超聲彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結節的研究進展

王時宏，李清山，吳欣，宋兆杰，李梁，胡姣

（武警邊防總醫院特檢科，廣東深圳 518029）

超聲彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結節的研究進展

王時宏，李清山，吳欣，宋兆杰，李梁，胡姣

（武警邊防總醫院特檢科，廣東深圳 518029）

甲狀腺結節是臨床常見病，目前診斷甲狀腺結節主要依賴于超聲顯像。常規超聲對大部分結節的性質能做出準確判斷，但是對于一些超聲表現不典型的病例往往較難做出準確判斷。近年來不少學者利用彈性成像對甲狀腺良惡性結節進行研究。本文就目前國內外用聲脈沖輻射力成像技術(Acoustic radiation force impulse，ARFI)對甲狀腺良惡性結節的研究進展情況做簡要述評。

甲狀腺結節；常規超聲；彈性成像

甲狀腺結節是一種常見的疾病，臨床上有多種甲狀腺疾病(如甲狀腺退行性變、炎癥、自身免疫以及新生物等)都可以表現為結節，甲狀腺結節可以單發，也可以多發，通過觸診、超聲檢查以及尸檢發現甲狀腺結節的概率分別為2%～6%、19%～35%和8%～65%[1]，其中惡性結節占1.5%～10%[2]，尤其以單發結節為惡性的可能性更大，通過觸診結節大小、位置、質地以及血液生化檢查對鑒別良惡性結節有一定的幫助，但敏感性及特異性都不高，此時影像學檢查顯得尤為重要。超聲檢查具有快捷、經濟、實時以及對淺表器官成像佳等特點，對甲狀腺結節診斷具有很好的敏感性以及特異性，隨著技術的進步，超聲彈性成像鑒別診斷甲狀腺結節良惡性得到了更多的重視和研究。

1 甲狀腺良惡性結節常規超聲表現

多數研究認為甲狀腺惡性結節常規超聲表現如下：(1)點狀微小鈣化，即強回聲光點多小于1 mm或無聲影；(2)低回聲或者極低回聲(低于頸前肌肉)；(3)不規則邊界或者有小分葉；(4)縱橫比＞ 1；(5)后方回聲衰減；(6)血流以內部為主，呈高阻力型[2-5]。但是甲狀腺良惡性結節的超聲表現存在重疊現象。例如，微鈣化(病理提示與乳頭狀癌的砂礫體相關)診斷惡性結節的敏感度最高[5-6]，但有近15%的良性結節可以出現微鈣化[6]，少數惡性結節亦可出現環狀較粗大鈣化(例如髓樣癌)[2]。甲狀腺癌多為低回聲，這只是一個敏感指標，不是甲狀腺癌特有的，良性結節亦較常見[2，6-7]。有人提出以極低回聲作為惡性結節的一個特征，雖然特異度提高(94%)，但敏感度明顯下降(27%)[5]。通常良性結節以周邊血流為主，惡性結節則以內部血流為主，但部分良惡性結節為相同的血流分布[8]。血流以內部為主的結節中有一半以上是良性結節，而低血流信號的結節中有14%為惡性結節[2]。由于濾泡癌尤其是分化好的濾泡癌和濾泡性腺瘤的超聲特征很相似，表現為單發實性、有包膜的高回聲結節，纖維包膜超聲表現為邊界清楚的低回聲暈，且有研究證實分化好的濾泡癌和濾泡性腺瘤的血管空間分布以及細胞學特征類似[2，9-10]，通過常規超聲進行鑒別有一定的難度。僅憑一種超聲表現診斷良惡性結節的敏感度和特異度較低，只有結節內出現多種惡性結節表現，診斷準確率才能提高，但同時敏感度會減低[2，5-6，11]。

