超聲彈性成像在診斷甲狀腺良惡性結節方面的應用

李維芝(綜述)，柳莉莎(審校)

(新疆醫科大學附屬腫瘤醫院超聲科，烏魯木齊 830011)

超聲彈性成像在診斷甲狀腺良惡性結節方面的應用

李維芝△(綜述)，柳莉莎※(審校)

(新疆醫科大學附屬腫瘤醫院超聲科，烏魯木齊 830011)

摘要：超聲彈性成像(UE)是近年來廣泛應用于醫學領域的一項新技術，被稱為超聲繼A、B、D、M型之后的E型(elastography)模式。其能夠提供有關組織內部彈性特征(組織在外力作用下發生形變的程度即硬度)的信息，因而可以進一步辨別病變區域性質，為臨床診斷及鑒別診斷提供更廣泛的信息。該文就近年來UE技術在診斷甲狀腺良惡性結節方面的研究進行綜述。

關鍵詞：超聲檢查；甲狀腺結節；彈性成像；診斷

目前，超聲檢查是診斷甲狀腺疾病的首選檢查方法，但常規超聲對甲狀腺結節的良惡性診斷并不理想。作為甲狀腺的彈性成像檢查，恰恰反映了結節的硬度情況，因此彈性成像是對常規超聲的一種補充。超聲彈性成像(ultrasonic elastography,UE)作為近幾年發展起來的新技術之一，可以較為客觀地體現出組織的相對硬度；目前，此技術較多的應用在淺表組織彈性檢測和肝纖維化程度檢測等方面，用于鑒別局灶性病變的良惡性,其在乳腺疾病方面應用最多見[1]。然而，近幾年其在檢查甲狀腺疾病方面的報道也逐漸增多[2]。現就UE在診斷甲狀腺良惡性結節中的應用予以綜述。

1UE原理及發展歷程

1.1UE的原理Dinter 等[3]第一個提出了UE技術，并將其應用于甲狀腺結節的臨床檢查及診斷過程中，并在甲狀腺疾病的良、惡性鑒別診斷方面進行了大量研究。UE的基本原理為：人體組織受到一定壓力時，較軟的組織易受壓發生變形，而較硬的組織則不易發生變形；超聲儀器通過分析組織變形前后的射頻信號，得到相應組織內部的應變分布信息，并進行彩色編碼，從而產生彩色彈性成像[4]。組織的生物學特性是此項技術的基礎，也就是不同組織對同一壓力產生了不一樣的形變，彈性系數越大(即硬度大)的組織，發生的應變就越小(即位移變化小)，相反，彈性系數越小(即硬度小)的組織，發生應變就越大(即位移變化大)；實時組織彈性成像圖顯示：組織受壓后，彈性系數小的表現為紅色；彈性系數大的表現為藍色；彈性系數中等的表現為綠色，UE以色彩對不同組織進行彈性編碼，從而反映組織硬度[5]。有實驗研究結果顯示，UE尚能有效區分不同硬度的物體，但其反映的并非被測體的硬度絕對值，而顯示的是與周圍組織相比較所得的硬度相對值[6]。

1.2UE的發展歷程UE被稱為繼A、B、D、M型之后的E型(elastography)模式[7]。其經歷了兩代發展歷程，第一代：靜態方法，即助力式，屬于壓迫彈性成像(包括手動加壓、血管彈性成像和心臟彈性成像等類別)。第二代：動態方法，即聲力式，有兩種類型：其一是外加低頻振動源——在體外施加低頻振動源，使組織內部產生瞬時剪切波，利用互相關法估算剪切波傳播的橫向及縱向位移；其二是利用超聲輻射力——通過聲學射頻壓力使其局部內部振動并追蹤組織運動，而超聲輻射力技術又有剪切波彈性成像、聲輻射力激勵成像和超聲剪切成像3種方法[8]。

