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伦理声明
所有涉及人类受试者的操作均按照邢台医院的机构指南进行,并符合《赫尔辛基宣言》及其后续修订版的原则。本研究经邢台医院人类研究伦理委员会审查并批准;由于所有受试者在常规诊疗中已提供针对射频消融术(RFA)和超声检查的标准书面临床知情同意,伦理委员会批准本研究豁免额外的书面研究知情同意,并在必要时允许口头同意参与研究。通过安全且限制访问的数据管理措施保护受试者隐私,所有研究数据在分析前均进行了去标识化处理。
研究设计与总体示意图
本研究设计为一项回顾性、单中心临床队列研究,旨在评估基于弹性成像的超声引导下甲状腺结节射频消融(RFA)治疗后疗效评价方法。连续筛选并纳入本机构接受RFA治疗的符合条件的患者,直至达到预先设定的187例参与者目标。为确保分析的独立性并避免患者内部的聚集效应,每位参与者仅纳入一个目标结节,该结节预先定义为在首次消融治疗中被选为治疗目标的结节。排除患有可显著影响背景甲状腺硬度测量的弥漫性甲状腺疾病患者,包括伴有明显异质性实质受累的弥漫性桥本甲状腺炎、未控制的格雷夫斯病(Graves病)、弥漫性甲状腺炎或弥漫性甲状腺肿。若仅存在甲状腺自身抗体阳性,而超声检查未发现弥漫性结构异常,则不作为排除标准。
该研究遵循标准化的纵向工作流程。在消融前2周内进行基线临床评估和影像学检查,包括常规超声、多普勒评估以及根据预设方案获取的弹性成像。射频消融(RFA)在实时超声引导下按照机构标准进行。在能量释放后30分钟内获取即刻消融后影像,以记录技术成功情况和急性组织变化。计划在消融后1、3、6和12个月进行随访,每次随访均采用相同的采集设置和测量方法重复进行超声和弹性成像,以尽量减少技术变异。
样本量计算与统计学假设
用于样本量估算的主要终点指标是消融后1个月与基线相比,定量弹性成像在结节内的变化情况,以采用标准化感兴趣区域策略测得的平均硬度(例如,以kPa为单位的弹性模量)的差值表示。由于主要分析是对同一结节内配对测量值进行比较,样本量估算采用配对均数差的分析框架。设Δ表示从基线到1个月时硬度的预期平均变化,σd表示配对差值的标准差。在显著性水平α的双侧检验中,检验效能为1−β时,所需样本量为:

采用 α = 0.05(双侧)和检验效能 1−β = 0.80,得 Z1−α/2 = 1.96 和 Z1−β = 0.84。根据预实验测量结果及已发表的甲状腺消融术后弹性成像变异数据,本研究假设基线弹性值 βd = 35 kPa,并设定保守的具有临床意义的变化值 Δ = 8 kPa。据此计算,针对射频消融术前后弹性成像衍生硬度的主要配对分析,至少需要 150 名受试者作为最小样本量。
消融术前的基线临床评估
在入组时,采集标准化的临床病史,重点关注结节相关症状及与操作安全相关的因素。记录年龄、性别、人体测量指标以及相关合并症,包括心血管疾病、肺部疾病、糖尿病、慢性肾病以及既往颈部手术或放疗史。记录当前用药情况,特别关注抗血小板药物和抗凝药物,并根据机构政策记录任何计划在围手术期进行的用药调整。确认射频消融(RFA)的适应证,明确主要指征是压迫症状、美容顾虑、连续影像学检查证实的结节生长,或上述多种因素的组合。
采用预设的评估工具确定基线症状负担。评估局部压迫症状,如吞咽困难、咽喉压迫感、异物感、呼吸困难及声音相关主诉,并使用数字评分量表或机构采用的症状评分系统记录其严重程度。当美观影响作为指征时,使用标准化的美观评分量表对美观外观进行分级,并记录患者自述的不满情况。采集相关的甲状腺病史,包括结节被发现的持续时间、既往细针穿刺结果、既往良性细胞学确认策略(根据需要采用单次或重复取样),以及任何既往针对甲状腺疾病的药物治疗史。
根据常规临床实践进行基线实验室检测,包括促甲状腺激素及必要时的其他甲状腺功能参数。回顾并记录证实目标结节为良性状态的细胞学和病理学报告,以及所有可获得的超声风险分层资料。建立基线安全性评估,包括生命体征检查,当结节紧邻气管或引起提示气道受压的症状时,还需进行重点气道评估。记录计划的随访时间表,并向患者强调标准化的影像前指导,包括在弹性成像采集过程中避免吞咽,以提高各次访视间测量结果的一致性。
