本研究基于常规超声和超声造影(CEUS)特征,结合灰阶形态学与血管及灌注特征,建立胆囊息肉的诊断评分模型。该系统可提高胆固醇性息肉与肿瘤性息肉的鉴别能力,改善风险分层和诊断准确性,并支持个体化的临床决策。
研究文章
本研究基于常规超声和超声造影(CEUS)特征,结合灰阶形态学与血管及灌注特征,建立胆囊息肉的诊断评分模型。该系统可提高胆固醇性息肉与肿瘤性息肉的鉴别能力,改善风险分层和诊断准确性,并支持个体化的临床决策。
采用554例经病理确诊为胆囊息肉患者的超声数据进行回顾性分析,主要终点为区分胆固醇性息肉与肿瘤性息肉。首先评估常规超声特征,随后进行增强超声造影(CEUS)以表征血管和灌注模式。CEUS采用标准化操作流程,以动脉期为主要观察期,并以邻近胆囊壁的增强情况作为参照。通过多因素逻辑回归分析确定独立危险因素,并采用受试者工作特征(ROC)曲线分析评估诊断效能。在纳入研究的患者中,272例诊断为胆固醇性息肉,282例为肿瘤性息肉,其中包括233例胆囊腺瘤和49例息肉样胆囊癌。肿瘤性息肉患者年龄显著更大(平均年龄:53岁 vs. 42岁),病灶尺寸也更大(平均直径:10.2 mm vs. 6.5 mm),差异均具有统计学意义(所有p < .001)。肿瘤性息肉更常表现为单发(75.1% vs. 39.3%)、低回声或回声不均质(24.9% vs. 10.7%),且更常伴有丰富的病灶内血流信号(45.9% vs. 14.3%)(p < .05)。在CEUS中,肿瘤性息肉更多表现为明显增强(79.4% vs. 28.6%)、分支状或不规则的血管形态(70.8% vs. 21.7%)、基底宽度更宽(4.5 mm vs. 2.2 mm)以及胆囊壁中断(12.4% vs. 3.7%)(所有p < .05)。多因素逻辑回归分析显示,分支状血管形态(比值比(OR)= 5.39)、明显增强(OR = 4.37)和基底宽度增加(OR = 2.96)为独立危险因素(所有p < .001)。上述指标联合应用时诊断效能更优(曲线下面积(AUC)= 0.935),显著优于仅依赖息肉直径的诊断效能(AUC = 0.825;p < .01),并基于探索性ROC分析确定了最佳截断值。本研究提出了一种基于多模态超声特征的诊断评分模型,可更有效地鉴别胆固醇性息肉与肿瘤性息肉。
胆囊息肉在腹部超声检查中常作为偶然发现被检出。随着健康筛查项目的广泛开展以及超声检查应用的日益增多,其检出率逐年上升。基于大规模人群的研究报告显示,普通人群中胆囊息肉的患病率介于3%至9%之间1。其病理类型包括胆固醇息肉、炎性息肉、腺瘤性息肉和腺肌增生等,具有不同的生物学行为和临床意义。准确区分具有临床意义的不同类别,尤其是胆固醇息肉与肿瘤性息肉,对于实施恰当的临床管理至关重要。
胆固醇性息肉多为良性。胆汁中胆固醇代谢异常与胆固醇性息肉的形成相关。这类病变通常生长缓慢,恶变潜能低,一般采取随访观察进行管理。相比之下,腺瘤性息肉属于真正的肿瘤性病变,是胆囊癌发生通路中的重要癌前阶段。其恶性转化的风险高度依赖于病变大小及其他危险因素。目前的证据和指南建议,对于直径大于10 mm的息肉,尤其是超过15 mm或伴有其他危险因素(如高龄、无蒂形态或原发性硬化性胆管炎)者,应行胆囊切除术。然而,不同指南在随访间隔及较小病变的风险分层标准方面存在差异,反映出单纯基于大小的评估方法存在局限性2,3,4,5。
由于其高灵敏度、无创性、操作简便且成本低廉,超声检查仍是检测和初步表征胆囊息肉的主要影像学方法6,7,8。高分辨率超声能够发现较小的病变,并评估息肉的数量、大小、形态及附着情况。胆固醇性息肉通常表现为具有细小蒂部的强回声黏膜突起,而肿瘤性病变在回声上可能表现为无蒂或异质性的结节9。研究表明,与经腹超声相比,内镜超声(EUS)可对分层的胆囊壁进行高分辨率分析,并更清晰地显示息肉与胆囊壁之间的界面,从而提高鉴别肿瘤性与非肿瘤性病变的诊断准确性,尤其适用于直径为6–15 mm的息肉10,11。