2UE的檢查操作、彈性成像評分及應變率比值

2.1UE檢查的操作UE反映的是被測體與周圍組織相比的硬度相對值，檢查時探頭所置的范圍及所使用的壓力、壓放頻率都將影響診斷，而探頭所置的彈性成像感興趣區域應包括病變組織和一定范圍的周圍組織[9]。羅葆明等[10]通過研究乳腺UE檢查感興趣區大小對診斷結果的影響，發現感興趣區面積>病灶2倍時，能更好反映病變區與周圍組織的相對硬度，從而得到較準確的診斷。因此，在整個臨床操作過程中，應當盡量減小操作者壓力與壓放頻率對圖像的影響，避免發生假陽性[11]。

2.2UE評分法根據病變區不同顏色表現，在彈性圖像中定義如下：病變區綠色>50%即以綠色為主；病變區藍色>50%即以藍色為主，并據此將彈性圖分為5級。0級：病變區以囊性為主，呈紅藍綠三色相間；Ⅰ級：病變區與周圍組織呈均勻綠色；Ⅱ級：病變區以綠色為主(綠色區面積為50%～90%，并分布較均)；Ⅲ級：病變區呈雜亂的、藍綠相間的“馬賽克狀”或病變區以藍色為主(藍色區面積為50%～90%)；Ⅳ級，病變區以藍色為主(藍色區面積>90%以上)；0～Ⅱ級為甲狀腺良性結節，Ⅲ～Ⅳ級為甲狀腺惡性結節[12]。雖然筑波大學的5分評分法是國際上公認的，但對有些結節的評分依然欠準確，臨床工作中往往面臨的圖像較復雜；評分法主要有0～Ⅳ級評分法、標準5分法和改良5分法[13]。如何制訂更加有利于臨床工作的評分標準，達成統一的評分方法，尚需在臨床工作中積累更多經驗及對設備不斷改進。俞清等[14]回顧性分析了158例共211個病灶的UE檢查結果，發現甲狀腺囊性病灶具有典型的BGR(Blue-Green-Red)表現；彈性評分≤4分的多為甲狀腺腺瘤或增生結節，而評分>4分的多為腺癌。任新平等[15]研究報道顯示，UE評分≤3分的多為結節性甲狀腺腫等良性病變，而甲狀腺癌則為4～5分。陳立斌和蔣天安[16]分析了98例共107個病灶，發現以≥3級診斷甲狀腺癌的靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值分別為96.7%(59/61)、87.0%(40/46)、92.5%(99/107)、90.7%(59/65)、95.2%(59/65)，結果表明UE評級法是一種有價值的方法。Hong等[17]研究了90例共145個甲狀腺結節的UE檢查結果，發現彈性評分為4～6分的在惡性病變中占88%，而彈性評分為1～3分的在良性病變中占90%，甲狀腺惡性病變的靈敏度88%、特異度90%、陽性預測值81%、陰性預測值93%，顯示出UE對甲狀腺良惡性疾病具有較高的檢出率。

2.3UE應變率比值的測定UE等級評分法主要根據病灶區顏色分布來進行評分，而顏色分布取決于外部手的壓力，且觀察者不同對不同顏色的分布判斷也不同，因此應用此方法所作出的診斷常常具有診斷醫師的主觀性。UE技術中的半定量方法——應變率(strain ratio,SR)比值測定已經逐步應用于組織硬度的估算[18]。SR比值測量技術作為UE技術中估算組織軟硬度的一種新方法，采用超聲設備提供的彈性成像測量法，選取甲狀腺結節與鄰近正常組織范圍為感興趣區，通過鄰近正常組織SR與病變區SR相比得出比值，其評價病變區組織的軟硬度更為客觀[19]。測量SR的具體方法為：操作者在取得實時UE圖像后，利用超聲設備提供的測量方法，在圖中標記出病灶區(ROIA)及對照區(ROIB)，取得彈性應變率(ROI B值/ROIA值)，創建受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線，得出曲線下面積，找出SR最佳診斷界值，SR≥界值判定為惡性，SR<界值判定為良性[20]。根據Swets[21]的參考標準，受試者ROC的曲線下面積在0.7～0.9時，診斷結果具有一定準確性。參考約登指數(敏感性+特異性-1)的最大值確定臨界點即最佳診斷臨界點[19]。

