剪切波彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結節的診斷價值

王 丹，徐輝雄*，賀亞萍,趙崇克,郭樂杭,王 撬,周邦國

·全科醫生技能發展·

剪切波彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結節的診斷價值

王 丹1,2,3，徐輝雄1,2,3*，賀亞萍2,3,趙崇克2,3,郭樂杭2,3,王 撬2,3,周邦國2,3

目的 探討剪切波彈性成像鑒別甲狀腺良、惡性結節的診斷價值。方法 選擇2016年3—6月在同濟大學附屬第十人民醫院因甲狀腺結節接受甲狀腺手術且經病理檢查確診的甲狀腺結節患者180 例，對患者進行剪切波彈性成像檢查，分別測得結節的楊氏彈性模量及剪切波速度的最大值(E-max)、最大值標準差(E-max-SD)、最大值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值(E-max-Ratio)，平均值(E-mean)、平均值標準差(E-mean-SD)、平均值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值(E-mean-Ratio)。以手術病理檢查結果為金標準，繪制以上指標鑒別甲狀腺良、惡性結節的受試者工作特征曲線(ROC曲線)，分析其對甲狀腺良、惡性結節的鑒別診斷價值。結果 共選取180例患者的180個結節，其中良性結節69 個、惡性結節111個。惡性結節楊氏彈性模量及剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio、E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio均高于良性結節(P<0.05)。各指標中，剪切波速度 的E-max鑒別甲狀腺良、惡性結節的ROC 曲線下面積最大〔0.793,95%CI(0.727,0.850)〕，截斷值為3.58 m/s,其靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、正確率分別為64.86%、85.51%、87.80%、60.20%、72.78%。結論 剪切波彈性成像有助于鑒別良、惡性甲狀腺結節，為甲狀腺疾病診斷提供了更多的依據。其中，剪切波速度的E-max定量評價的效果更優。

甲狀腺結節；彈性成像技術；超聲檢查

王丹，徐輝雄，賀亞萍,等.剪切波彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結節的診斷價值[J].中國全科醫學，2017，20(18)：2279-2284.[www.chinagp.net]

WANG D,XU H X,HE Y P,et al.Value of shear wave elastography imaging in differentiating benign and malignant thyroid nodules[J].Chinese General Practice，2017，20(18)：2279-2284.

目前甲狀腺結節已成為公眾健康問題，甲狀腺結節的患病率為19%～67%，40歲以上患者約占患者總數的一半[1]。有研究顯示，經高分辨率超聲檢查，隨機選擇人群中甲狀腺結節的檢出率為19%～68%，其中女性及中老年患者所占比例較高[2],甲狀腺癌的發病率為5%～10%[3]。因此，甲狀腺結節的良、惡性鑒別診斷對臨床有重要意義。超聲檢查廣泛應用于甲狀腺疾病的篩查，由于既往的二維灰階及彩色多普勒的局限性，其鑒別甲狀腺良、惡性結節的診斷效能差異較大，靈敏度和特異度分別為17.4%～87.1%、38.9%～95.0%[4]。近年來，新興的超聲彈性成像可通過評估組織受到外力時的彈性變化反應組織內部結構的硬度，從而為甲狀腺結節的良、惡性診斷提供重要依據[5-7]。本研究采用剪切波彈性成像對甲狀腺結節的硬度進行檢測，定量獲得甲狀腺結節各項彈性參數，初步探討該技術在甲狀腺良、惡性結節鑒別診斷中的價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年3—6月在同濟大學附屬第十人民醫院因甲狀腺結節接受甲狀腺手術且經病理檢查確診的甲狀腺結節患者180例，共選取了180個結節進行回顧性分析(對于多個結節患者僅選取1個最大結節或最可疑結節)。結節入選標準：(1)實性或以實性為主的結節(囊性成分<25%)；(2)直徑≥5 mm。結節排除標準：(1)純囊性結節；(2)既往行甲狀腺手術或其他治療。180例患者中男45例、女135例；年齡22～78歲，平均年齡(51.5±12.9)歲，其中女性平均年齡(51.8±13.3)歲，男性平均年齡(50.7±11.9)歲。結節直徑范圍5～56 mm，平均直徑(13.1±8.5)mm，其中良性結節平均直徑(15.5±10.0)mm，惡性結節平均直徑(11.5±7.1)mm，良、惡性結節直徑間差異有統計學意義(t=2.762，P=0.007)。病灶位于甲狀腺左葉87個、右葉89 個、峽部4 個。