2 超聲彈性成像

2.1 實時彈性成像基本原理以及優勢彈性成像根據各種不同組織的彈性系數(組織抵抗彈性變形的能力)不同，在加外力或交變振動后其應變亦不同[12]，組織越硬，應變越小。值得注意的是組織內部的應變分布不僅與組織的彈性系數分布有關，還和組織的形狀和邊界條件等因素有關；彈性圖像能比較好地反映較硬組織的彈性分布[13]，通常甲狀腺結節的硬度越高，惡性可能性越大[14]。Lyshchik等[15]研究發現彈性成像顯示的結節大小與病理細胞學所測大小沒明顯差別，而甲狀腺惡性結節彈性成像圖中所測面積大于灰階超聲圖所測，良性結節無明顯改變[16]，因此彈性成像較常規超聲能更準確的反映結節的真實大小。所以，通過比較彈性成像與常規超聲所測結節大小的差異對甲狀腺良惡性結節的診斷提供幫助。然而分化較好的濾泡癌，僅有輕微包膜侵犯，可導致病灶彈性成像與灰階聲像所測面積相差不大，面積比值偏低[16]。當然，該研究[16]中僅一例分化好的濾泡癌，因此面積比對于分化好的濾泡癌的診斷價值還有待大樣本的研究證實。實時彈性成像技術是將受壓前后回聲信號移動幅度的變化轉化為實時彩色圖像，以色彩的不同來反映組織硬度；有研究結果顯示實時彈性成像對甲狀腺良惡性結節有較高的診斷價值，其診斷惡性結節的敏感性、特異性、準確性平均為91.6%、84.3%、85.6%[11，16-21]，且有研究結果顯示實時彈性成像對于乳頭狀癌的診斷準確率達100%[22]。但是其反映的不是病變組織的絕對硬度值，只是與周邊組織相比較的相對硬度值[17]。實時彈性成像需要人為的施壓，因此主觀性較強，穩定性不足。

2.2 超聲彈性成像新技術ARFI原理以及優勢

2.2.1 ARFI原理ARFI是彈性成像的一項新技術，包括聲觸診組織成像(Virtual tough tissue imaging，VTI)技術和聲觸診組織量化(Virtual tough tissue qualification，VTQ)技術，即從定性和定量兩個方面評估病變硬度。聲脈沖輻射力成像技術(ARFI)是利用短時程(0.03～0.4 ms)、高強度的聚焦推力脈沖作用于感興趣區(Region of interest，ROI)內的組織，組織在受力方向上(縱向)產生瞬時、微米級位移，位移的垂直方向上(橫向)產生剪切波，系統通過同時發射的高敏感度的探測波，捕捉縱向的位移變化與橫向的剪切波信息；組織的彈性與縱向的位移呈反比，與剪切波速的平方呈正比[23-26]。VTI技術依據局部組織縱向上的位移大小，以灰階形式成像，灰度愈大，提示彈性愈大；VTQ技術則是通過獲得的剪切波信息計算并顯示剪切波速度(即VTQ值)，速度越大表示組織彈性越大。同時聚焦區外輻射力迅速衰減，剪切波只局限于組織內部區域，可消除邊界條件的影響，組織越硬，剪切波傳播越快[27]。

2.2.2 ARFI較實時彈性成像的優勢不僅可以通過VTI對組織硬度進行定性分析，同時還可以通過VTQ提供量化指標減少主觀性；提高了對比度轉換系數，從而更好的反映病變的真實硬度[13]；無需人為施壓，重復性好。在測量結節剪切波速時可以盡量避開較大的鈣化、囊變、出血等干擾，僅對結節實質部分進行彈性評估。有研究顯示實時彈性成像對于囊性結節無明顯價值[11]。而另一研究[28]針對常規超聲難以分辨囊實性的淺表包塊，應用ARFI對包塊進行檢查，結果顯示ARFI技術對于囊性病灶的診斷符合率為94.4%，敏感度為91.6%，特異度為100%。

然而ARFI的取樣框大小不可調節，對于小于取樣框的結節，可能會受到周圍甲狀腺組織的干擾；對于較大的結節，可能會因為結節內部分布不均勻而不能準確的評估結節的硬度。有學者針對被測者呼吸、取樣框靠近頸動脈處、探頭加壓、探頭傾斜、橫切、取樣框的深度等因素對VTQ值的影響，并研究不同測量次數ARFI值均值間的差異，探求最佳的重復測量次數，該研究結果顯示[29]探頭加壓、橫切、傾斜、取樣框靠近頸動脈搏動處及深度對VTQ值差異有統計學意義，是否屏氣對VTQ值差異無統計學意義；對甲狀腺非結節部位的測量只需3次，對可疑惡性結節需重復測量5次及以上。因此在研究過程中，應避免上述影響因素或在相同的條件下進行測量，減少不必要的誤差。