常规超声采集与结节体积测量
患者取仰卧位,颈部轻度后仰,进行灰阶超声检查。采用标准化的成像预设模式,各次检查的关键参数保持一致,包括频率范围、深度、焦点、增益和动态范围。帧率、弹性成像标尺范围、 persistence( persistence)及平滑设置在基线与随访检查中均保持恒定。使用配备剪切波弹性成像和应变弹性成像功能的高频线阵探头(5–14 MHz)进行超声检查。整个研究期间,所有超声及弹性成像检查均使用同一超声平台及软件版本,以尽量减少不同系统间硬度测量的差异。采集能够清晰显示结节边界及邻近解剖标志的横断面和纵断面图像。测量目标结节的最大正交直径,即前后径(A)、横径(B)和纵径(C)。在冻结图像上,将电子游标置于结节外缘,避免包含周围实质组织或结节周围晕环。所有测量值均以毫米记录,若条件允许,每个维度重复测量,取平均值。结节体积采用椭球体公式计算:

在每次随访时均重复采用相同的测量方法。VRR 的计算公式为:

弹性成像的采集与质量控制
在常规超声检查后立即进行弹性成像,患者取仰卧位,颈部伸展。采集过程中要求患者避免吞咽动作,并短暂屏住呼吸,以尽量减少运动伪影。每次检查均采用相同的弹性成像模式和设置。
对于剪切波弹性成像,取样框应放置于包含目标结节的实性部分,并在可行的情况下,同时包含深度相近的邻近正常甲状腺组织。感兴趣区应优先选择结节中央的实性成分,同时避开囊性变性、粗大钙化、周边晕环区域以及明显的消融后空腔改变。在完成感兴趣区设置后,需等待弹性成像彩色图谱在视觉上至少稳定3–5秒,方可启动图像采集。由于研究的主要目标是评估治疗结节内部的纵向硬度变化,因此结节周围硬度评估未被系统性地纳入预设的采集方案中。每次检查至少获取三次技术上合格的测量值,并以中位硬度值作为主要指标;若条件允许,同时记录四分位距。
进行应变弹性成像时,根据系统的质量指示器施加轻柔且稳定的压缩。手动以缓慢、有节奏的频率施加压缩,同时监测超声系统提供的实时质量指示器。避免过度的探头压力,以防甲状腺包膜出现可见变形或弹性成像彩色图不稳定。在邻近的正常甲状腺组织中、相同深度处定义一个参考感兴趣区域,并计算应变比值。每次弹性成像采集序列持续约5–10秒,以确保图像稳定和可重复采样。至少获取三次可接受的测量值,并记录其中位数。
仅当弹性成像图稳定、感兴趣区的放置遵循预先规定的规则,且无明显运动或压迫伪影时,测量结果才被接受。若测量图像存在彩色填充不完整、感兴趣区内出现明显信号缺失或帧间波动显著,则予以剔除并重新获取。超声及弹性成像检查均在温度可控的检查室内进行,以尽量减少环境因素对组织硬度测量的影响。在每个时间点,均保存具有对应B型图像的代表性弹性成像图像,以供追溯和质量审查。
射频消融术操作步骤
射频消融术在持续超声引导下进行,操作者均已完成机构内甲状腺消融技术培训,具有超过5年的甲状腺超声引导下介入治疗经验,并在研究开始前各自已完成超过200例甲状腺射频消融手术。患者取仰卧位,颈部后仰伸展。采用标准无菌技术对手术区域进行皮肤准备和铺巾。根据常规操作给予局部麻醉;当临床需要时使用清醒镇静,并持续监测生命体征。
在实时超声引导下,将射频电极插入目标结节,优先采用经峡部入路以提高电极的稳定性,并尽量减少意外移位。当目标结节邻近气管、颈动脉鞘、食管或喉返神经区域时,需在超声引导下缓慢注射无菌液体进行水分离术,以在整个能量释放过程中始终保持消融区域与邻近重要结构之间的可见间隙。
采用移动式进针技术输送射频能量,从结节最深部开始,系统性地向表浅区域推进,以实现消融区域的重叠。每个消融单元持续治疗至目标区域出现短暂的强回声改变,随后将电极尖端重新定位至相邻未治疗区域。输出功率根据实时超声回声变化及患者的耐受情况予以调整,消融持续进行,直至目标结节出现预期的短暂强回声改变,且彩色多普勒评估显示结节内血流明显减少。此外,若超声可见一个连续的强回声区域完全覆盖目标治疗单元,且无明显残余的结节内血流信号,则进一步证实消融充分。