彩色多普勒血流成像通过评估病灶内血管情况,提供补充的功能信息12。由于血管生成增强,肿瘤性息肉常表现为血流信号增加。然而,多普勒检查结果缺乏特异性,因为炎性息肉也可能出现血流信号增多;因此,应结合其他形态学和临床变量综合判断,以减少假阳性诊断13。
尽管成像技术已取得进展,胆囊息肉的超声评估仍主要依赖于基于大小的标准(通常以10 mm为界值)。大规模研究表明,仅凭大小并不具备足够的特异性,可能导致对良性病变实施不必要的胆囊切除术,同时又无法检出较小肿瘤性息肉中的恶性或癌前病变7。重要的是,目前尚无标准化的基于超声的胆囊息肉分类系统。这种缺乏标准化的情况导致在术语使用、测量方法和诊断重点方面存在显著的观察者间差异,进而造成解读不一致、临床决策差异,以及良性病变过度治疗和潜在恶性息肉漏诊风险增加的问题。
近期的影像学研究表明,单独考虑时,诸如息肉大小、回声性或彩色多普勒血流等个体超声特征的诊断价值有限。多项研究已证实,良性与肿瘤性息肉在灰阶及多普勒特征方面存在显著重叠,尤其在直径为7–15 mm的病灶中,这限制了单参数评估的鉴别能力14,15。鉴于灰阶超声和多普勒成像在准确表征病灶血管结构和形态方面的局限性,基于灌注的先进成像技术,如增强超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS),正被 increasingly 探索以提高诊断精度。新兴证据表明,CEUS 可通过评估常规超声难以显示的血管架构、增强动力学及病灶-壁界面特征,提供额外的诊断价值16,17。然而,尽管结果令人鼓舞,不同研究中 CEUS 衍生参数的定义和报告仍不一致,在增强模式解读、时相选择及血管形态学分类方面缺乏标准化。这种方法学上的一致性缺失降低了结果的可重复性,并限制了其在常规临床诊断流程和标准化报告体系中的整合应用。
因此,迫切需要建立一个基于超声的标准化且可重复的分类框架,并明确定义操作标准,以减少诊断差异,改善风险分层,并提升临床决策水平。解决这一空白可能提高诊断准确性并支持临床决策。本研究假设,整合常规超声与对比增强超声(CEUS)特征可提高胆固醇性与肿瘤性胆囊息肉之间的鉴别能力。本研究旨在基于多模态超声影像特征,利用经病理证实的胆囊息肉回顾性队列,建立一种诊断分类模型,主要终点为区分胆固醇性息肉与肿瘤性息肉。
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本研究经四川大学华西医院生物医学伦理委员会批准(批准号:2024-1186)。研究遵循《赫尔辛基宣言》原则及国家相关生物医学研究伦理指南。鉴于本研究为回顾性研究,根据机构政策豁免了知情同意要求。
1. 研究人群
回顾性收集了2019年6月至2024年6月期间在一家三级甲等医院经术后病理检查证实的554例胆囊息肉患者的超声数据。本研究旨在分析常规超声和超声造影(CEUS)特征与病理分类(胆固醇性息肉 vs. 肿瘤性息肉)之间的关联。术后病理结果显示,胆固醇性息肉最为常见,其次为腺瘤性息肉和息肉样胆囊癌。
仅纳入根据手术指征(例如息肉直径 ≥10 mm 或存在高危特征,如无蒂形态、患者年龄或疑似恶性病变)接受胆囊切除术的患者进行病理学确诊并纳入本研究。因此,本研究队列代表了经手术选择的、富含高危病变的人群。直径<10 mm 的息肉通常采取保守治疗,因缺乏病理学确诊,故未被纳入研究。因此,本研究结果主要适用于具有手术相关性的胆囊息肉患者,不适用于偶然发现的小息肉的筛查或监测。患者筛选流程图见图1。