2.2.3 ARFI對甲狀腺良惡性結節的鑒別有研究[30]顯示正常組織與良性結節間的剪切波速無明顯差別，但惡性結節與正常組織、良性結節之間差異明顯，該研究提出以正常甲狀腺組織剪切波速的參考值范圍上限作為良惡性結節的鑒別參考值。有研究[24]提出以2.555 m/s區分甲狀腺良惡性結節的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為93.42%、79.17%、95.95%、91.84%。另一研究[31]根據ROC曲線選取鑒別良惡性病灶的VTQ測值臨界值為3.09，其對應的敏感度為93.75%，特異度為89.65%，陽性預測值為83.33%，陰性預測值為96.29%。由此可見，VTQ可較好的評估甲狀腺結節的良惡性，對于良惡性結節的VTQ值范圍有待多中心大樣本研究。

有研究[32]根據結節VTI圖像的灰階不同分為六級，Ⅰ級：病灶區全白或見少許點狀黑色；Ⅱ級：病灶區大部分為白色，少部分為黑色；Ⅲ級：病灶區黑色白色比例相當；Ⅳ級：病灶區大部分為黑色，少部分為白色；Ⅴ級：病灶區幾乎全為黑色并見少量點狀白色；Ⅵ級：病灶區為全黑。該研究結果顯示以VTI≥Ⅳ級作為良惡性結節診斷點，其ROC曲線敏感性、特異性及準確率分別為87.5%、91.8%、90.9%。但是，此研究中惡性結節例數較少，VTI分級以哪一級作為良惡性結節診斷點，有待更大樣本進一步研究證實。

3 總結

目前的研究結果顯示ARFI對于甲狀腺良惡性結節的鑒別有較好的診斷價值。然而，常規超聲是診斷甲狀腺良惡性結節的基礎，那么常規超聲結合ARFI是否能提高甲狀腺良惡性結節的診斷，以及如何將兩者結果綜合分析以提高甲狀腺結節的鑒別診斷，有待進一步研究。同時，ARFI對于合并甲狀腺彌漫性病變的結節，結節的VTI分級以及VTQ值是否受影響、影響有多大有待研究；ARFI對于直徑＜1 cm的惡性結節的診斷價值以及由于目前研究的甲狀腺惡性結節多為乳頭狀癌，那么ARFI對于濾泡狀癌的診斷價值均有待進一步研究。

[1]Dean DS,Gharib H.Epidemiology of thyroid nodules[J].Best Practice&Research Clinical Endocrinology&Metabolism,2008,22 (6):901-911.

[2]Desser TS,Kamaya A.Ultrasound of thyroid nodules[J].Neuroimaging Clinics of NorthAmerica,2008,18(3):463-478.

[3]李泉水,張家庭,田平,等.甲狀腺癌的聲像圖特征研究[J].中國醫學影像技,2006,(4):554-556.

[4]Bartolotta TV,Midiri M,Galia M,et al.Qualitative and quantitative evaluation of solitary thyroid nodules with contrast-enhanced ultrasound:initial results[J].European Radiology,2006,16(10): 2234-2241.

[5]Kim EK,Park CS,Chung WY,et al.New sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration biopsy of nonpalpable solid nodules of the thyroid[J].American Journal of Roentgenology, 2002,178(3):687-691.

[6]Mandel SJ.Diagnostic use of ultrasonography in patients with nodular thyroid disease[J].Endocrine Practice,2004,10(3):246-252.

[7]Papini E,Guglielmi R,Bianchini A,et al.Risk of malignancy in nonpalpable thyroid nodules:predictive value of ultrasound and color-Doppler features[J].Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2002,87(5):1941-1946.

[8]Appetecchia M,Bacaro D,Brigida R,et al.Second generation ultrasonographic contrast agents in the diagnosis of neoplastic thyroid nodules[J].Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, 2006,25(3):325-330.

[9]Foschini MP,Ragazzi M,Parmeggiani A L,et al.Comparison between echo-color Doppler sonography features and angioarchitecture of thyroid nodules[J].International Journal of Surgical Pathology,2007,15(2):135-142.

[10]Sillery JC,Reading CC,Charboneau JW,et al.Thyroid follicular carcinoma:sonographic features of 50 cases[J].American Journal of Roentgenology,2010,194(1):44-54.

