司生产的彩色多普勒超声仪,探头频率7.5 MHz,患者取仰卧位,垫高颈肩部,充分暴露颈部,用二维超声对甲状腺组织进行多方位扫查,测量残留甲状腺腺叶最大上下径、最大左右径、最大前后径,并做好相关记录;入组患者术前采用美国PHILIPS公司生产的128排CT扫描仪常规进行颈部薄层增强CT扫描(层厚0.6 mm),并将获取的原始CT扫描图导入珠江医院影像科Philips Intellispace Portal CT三维重建软件中,从序列的CT扫描图中分割出残留甲状腺组织并进行三维重建,重建的残留甲状腺组织经后期优化等处理后测量其最大上下径、最大左右径、最大前后径;所有病例均行颈部低领式传统开放甲状腺切除术,术中清晰辨别残留甲状腺组织,并将残留甲状腺完整切除,切除后的甲状腺组织放入自主设计的标本三维测量板内,读取实体标本的最大上下径、最大左右径及最大前后径。

1.4 观察指标

统计甲状腺超声、颈部CT三维重建下的残留甲状腺以及残留甲状腺实体标本的最大上下径(mm)、最大左右径(mm)、最大前后径(mm)。

1.5 统计学处理

采用SPSS 21.0统计软件。计量资料均以均数±标准差表示,组间对比进行方差齐性检验,采用配对样本t检验的方式分别对比超声下残留甲状腺与实体残留甲状腺、CT三维重建下甲状腺与实体甲状腺在最大上下径、最大左右径、最大前后径3个径线方面的均值差异。P < 0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

超声下所测残留甲状腺体积与残留甲状腺实体标本对比,在最大上下径、最大前后径上的差异具有统计学意义(P < 0.05),两者在最大左右径上的差异无统计学意义(P>0.05);颈部CT三维重建下所测残留甲状腺体积与残留甲状腺实体标本对比,两者在最大上下径、最大左右径、最大前后径上的差异均无统计学意义(P> 0.05,表 12)。

表 1 3组不同测量方式下所测残留甲状腺各径线上的统计量 Tab.1 Measurements of residual thyroid in each diameter using different approaches (mm, Mean±SD, n=21)
表 2 3组测量方式下残留甲状腺各径线对比 Tab.2 Comparison of residual thyroid in each diameter among the 3 groups
3 讨论

甲状腺是人体最大的内分泌腺体,其通过合成和分泌甲状腺激素、降钙素等调控人体的生长代谢活动,维持内环境的稳态[16]。甲状腺癌是一种常见的内分泌系统的恶性肿瘤[17],其发病率在全球范围内呈逐年上升趋势[18],且在过去的几十年中,甲状腺超声的广泛应用使得甲状腺癌的检出率显着增高[19],甲状腺癌多数进展缓慢,恶性程度较低,临床治疗以手术切除为主,术后辅以放射性I131 “清甲”治疗是目前已建立和验证的治疗方案,即使对于Ⅳ期分化型甲状腺癌患者,放射性I131仍可提高其生存率[20]。但由于I131具有放射性,在治疗的过程中会出现多种副作用,如涎腺炎、口干、吞咽困难等[21],且副作用的发生与I131的剂量呈正相关性,为此,在确保治疗效果的基础上尽量减少I131的用量,目前临床上I131使用剂量多依据残余甲状腺体积来确定[15],而残留甲状腺的体积数据多通过颈部超声获取。本实验即通过将普通的颈部二维影像图重建成立体的三维图景,以定量的方式对比研究了颈部CT三维重建与超声在残余甲状腺三维体积数据测量中的准确性,为计算I131用量提供可靠理论依据。

本研究结果表明,与实体残余甲状腺标本相比,超声在测量残留甲状腺最大左右径上两组数据P>0.05,可以认为超声在测量残余甲状腺最大左右径上尚能提供较为准确的数据,而在测量残留甲状腺最大上下径及最大前后径上,两组数据P < 0.05,表明超声在测量残留甲状腺最大上下径、最大前后径上与残留甲状腺实体标本仍有较大误差。探究其原因,超声测量虽具有相当的优势,但超声测量分辨率较低,易受操作者、甲状腺形态不规则等因素的影响,导致所测甲状腺径线数据往往不够客观,并可能存在较大误差,除此之外,当二次手术与初次手术时间间隔较近,初次手术部位组织肿胀、积液残留等因素造成超声下残留甲状腺与周围组织分辨不清,导致最终所测数据误差较大。

相较于超声,本结果提示颈部三维重建下所测残留甲状腺体积与残留甲状腺实体标本对比,无论在最大上下径、最大左右径还是最大前后径上的差异均无统计学意义,颈部CT三维重建能为残留甲状腺提供较为准确的术前体积数据。颈部CT三维重建与超声相比,两者在数据的获取方式上即有明显差异,超声作为实时测量工具,图片量较少,临床重复性检测较为困难,易受人为及超声本身技术因素的影响,导致所测体积数据有较大误差。而颈部CT三维重建是基于二维颈部CT影像图,重建出残余甲状腺,而后获取其三维体积数据,CT影像图是依据密度对各组织进行分辨,甲状腺含碘量高,组织密度较周围肌肉高,在CT影像图下可清晰地与周围组织辨别,且螺旋CT采集的是容积数据,它作为活体甲状腺体积定量测量的可靠检查[22-23]手段,与三维重建软件自动选取的甲状腺区域相结合,显着地减少了人为因素干预的影响[24]

此外,在本实验中还发现,由于超声诊断技术的限制,其在诊疗过程中仅能提供甲状腺本身的病变情况,无法提供更多关于甲状腺毗邻组织结构的信息,而人体颈部具有复杂的空间和拓扑结构,基于CT的三维重建模型不仅能提供甲状腺腺体形态、大小、位置、血供等信息,还能提供包括气管、骨骼、血管、皮肤等结构的三维模型[25],将甲状腺置于复杂的三维空间构造中进行详细研究,为术中快速寻找并辨别残留甲状腺组织提供指导意义。

目前,颈部CT三维重建技术已在腔镜甲状腺手术[24, 26]、甲状腺癌根治术[27]、甲状腺软骨个体重建[28]、喉气管狭窄[29]的评估等领域中得以应用,且三维重建技术结合3D打印技术,进一步将影像虚拟模型转化成实体三维模型[30],更有助于促进医患沟通、模拟术前手术操作、提高手术安全性。

综上所述,超声在评估残留甲状腺体积中具有一定误差,而颈部CT三维重建技术在评估残留甲状腺体积中具有其准确性,可为临床计算甲状腺癌术后I131治疗剂量提供更可靠的理论依据,同时颈部三维重建技术还可提供超声无法提供的复杂颈部空间结构,为颈部手术提供指导意义。

本实验三维重建是基于颈部薄层增强CT图获得,属于结构重建,未来可联合甲状腺锝/碘扫描下的功能CT图,融合甲状腺结构及功能二维图景进行三维重建,进一步多方位评估患者残余甲状腺体积,为计算I131治疗剂量提供理论依据,在确保治疗效果的基础上最大限度地降低全身各器官的损伤。

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