1.2 儀器與方法 常規超聲和剪切波彈性成像檢查均采用日本Toshiba Aplio 500型超聲診斷儀，14L5線陣探頭，頻率5～14 MHz。患者取仰臥位，先行二維灰階及彩色多普勒超聲檢查，常規行縱、橫切面掃查，觀察并記錄甲狀腺結節的部位、大小、形態、邊界、內部回聲及血流狀況。常規超聲確認目標病灶后，選取病灶的最大長軸切面，調節至剪切波彈性模式。預設的楊氏彈性模量為0～180 kPa，剪切波速度為0～8 m/s，檢查過程中注意輕置探頭于頸部，必要時增加探頭與頸部皮膚之間的耦合劑。

囑患者屏住呼吸，移動彩色取樣框至目標病灶處，并盡量包括周圍甲狀腺組織。待彈性圖像質量穩定后，選取“單次激發模式”，隨后凍結圖像。回放，選取合格的圖像，對甲狀腺結節區域進行測量。合格圖像的要求為：(1)剪切波傳播模式圖顯示等時到達曲線間距平行且穩定；(2)彩色取樣框內均有顏色填充且顏色穩定；(3)正常甲狀腺組織表現為均勻的藍色；(4)彩色取樣框上方無明顯的壓迫偽像。

選擇感興趣區域T1覆蓋病灶邊界，記錄T1內彈性參數為均值(E-mean)；選定直徑為2 mm的感興趣區域T2置于結節內最硬處時，記錄T2內彈性參數為最大值(E-max)；再次調節直徑為2 mm的感興趣區域R并置于周邊正常甲狀腺組織處，記錄R內彈性參數為參照。彈性參數包括楊氏彈性模量和剪切波速度，測量指標包括楊氏彈性模量與剪切波速度的E-max及其標準差(E-max-SD)，E-mean及其標準差(E-mean-SD)，E-max、E-mean以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值(E-max-Ratio、E-mean-Ratio)。每次測量時楊氏彈性模量模式與剪切波速度模式切換應用，重復上述操作3次以上，排除不合格的圖像后，取圖像質量最佳的一次作為測量彈性圖(見圖1、2，本文圖1、2彩圖見本刊官網www.chinagp.net相應文章)。

彈性圖經計算機處理后轉換為可視化的聲像圖，常規設置以紅色表示組織硬度較高，藍色表示組織硬度較低。每例患者均由2 名從事彈性超聲檢查2年以上的超聲醫師采用雙盲法分別測定并獨立完成評估。

2 結果

2.1 病理檢查結果 本研究180個結節經病理檢查確診為良性結節69個(38.3%)、惡性結節111個(61.7%)。具體病理分型為：(1)良性結節包括結節性甲狀腺腫49個、慢性彌漫性淋巴細胞性甲狀腺炎19個、甲狀腺濾泡性腺瘤1個；(2)惡性結節包括甲狀腺乳頭狀癌110個、甲狀腺髓樣癌1個。

2.2 剪切波彈性成像指標比較 甲狀腺良、惡性結節楊氏彈性模量的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio及E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。甲狀腺良、惡性結節剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio及E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio比較，差異均有統計學意義(P<0.05，見表1)。

2.3 鑒別診斷價值分析 (1)楊氏彈性模量：E-max、E-max-SD、E-max-Ratio鑒別甲狀腺良、惡性結節的截斷值分別為39.8kPa、4.5kPa、2.6，AUC分別為0.779、0.707、0.763；E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio鑒別甲狀腺良、惡性結節的截斷值分別為18.4kPa、6.5kPa、1.8，AUC分別為0.774、0.749、0.763(見表2、圖3)。