2. 纳入与排除标准
若患者符合手术指征(例如息肉直径 ≥10 mm 或具有高危特征),并接受了术前常规超声及超声造影(CEUS)检查,则被纳入研究。常规超声用于提供基础形态学评估,而超声造影则用于评估血流及灌注特征,以辅助鉴别胆固醇性息肉与肿瘤性息肉。所有患者均需经术后病理学检查确诊为胆固醇性息肉、腺瘤或息肉样胆囊癌,且病理学结果作为诊断的金标准。
如果患者的临床或超声检查数据不完整、未接受手术治疗(无法进行病理学确诊),或术后病理学检查未发现息肉,则该患者被排除。
3. 试剂与设备
采用配备凸阵探头(1–5 MHz)的高分辨率超声系统进行超声检查。为增强显示病灶的血管情况,CEUS 检查中使用了超声造影剂。所有设备和材料均在材料表中列明,并包含生产厂家及型号信息。
4. 研究方法
所有符合手术指征的患者均接受了胆囊切除术,并在术前接受了常规超声和超声造影(CEUS)检查。将影像学表现与术后病理结果进行比较,以探讨超声特征与病理类型之间的关联。采用标准化的采集参数启用彩色多普勒成像模式。所有检查均统一应用预设的、标准化的低速血流检查方案。脉冲重复频率固定为800 Hz,壁滤波设为低档,彩色增益调整至不产生背景斑点噪声的最高水平,随后略微降低直至噪声消失。声束入射平面和聚焦区域均标准化,以在保持稳定帧率的同时最大程度显示病灶内血流。上述参数在所有检查中保持一致,以确保血管性评估的可重复性。所有图像均被保存以供后续分析。
5. 检查方案
5.1 常规超声检查
患者在检查前至少禁食8小时,并取仰卧位或左侧卧位。胆囊应充分充盈,以获得最佳显示效果。对于存在多个息肉的患者,选择其中最大的病灶进行评估。需记录灰阶图像及彩色多普勒血流信号。
5.2 增强超声(CEUS)
在常规超声检查后立即进行CEUS检查。指导患者配合呼吸。采用低机械指数(<0.10)的对比模式。按照生产商说明书配制超声对比剂,并以0.02 mL/kg剂量经肘前静脉团注给药,随后用10 mL生理盐水冲管。对目标病灶进行至少2分钟的动态 cine-loop 录像,所有图像均储存以供分析。通过连续实时成像捕捉动脉期(10–30 s)、门静脉期(31–60 s)和延迟期(>120 s),以便对增强特征进行标准化的定性评估,并在所有病例中应用预定义的时相优先评估策略。
6. 图像分析方案
两名经验丰富的医师独立审阅所有图像,且对病理结果、临床资料及彼此的判读结果设盲。分歧之处通过协商达成一致。这种设盲评估方式最大限度地减少了判读偏倚,确保了对超声及超声造影特征的客观评价。
6.1 常规超声
记录息肉的直径、数量(单发 vs. 多发)、位置、形态(规则 vs. 不规则)、回声性(高回声、低回声、等回声)以及多普勒血流信号。病灶内血管分布分为无(无可检测信号)、稀疏(1–2 个独立信号)或丰富(≥3 个信号或弥漫性血管分布)。
6.2 增强超声(CEUS)
评估增强强度(高增强、等增强或低增强)、增强模式(向心性或离心性)、血管形态(点状、线状、分支状或不规则形态)、基底宽度以及胆囊壁完整性(完整或破坏)。增强强度主要相对于同一成像平面内且深度相近的邻近正常胆囊壁进行评估。仅当邻近胆囊壁显示不完整时,才将周围肝实质作为次要的参考背景。为确保可重复性,该参考层级在所有病例中均保持一致。高增强定义为增强程度高于参考组织,等增强定义为与参考组织相似,低增强定义为低于参考组织。
增强强度和血管形态的分类以动脉期(10–30 秒)为主要评估时相。门静脉期(31–60 秒)和延迟期(>60 秒)作为辅助时相进行回顾,用于评估增强的持续性、廓清倾向以及病灶与胆囊壁界面的清晰度,但不作为分类的主要依据。为减少不同病例间的变异,所有检查均采用相同的参考层级和时相优先顺序。基底宽度定义为病灶与胆囊壁连接处基底部的最大宽度,测量于显示肿瘤–壁界面最清晰的CEUS图像平面。测量使用电子游标卡尺,以毫米为单位进行。