记录关键操作参数,包括消融时间、功率范围、估计的递送能量、是否使用水分离技术以及任何术中事件。消融完成后,根据机构规程对患者进行观察,并提供标准化的术后指导。当患者出现明显疼痛、声音改变、无法控制的咳嗽、进行性肿胀或其他提示可能存在热损伤或操作相关并发症的征象时,暂时中断或终止消融。
消融后即刻成像与记录
射频消融(RFA)完成后30分钟内,使用与基线相同的成像预设进行即刻术后超声检查。采集灰阶图像以记录治疗区域的范围,并识别典型的消融后特征,包括短暂的强回声及内部结构的改变。采用彩色或多普勒能量超声评估结节内及结节周围血流情况,以确认消融区域内血流减少或消失。
在短暂的与操作相关的运动消失且患者能够维持稳定的屏气后,按照与基线相同的采集方案重复进行弹性成像。记录硬度值,并保存具有代表性的弹性成像图及其对应的B型超声图像。采集过程中遇到的任何技术限制,例如患者不适或运动伪影,均予以记录。这些消融后即刻图像作为操作参考,不作为主要终点指标,但为后续的纵向变化提供背景信息。
随访计划与标准化终点指标
消融术后分别在1个月、3个月、6个月和12个月安排随访。每次随访均进行标准化评估,包括症状评估(如适用)、美容评分、常规超声检查,以及采用与基线相同的采集参数和测量策略进行的弹性成像检查。主要弹性成像终点为索引结节相对于基线在预设随访时间点的硬度变化,尤其关注术后1个月的早期变化。主要常规影像学终点为12个月时的体积缩小率(VRR)。次要终点包括早期随访时的VRR、硬度的纵向变化趋势,以及治疗区域内是否存在残余或复发的血供组织。随访期间的不良事件及任何额外干预措施均被系统记录。
数据管理与盲法
每位参与者均被分配一个唯一的研究编号,以确保匿名性。临床数据和影像文件存储于受保护的机构数据库中,仅授权的研究人员可访问。在可行的情况下,由经过培训的阅片者在不知晓临床症状评分及既往弹性成像结果的前提下,进行弹性成像和容积测量。为确保一致性,应保留一份书面测量手册,明确兴趣区放置规则、图像质量标准及计算流程。当不同阅片者之间的测量差异超过预设阈值时,需共同回顾测量结果,并通过共识予以解决。所有对数据集的修改均被记录,以保留可追溯的审计轨迹。所有超声及弹性成像采集均由具备甲状腺超声及射频消融影像评估经验的操作员完成,并在研究开始前接受针对本研究方案的专门培训。存储的图像采用与采集期间相同的预定义兴趣区放置规则和质量控制标准,进行离线回顾分析。
统计学分析
使用直方图的视觉检查和Shapiro-Wilk检验评估连续变量的分布特征。正态分布的变量以均值±标准差表示,而非正态分布的变量则以中位数和四分位间距概括。分类变量以频数和百分比报告。主要分析目标是评估射频消融(RFA)后结节内弹性成像所测硬度的变化。对于基线与消融后时间点之间的主要配对比较,当配对差值的分布近似正态时,采用配对t检验分析硬度值的差异;否则应用Wilcoxon符号秩检验。效应量以均值或中位数变化及其相应的95%置信区间表示(如适用)。为了描述在所有随访时间点(基线、消融后即刻、1个月、3个月、6个月和12个月)弹性成像测量值的纵向变化,构建了线性混合效应模型,并在受试者水平设置随机截距,以考虑个体内相关性。由于预计消融后的生物力学变化在随访期间不会遵循线性轨迹,因此将时间建模为分类固定效应而非连续变量。特别是,研究设计预期消融后即刻硬度急性升高,随后逐渐发生重塑并晚期下降,因此采用分类建模更适用于捕捉潜在的非线性时间响应模式,而不强加线性假设。通过检查残差图评估模型假设。必要时对硬度值进行对数转换以改善模型拟合。在次要分析中探讨了弹性成像所测硬度变化与传统治疗反应指标之间的关联。根据数据分布情况,采用Pearson或Spearman相关系数评估早期硬度变化与后续随访中体积缩小率(VRR)之间的相关性。采用多变量回归模型检验早期弹性成像变化是否在调整基线结节体积、结节成分(实性与以实性为主)、输入能量和年龄后,独立预测后期体积反应。在混合效应模型框架内检验亚组变量与时间的交互项。对于纵向分析,混合效应模型在随机缺失假设下可自然处理缺失观测值。所有统计检验均为双侧检验,以P值<0.05为具有统计学意义。