陳立斌和蔣天安[16]對58例共61個病灶的甲狀腺癌患者和 40例共46個結節的甲狀腺良性結節患者行UE評級，以最佳臨界點SR≥3.4 診斷為甲狀腺癌，靈敏度、特異度分別為91.8%(56/61)、89.1%(41/46)；結果顯示，SR比值法在鑒別甲狀腺良惡結節方面同UE評分法一樣，也具有較高效能。此結果與俞清等[22]的研究結果相似。Ning等[23]研究了99個甲狀腺結節，采用UE評分法和SR比值法，并通過ROC曲線來評估此兩種方法；結果表明，ROC曲線下面積的平均值為等級評分法0.79、SR比值法0.88，SR比值法的評估值比彈性硬度分級標準的評估值高；ROC曲線判定的良惡性最佳診斷臨界值為3.5，其相應的靈敏度、特異度分別為82%和72%；顯示出鑒別甲狀腺的不同結節，SR比值是一個有用的指數，其提供了量化指標而且提高了診斷準確率。安秀艷等[20]對165例共196個甲狀腺結節進行研究，結果顯示，彈性SR診斷甲狀腺良惡性結節的ROC曲線下面積為0.826，最佳診斷界值為2.51，其靈敏度81.63%、特異度72.79%、準確率75.00%,說明SR在鑒別診斷甲狀腺良惡性結節方面有中等價值。袁家英[24]對89例共147個甲狀腺結節進行研究，發現彈性SR診斷甲狀腺結節良、惡性病變的曲線下面積為0.946，最佳診斷臨界點為3.79，其對應的靈敏度89.6%、特異度90.26%、準確率 91.15%，說明彈性SR參數能夠作為診斷甲狀腺結節的依據。

3甲狀腺UE的影響因素

3.1病灶的大小鄭雅蘭等[12]研究了212例共347個甲狀腺結節，術前均行UE檢查，所有病例均被手術及病理證實；結果表明，研究中<1 cm的甲狀腺結節90個，靈敏度91.8%、準確率88.9%，比1～2 cm組略高，而遠高于2～3 cm組、≥3 cm組,說明1 cm乳腺腫塊的靈敏度82.5%、特異度87.8%，而≤1 cm的乳腺腫塊靈敏度88.0%、特異度100.0%，表明UE診斷早期乳腺癌有一定價值。

3.2病灶病理特點據研究報道，甲狀腺結節的硬度與其病理結構關系密切，甲狀腺乳頭癌因瘤細胞結構呈分支狀的復雜排列,內部常伴沙礫體,對鄰近甲狀腺組織浸潤，都會引起結節硬度增高，SR較高；髓樣癌內部呈濾泡狀排列的瘤細胞，間質內通常含有淀粉樣物質沉積，質地較軟，SR較低；濾泡癌由于不同的分化程度導致硬度差異較大，分化好的濾泡癌濾泡內充滿膠質，質地較軟，SR較低，而主要由濾泡和膠質組成的結節性甲狀腺腫及腺瘤，質地較軟，SR較低[20]。UE在診斷甲狀腺疾病方面誤診的原因主要有：甲狀腺結節的鈣化、纖維化增加了結節硬度，使其SR減小，易誤診為惡性；結節囊性變，大的囊變區在受壓時能夠緩沖壓力，導致結節實性部分SR減小，顯得相對較硬，因此容易把實性部分誤診為惡性；癌結節太小而漏診，有些甲狀腺微小癌不一定獨立存在，有可能在大的良性結節內隱藏著，因此必要時還需另外分析結節內的異常回聲區；良惡性結節在硬度分布上有一定的重疊區[26]。所以，對于臨床疑似的惡性病變仍需進行穿刺活檢獲取組織病理學結果，從而降低甲狀腺惡性結節的漏診率[27]。