血管形态分为四种模式:点状模式,定义为在连续图像帧上无可见血管连续性的点状或局灶性强化;线状模式,定义为无侧支的单一直线或轻度弯曲的血管样强化结构;分支状模式,定义为具有主干和一个或多个清晰可见侧支、并保持层级结构的有序血管样结构;以及不规则模式,定义为无序、扭曲、异质或非层级性的强化血管结构,缺乏可识别的主干-分支模式。当单帧图像分类不确定时,应通过动态电影循环图像而非单张静态图像来确定形态。所有血管形态分类均基于动态电影循环评估,以尽量减少因静态图像帧导致的误分类。每种血管模式的代表性示例见补充图1。
6.3 标准化
在研究开始前,所有参与图像采集和解读的人员均在研究中心接受了标准化培训。图像审查由两名具有五年以上腹部超声检查经验的医师独立完成。该方法减少了变异性,提高了判读的一致性。采用Kappa统计学方法评估关键影像特征的观察者间一致性。观察者间一致性良好至优异,关键影像特征的Kappa值介于0.72至0.86之间,表明观察者之间的判读具有高度一致性。
7. 统计学分析
统计学分析采用统计学分析软件进行。符合正态分布的连续变量以均值 ± 标准差表示,并使用独立样本t检验进行比较。非正态分布的变量以中位数(第1四分位数,第3四分位数)表示,并采用Mann–Whitney U检验进行比较。分类变量以频数和百分比表示,根据情况采用卡方检验或Fisher精确检验进行比较。组间两两比较采用Bonferroni校正。在单变量筛选基础上,通过多变量logistic回归分析确定胆囊息肉恶性病变的独立预测因子。单变量分析中有统计学意义的变量被纳入多变量logistic回归模型,仅最终模型中保留的预测因子用于评分系统的构建。
采用DeLong检验评估诊断性能,以比较受试者工作特征(ROC)曲线下面积。统计学显著性定义为p值<0.05。所有独立预测因子均报告其比值比(OR)及95%置信区间(CI)。为评估模型稳健性,采用自助法重抽样(1,000次迭代)进行内部验证。计算经乐观校正的ROC曲线下面积(AUC),以评价模型稳定性并减少潜在的过拟合。
采用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评估模型校准情况;非显著性结果表明预测结果与实际观察结果之间具有良好的一致性。此外,绘制校准曲线以直观评估不同风险十分位组中预测概率与实际事件发生率之间的一致性。对于多变量分析所需变量信息不完整的病例予以排除,未进行任何缺失值填补。
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患者基线特征
本研究共纳入554例胆囊息肉患者,包括272例胆固醇息肉和282例肿瘤性息肉(其中胆囊腺瘤233例,息肉样胆囊癌49例)。男女比例为1:1.6(男性214例,女性340例),患者年龄范围为22至78岁,平均年龄48岁。上述基线资料以描述性方式呈现,未纳入回归模型的变量未用于预测分析。
胆固醇性息肉与肿瘤性息肉的比较
采用单因素分析比较胆固醇性息肉与肿瘤性息肉在临床特征、常规超声及对比增强超声(CEUS)表现上的差异。尽管胆固醇性息肉的平均直径小于肿瘤性息肉,但该结果应结合手术选择性队列的背景进行解读,因为在该队列中,病灶的选择受到临床与影像学风险因素共同影响,而不仅取决于病灶大小。因此,在多变量模型中,息肉直径被同时作为连续变量和候选预测因子进行分析,而非作为独立的决定因素。
在多个临床和影像学参数方面,两组之间存在显著差异(p < 0.05)。肿瘤性息肉患者往往年龄较大,其病灶更常为单发、较大(>10 mm)、回声不...