(2)剪切波速度：E-max、E-max-SD、E-max-Ratio鑒別甲狀腺良、惡性結節的截斷值分別為3.58m/s、0.18m/s、1.60，AUC分別為0.793、0.646、0.774；E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio鑒別甲狀腺良、惡性結節的截斷值分別為2.40m/s、0.52m/s、1.26；AUC分別為0.767、0.685、0.769(見表2、圖4)。

注：a 甲狀腺左葉結節，大小為13.9 mm × 8.8 mm,常規超聲顯示低回聲，邊界清晰，形態規則；b 彩色多普勒超聲示周邊少量血流信號；c病理檢查證實為結節性甲狀腺腫，HE染色(×40)；d 右圖顯示平行規則的等時到達曲線；e 結節的楊氏彈性模量的最大值(E-max)、最大值標準差(E-max-SD)、最大值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值(E-max-Ratio)分別為分別為24.3 kPa、5.1 kPa、2.3，平均值(E-mean)、平均值標準差(E-mean-SD)、平均值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值(E-mean-Ratio)分別為12.0 kPa、4.3 kPa、1.1；f 結節的剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio別為2.82 m/s、0.30 m/s、1.48，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分別為1.98 m/s、0.33 m/s、1.04

圖1 甲狀腺良性結節超聲、病理檢查結果及剪切波彈性成像

Figure 1 Manifestations of ultrasound,pathology and SWE imaging of benign thyroid nodules

注：a 甲狀腺峽部結節，大小為11.0 mm×9.0 mm,常規超聲顯示低回聲，邊界欠清晰，形態欠規則，微鈣化，后方有聲影；b 彩色多普勒超聲示周邊血流信號；c病理檢查證實為甲狀腺乳頭狀癌，HE染色(×200)；d 右圖顯示平行規則的等時到達曲線；e 結節的楊氏彈性模量的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio分別為109.5 kPa、15.4 kPa、8.2，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分別為70.3 kPa、34.1 kPa、5.3；f 結節的剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio分別為6.00 m/s、0.42 m/s、2.90，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分別為4.52 m/s、1.61 m/s、2.18

圖2 甲狀腺惡性結節超聲、病理檢查結果及剪切波彈性彈性成像

注：E-max=最大值，E-max-SD=最大值標準差，E-max-Ratio=最大值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值，E-mean=平均值，E-mean-SD=平均值標準差，E-mean-Ratio=平均值以正常甲狀腺組織為參照的硬度比值

注：AUC=受試者工作特征曲線下面積

3 討論

近年來，超聲彈性成像通過客觀反應組織結構的硬度信息，對判斷病灶的良、惡性及預后具有一定的臨床價值[6-10]。超聲彈性成像通過定量檢測楊氏彈性模量指標，能更客觀地提供診斷依據，在甲狀腺、乳腺、肝臟、前列腺等疾病中的應用已被報道[11-14]。目前，超聲彈性成像技術主要包括法國Super Sonic Imagine(SSI)技術及德國西門子Virtual Touch Imaging Quantification(VTIQ)技術。

