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第44卷第7期 王 皓，杜昱升，王 友，等. 基于光谱CT和影像组学特征的机器学习模型和列线图预测甲
2024年7月 状腺结节良恶性［J］. 南京医科大学学报（自然科学版），2024，44（7）：958-965 ·959 ·

the benignity or malignancy of thyroid nodules.
［Key words］ radiomics；machine learning；spectral CT；thyroid nodule
［J Nanjing Med Univ，2024，44（07）：958⁃965］

甲状腺结节是临床上常见的内分泌肿瘤，近年 性甲状腺肿、甲状腺腺瘤）的甲状腺结节患者，且于
来其患病率呈上升趋势 。恶性甲状腺结节以乳头 术前1周内行颈部DSCT增强扫描。排除标准：①结
［1］
状癌和滤泡性癌为主要病理类型，其部分亚型具有 节呈广泛囊性病灶或大面积钙化病灶；②最大层
较高的颈部淋巴结转移风险 。早期准确诊断甲状 面横径>15 mm；③病理及实验室资料不足；④年
［2］
腺结节良恶性具有重要的临床意义，不仅能够减少 龄<18 岁；⑤合并其他恶性肿瘤病史；⑥图像伪影
非必要的手术及其并发症，而且对提高患者存活率 明显，无法进行分析。最终共纳入患者 118 例（男
及减轻心理压力有着至关重要的作用 。目前，多 22 例，女 96 例），涵盖 46 个良性结节与 97 个恶性结
［3］
普勒超声及其引导下细针穿刺活检被广泛应用于 节，共 143 个结节（25 例患者存在多枚甲状腺结
甲状腺结节良恶性评估 。然而，该方法受限于检 节）。本研究通过了南京医科大学第四附属医院伦
［4］
查者的主观判断，且对微小结节和混合性结节的诊 理委员会批准（20240110⁃k002）。
断具有限制，其准确率为 60%~70% 。传统 CT 在 1.2 方法
［5］
评估甲状腺结节大小、定位和淋巴结方面具有一定 1.2.1 扫描参数
价值，但由于其主要依赖形态学特征并且缺乏足够 使用 DSCT（飞利浦公司，荷兰）进行颈部扫
的定量分析参数，在区分甲状腺结节良恶性方面存 描。扫描参数：管电压 120 kVp，通过 Dose Right 技
在局限性 。 术（index：23）自动调整管电流（平均145 mAs），准直
［6］
能谱 CT 技术的进步扩展了 CT 在临床诊断中 器宽度为 64×0.625 mm，视野 300 mm，螺距 0.969，
的 作 用 ，其 中 双 层 探 测 器 光 谱 CT（dual detector 图像矩阵 512×512，图像层厚层间距均 1 mm，窗宽
spectral CT，DSCT）较传统能谱 CT 能提供更加丰富 350 Hu，窗位 60 Hu。使用双腔高压注射器注入非
的诊断信息。现有研究表明，DSCT 碘密度图反映 离子型造影剂 65 mL，速率 2.5 mL/s，随后以相同速
的碘摄取量对甲状腺结节良恶性预测具有很高的 率注入15 mL生理盐水。动脉期和静脉期分别在注
价值 。同时，影像组学作为一门新兴学科，通过定 射后25 s和60 s进行扫描，并保存光谱数据。
［7］
量提取医学影像中的丰富特征 ［8-9］ ，为捕捉肿瘤的微 1.2.2 光谱参数与临床因素
妙变化开辟了一条新途径，而这些细节通常在常规 为了降低动脉强化的影响，提高甲状腺结节内
的影像解读中可能被遗漏 ［10］ 。机器学习（machine 碘摄取的可辨识度 ［13］ ，本研究使用的均为静脉期图
learning，ML）作为人工智能领域的一个重要分支， 像。采用飞利浦工作站进行光谱数据分析，选取传
在处理和分析医学图像数据方面展示了其卓越能 统图像、碘密度图和虚拟单能量图像，通过对甲状
力，在诊断预测方面得到充分验证 ［11］ 。然而，DSCT、 腺结节最大层面勾画感兴趣区（region of interest，
影像组学和ML三者的结合效应及其在临床决策中 ROI），覆盖横截面区域不少于结节面积的 2/3，同
的实际应用价值还有待深入研究探讨 ［12］ 。本研究 时避开囊变与钙化，在同层面的颈静脉处也勾画
拟结合 DSCT 与影像组学，采用 6 种常见的 ML 方法 ROI，测量并计算结节组织的光谱参数：标准化碘
建立模型来预测甲状腺结节的良恶性，并进一步构 值（normalized iodine concentration，NIC）与能谱斜
建列线图，为临床提供参考。 率（slope of spectral curves，λHu），计 算 公 式 如 下 ：

NIC=甲状腺碘值/颈总静脉碘值，λ Hu=（CT值 40 keV-CT
1 对象和方法
值 100 keV）/（100-40） 。通过医院信息系统检索所有
［14］
1.1 对象 患者手术前 48 h 内的游离三碘甲状腺原氨酸（free
回顾性分析2021年1月—2023年9月在南京医 triiodothyronine，FT3）、游离甲状腺素（free thyroxine，
科大学第四附属医院经手术切除和术后病理验证 FT4）、促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，
为恶性（甲状腺乳头状癌、滤泡性癌）或良性（结节 TSH）数据。