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超声检查由于其可及性高、能够实时成像且无电离辐射,仍是评估胆囊息肉的首选方法7。然而,尽管具备这些优势,缺乏标准化的超声报告体系导致不同医疗机构在结果解读和临床决策方面存在不一致,可能对诊断准确性及后续管理产生不利影响3。近期的指南和共识综述也指出了类似问题,强调仅依赖非标准化描述术语和基于大小的阈值可能导致过度治疗或治疗延误4,5。
本研究分析了554例经病理确诊的胆囊息肉大样本队列,旨在提出一个基于超声的结构化分类及风险评估框架。与既往研究一致,肿瘤性息肉(腺瘤和癌)更常为单发、体积较大,且多见于年龄较大的患者;而胆固醇性息肉则多为多发且体积较小12,15。除大小外,肿瘤性息肉在超声上表现为不均质或低回声回声特征,并伴有血流信号增加,这些特征在组织病理...
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作者声明无利益冲突。
作者贡献:
F.C. 提出了研究构想,设计了研究方法,进行了正式分析与调查,整理了数据,并撰写了初稿。J.X. 参与了验证工作。W.L.、X.H. 和 S.H. 参与了论文的审阅与修改。H.Y. 提供了研究资源,监督了研究过程,并负责项目管理。所有作者均已阅读并同意最终稿的内容。
作者声明本研究未获得外部资金支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 超声诊断系统 | Resonance Medical | Resonance R9 / Resonance 7 | 用于常规经腹超声检查和增强超声(CEUS)检查 |
| 高频超声探头 | Resonance Medical | 与 Resonance R9 / 7 系统集成 | 用于胆囊息肉的详细灰阶成像 |
| 具备增强成像功能的超声系统 | Resonance Medical | Resonance R9 / Resonance 7(CEUS 模式) | 实现增强超声实时成像 |
| 超声造影剂 | Bracco Imaging | SonoVue® (59 mg/瓶) | 用于 CEUS 灌注及血管评估;静脉注射前用 5 mL 生理盐水重悬 |
| 静脉留置针 | Becton, Dickinson and Company (BD) | 标准外周静脉留置针 | 用于静脉注射造影剂 |
| 图像分析软件 | 制造商集成 | 系统内置软件 | 用于测量息肉直径、基底宽度及增强模式 |
| 病理处理系统 | Leica Biosystems | 全自动组织处理仪 | 用于术后组织病理学确诊 |
| 苏木精-伊红(H&E)染色试剂盒 | Sigma-Aldrich | 标准 H&E 染色试剂 | 用于标准组织学染色以进行诊断确认 |
| 统计分析软件 | IBM | SPSS 26.0 | 用于统计分析 |
| 统计分析软件 | MedCalc Software Ltd | MedCalc 20.0 | 用于 ROC 分析 |
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