4UE的新技術

UE技術已經從乳腺疾病拓展到了甲狀腺、前列腺、肝臟、宮頸等。目前，在診斷頸部淋巴結良惡性方面、深靜脈血栓成像、估算皮膚或肌肉的彈性模量甚至對于腦腫瘤的檢測等領域，UE都有涉足，而且取得了一定成果[28]。目前發展起來的UE技術包括有瞬時超聲彈性成像、實時組織超聲彈性成像、聲輻射力脈沖彈性成像、諧波運動成像、剪切波彈性成像。其中，聲輻射力脈沖彈性成像技術又包含了聲觸診組織成像和聲觸診組織定量。在吳長君等[29]的研究中，發現135個良惡性結節在構建ROC曲線后，聲觸診組織定量的曲線下面積為0.944，根據Swets[21]的判斷標準，聲觸診組織定量的診斷準確性較高。隨著這些新技術的日趨成熟和完善，相信會給臨床工作帶來更大的指導意義。

5UE在應用中存在的局限性及優勢

5.1UE的局限性①具有一定的人為因素影響，不同檢查者的操作手法不同，如手持探頭的振動頻率及手部加壓的力度大小是否均勻等；另外，在彈性評分法中對于2～3分這個區間結節的良惡性重疊較多，彈性成像圖中的色彩分布會因不同的人而給出不同的評分。②其他干擾因素，如頸動脈搏動、患者的呼吸及吞咽、機器噪聲、設備型號不同等，還有結節大小及位置、病變區與參照區的選擇等[30]。

5.2UE的優勢雖然甲狀腺UE目前仍有一定局限和不足，但是，超聲檢查方便、快捷、安全、無創，成為了診斷甲狀腺結節疾病的主要手段[31]。彈性成像技術拓展了超聲檢查的內涵，作為一種新技術，UE在鑒別診斷甲狀腺腫塊良、惡性方面，相比評分法，SR值可以提供半定量的應變信息，其臨床應用價值較高，可作為常規超聲的重要補充[2]。

6小結

UE作為一種新技術，在臨床應用中對于常規超聲的一些不足可以得到很好的完善，使得超聲診斷范圍拓寬，從而顯示出UE在臨床實踐中的應用價值之所在。隨著彈性成像技術的完善及新技術的飛速發展，經過學者們的潛心鉆研，設備的不斷完善，在實際的臨床工作中，操作者手法的不斷純熟，一些干擾因素得以排除，結合傳統超聲的方法，相信UE技術的診斷符合率會越來越高，彈性成像會有美好前景。

參考文獻

[1]胡向東，何文.超聲彈性成像技術臨床應用現狀[J].中華臨床醫師雜志，2010,4(12)：2364-2369.

[2]韓紅霞，寧春平，田家瑋，等.彈性成像評分法與應變率比值對甲狀腺腫塊鑒別診斷的對比研究[J].中華超聲影像學雜志，2011，20(5)：402-405.

[3]Dinter DJ，Weidner AM，Wenz F，etal.Imaging diagnostics of the prostate[J].Urologe A，2010，49(8)：963-975.

[4]李紅宇，丁紅宇.灰階超聲結合超聲彈性成像改良評分法在甲狀腺實性結節中的應用[J].中國醫學影像學雜志，2010，5(4)：648-651.

[5]Khalil AS,Chan RC,Chau AH,etal.Tissue elasticity estimation with optical coherence elastography:toward mechanical characterization of in vivo soft tissue[J].Ann Biomed Eng,2005,33(11):1631-1639.

[6]俞清，王文平，季正標，等.實時超聲彈性成像評估物體硬度的實驗研究[J].中華超聲影像學雜志，2007，16(11)：997-999.

[7]閆玉璽，原韶玲.超聲彈性成像技術在甲狀腺病變診斷中的應用進展[J/CD].中華醫學超聲雜志：電子版，2011,8(11)：2396-2400.

[8]李德來，舒貞權.醫學超聲成像前沿技術述評[J].中國醫療器械信息，2011,17(6)：19-22.

[9]Kallel F,Ophir J.Limits on the contrast of strainconcentrations in elastography[J].Ultrasound Med Biol,1998,24(8):1215-1219.

[10]羅葆明，曾婕，歐冰，等.乳腺超聲彈性成像檢查感興趣區域大小對診斷結果影響[J].中國醫學影像技術，2007，23(9)：1330-1332.

[11]馮俊玲，王甌晨.64例甲狀腺癌患者常規二維超聲和彈性成像超聲檢查的比較研究[J].中國現代醫生，2012,50(15)：88-89.