[11]Asteria C,Giovanardi A,Pizzocaro A,et al.US-elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Thyroid,2008,18(5):523-531.

[12]徐智章,俞清.超聲彈性成像原理及初步應用[J].上海醫學影像,2005,14(1):3-5.

[13]羅建文,白凈.超聲彈性成像的原理及理論分析[J].國外醫學生物醫學工程分冊,2003,26(3):97-102.

[14]Pacini F,Schlumberger M,Dralle H,et al.European consensus for the management of patients with differentiated thyroid carcinoma of the follicular epithelium[J].European Journal of Endocrinology, 2006,154(6):787-803.

[15]Lyshchik A,Higashi T,Asato R,et al.Thyroid Gland Tumor Diagnosis at US Elastography-1[J].Radiology,2005,237(1):202-211.

[16]Hong Y,Liu X,Li Z,et al.Real-time ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Journal of Ultrasound in Medicine,2009,28(7):861-867.

[17]俞清,徐智章,王文平,等.甲狀腺占位性病變的實時超聲彈性成像表現[J].中國醫學影像技術,2007,23(11):1612-1614.

[18]周萍,詹維偉,任新平,等.超聲彈性成像診斷甲狀腺結節的價值[J].中國醫學影像學雜志,2009,17(4):262-265.

[19]叢淑珍,馮占武,甘科紅,等.甲狀腺良、惡性結節超聲彈性成像特征分析[J].中國醫學影像技術,2010,26(9):1682-1683.

[20]孫國祥,王茵,張衛平,等.實時組織彈性成像在良、惡性甲狀腺結節鑒別診斷中的價值[J].中國醫學影像技術,2011,27(2): 295-298.

[21]劉洪軍,成建萍,司同,等.超聲彈性成像定性診斷甲狀腺結節[J].中國介入影像與治療學,2011,8(3):213-215.

[22]Friedrich-Rust M,Sperber A,Holzer K,et al.Real-time elastography and contrast-enhanced ultrasound for the assessment of thyroid nodules[J].Experimental and Clinical Endocrinology&Diabetes, 2009,118(09):602-609.

[23]張光晨,吳長君,倪子龍,等.聲脈沖輻射力成像技術在肝臟疾病中的應用[J].中國醫學影像技術,2011,27(11):2357-2360.

[24]Gu J,Du L,Bai M,et al.Preliminary study on the diagnostic value of acoustic radiation force impulse technology for differentiating between benign and malignant thyroid nodules[J].Journal of Ultrasound in Medicine,2012,31(5):763-771.

[25]Nightingale K.Acoustic radiation force impulse(ARFI)imaging:a review[J].Current Medical Imaging Reviews,2011,7(4):328.

[26]Mauldin Jr FW,Zhu H,Behler RH,et al.Robust principal component analysis and clustering methods for automated classification of tissue response to ARFI excitation[J].Ultrasound in medicine&biology,2008,34(2):328-339.

[27]Nightingale K,Soo MS,Nightingale R,et al.Acoustic radiation force impulse imaging:in vivo demonstration of clinical feasibility [J].Ultrasound in medicine&biology,2002,28(2):227-235.

[28]張光晨,吳長君,孟巍,等.聲脈沖輻射力成像技術在淺表腫塊囊實性鑒別中的應用[J].中華超聲影像學雜志,2011,20(7): 632-633.

[29]肖莉莉,趙雅萍,高凌云,等.聲輻射力脈沖成像技術對甲狀腺的應用研究[J].醫學研究雜志,2012,41(5):126-130.

[30]Friedrich-Rust M,Romenski O,Meyer G,et al.Acoustic Radiation Force Impulse-Imaging for the evaluation of the thyroid gland:A limited patient feasibility study[J].Ultrasonics,2012,52(1):69-74.

[31]吳長君,鄭淼,邢萍,等.聲脈沖輻射力成像技術在甲狀腺良惡性腫物鑒別診斷中的價值[J].中華超聲影像學雜志,2012,21 (9):822-823.

[32]何勇,徐輝雄,張一峰,等.聲觸診組織彈性成像鑒別診斷甲狀腺結節良惡性的價值[J].中華超聲影像學雜志,2012,21(4):320-323.

R581.3

A

1003—6350（2014）11—1643—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.11.0636

2014-03-14)

李清山。E-mail：756351824@qq.com