[12]鄭雅蘭，鄭媛媛，王谷一.不同大小及深度的甲狀腺結節超聲彈性成像的臨床研究[J].中國臨床醫學影像雜志，2013，24(5)：357-359.

[13]羅葆明，歐冰，智慧，等.改良超聲彈性成像評分標準在乳腺腫塊鑒別診斷中的價值[J]．現代臨床醫學生物工程學雜志，2006，12(5)：396-398．

[14]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.

[15]任新平，詹維偉，周萍，等.實時超聲彈性成像及灰階超聲檢查在甲狀腺占位性病變診斷的對比研究[J].中華超聲醫學雜志，2009,25(2)：128-132.

[16]陳立斌，蔣天安.超聲彈性成像分級法及應變比值法診斷甲狀腺良惡性腫塊的價值[J].中華超聲影像學雜志，2013，22(2)：180-181.

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

[18]Luo S,Kim EH,Dighe M,etal.Thyroid nodule classification using ultrasound elastography via linear discriminant analysis[J].Ultrasonics,2011,51(4):425-431.

[19]宋焱，章春泉.超聲彈性成像對甲狀腺結節良惡性鑒別的研究進展[J].中國全科醫學，2012，15(18)：2077-2079.

[20]安秀艷，叢淑珍，錢雋，等.對比研究超聲彈性應變率與常規超聲鑒別甲狀腺結節的價值[J].中國臨床醫學影像學雜志，2013，24(2)：85-87.

[21]Swets JA.Measuring the accuracy of diagnostic systems[J].Science,1988,240(4857):1285-1293.

[22]俞清，王文平，李超倫，等．實時超聲彈性成像定量參數分析在甲狀腺結節診斷中的初步應用[J]．中華超聲影像學雜志，2010，19(5)：408-410．

[23]Ning CP,Jiang SQ,Zhang T,etal.The value of strain ratio in differential diagnosis of thyroid solid nodules[J].Eur J Radiol,2012,81(2):286-291.

[24]袁家英.超聲彈性應變率比值與X線鉬靶對甲狀腺結節診斷價值的比較[J].中國保健營養:中旬刊，2012，2(增刊):265-266.

[25]李明慧，柳莉莎.超聲彈性成像評分標準對乳腺良惡性腫塊的診斷價值[J].腫瘤，2011,31(5)：453-456.

[26]李選峰，朱張茜，潘高云，等.綜合應用三種超聲彈性成像指標鑒別甲狀腺結節的良惡性[J].實用醫學雜志,2012,28(8)：1355-1356.

[27]崔廣和，張文曉，高立紅，等.甲狀腺腫塊超聲彈性成像與超聲引導下穿刺活檢病理相關性研究[J].濱州醫學院學報，2011,34(3)：208-212.

[28]曾雪燕，劉蜻蜻.超聲彈性成像技術的臨床應用及研究進展[J].中國醫學創新，2013，10(23):157-158.

[29]吳長君，鄭淼，劉春波，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.

[30]張家志，孫小林.實時超聲彈性成像技術在甲狀腺良惡性病變中的應用價值[J].中國中西醫結合影像學雜志，2013,11(2)：182-184.

[31]劉雪雁.彩色超聲診斷甲狀腺結節性疾病136例分析[J]．當代醫學，2011,17(26)：50-51.

Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

LIWei-zhi,LIULi-sha.

(DepartmentofUltrasonics,TumorHospitalAffiliatedToXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830011,China)

Abstract：Ultrasound elasticity(UE) imaging is a new technology in recent years which has been widely used in medical field,known as ultrasonic type E (elastography) model after type A,B,D,M.It can provide the internal elastic characteristics of the related tissueinformation( the tissue deformation degree under external force is hardness),thereby can help to further distinguish the local nature of the lesion,provide extensive information for the clinical diagnosis and differential diagnosis.Here is to make a review of the application of UE technology in research in benign and malignant thyroid nodules diagnosis in the recent years.

Key words：Ultrasonography； Thyroid Nodules; Elastography； Diagnosis

收稿日期：2014-08-04修回日期：2014-10-26編輯：鄭雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.04.044

中圖分類號：R730.41； R736.1

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)04-0690-03