3.1 楊氏彈性模量指標分析 2010年，SEBAG等[15]率先將SSI技術應用于甲狀腺疾病的診斷，其研究入組了146個結節，惡性結節占19.9%，惡性結節的楊氏彈性模量E-max平均為(150±95)kPa，高于良性結節的(36±30)kPa(P<0.001)，以結節的楊氏彈性模量的E-max 65 kPa為截斷值，靈敏度為85.2%、特異度為93.9%、陽性預測值為80.0%、陰性預測值為95.9%、正確率為93.6%。隨后，LIU等[16]又研究了SSI技術的楊氏彈性模量的E-mean，納入了271例患者的331個甲狀腺結節，良、惡性結節楊氏彈性模量的E-mean分別為(20.4±8.8)kPa、(36.8±19.4)kPa，以結節楊氏彈性模量的E-mean 24.0 kPa為截斷值，靈敏度為70.3%、特異度為74.8%、陽性預測值為55.5%、陰性預測值為85.2%、正確率為73.4%。本研究中良、惡性結節楊氏彈性模量的E-max分別為(28.9±17.8)kPa 和(58.5±35.7)kPa，截斷值為39.8 kPa,靈敏度為63.06%、特異度為88.41%、陽性預測值為89.74%、陰性預測值為59.80%、正確率為72.78%。良、惡性結節楊氏彈性模量E-mean分別為(16.6±8.1)kPa和(30.5±18.9)kPa,截斷值18.4 kPa，靈敏度為65.77%、特異度為84.06%、陽性預測值為86.90%、陰性預測值為60.42%、正確率為72.78%。

圖3 楊氏彈性模量指標鑒別診斷甲狀腺良、惡性結節的ROC曲線

Figure 3 ROC curve of Young′s elasticity modulus for differentiating benign and malignant thyroid nodules

圖4 剪切波速度指標鑒別診斷甲狀腺良、惡性結節的ROC曲線

Figure 4 ROC curve of shear wave speed for differentiating benign and malignant thyroid nodules

本研究中良、惡性結節楊氏彈性模量的E-max稍低于既往文獻[15]，楊氏彈性模量的E-mean較既往文獻有較高的特異度和陽性預測值[16]。

3.2 剪切波速度指標分析 有文獻報道了關于甲狀腺結節的VTIQ技術，AZIZI等[17]納入了707個行手術或行穿刺的結節，其中惡性結節82個，得出的剪切波速度截斷值為3.54 m/s，AUC為0.780、靈敏度為79.27%、特異度為71.52%、陽性預測值為26.75%、陰性預測值為96.34%。本研究剪切波速度的E-max截斷值3.58 m/s，AUC為0.793、靈敏度為64.86%、特異度為85.51%、陽性預測值為87.80%、陰性預測值為60.20%，本研究剪切波速度E-max截斷值與上述報道相近，但陽性預測值和AUC提高。提示剪切波彈性成像具有更好的鑒別甲狀腺良、惡性結節的診斷效能。本研究剪切波速度E-max陰性預測值較低，誤診率增加，分析原因可能與本研究納入了較多的<10 mm的結節有關，由于現在高頻超聲的廣泛應用，越來越多的小結節被診治。本研究剪切波速度的E-mean截斷值為2.40 m/s,AUC為0.767、靈敏度為63.06%、特異度為88.41%、陽性預測值為89.74%、陰性預測值為59.80%。

3.3 本研究存在的局限性 本研究尚存在一定的局限性：(1)入組了180個結節，需要進一步行大樣本量的多中心研究。(2)納入研究患者均是接受手術的患者，有選擇偏移，本研究38.3%為惡性結節，檢出率較高。(3)本研究中良性結節主要為結節性甲狀腺腫，惡性結節主要為甲狀腺乳頭狀癌，對不同病理類型的甲狀腺結節的診斷價值有待進一步評估。(4)本研究僅聚焦于剪切波的彈性參數，并沒有聯合普通二維超聲，因而普通二維超聲聯合剪切波彈性成像聲的診斷效能有待于進一步研究。(5)已知剪切波彈性成像無需增加額外壓力，對操作者要求很高，但實際操作中患者的呼吸、頸部血管搏動及特殊的解剖位置均會影響檢查結果。(6)另外，本研究未排除患有橋本甲狀腺炎患者。有研究報道，此類患者會導致彈性模量指標偏高[18-19]。

作者貢獻：王丹進行試驗設計與實施、資料收集整理、撰寫論文并對文章負責；賀亞萍、趙崇克、郭樂杭、王撬、周邦國進行試驗實施、評估、資料收集；徐輝雄對文章進行質量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：趙躍翠)

·征稿啟事·

“慢病管理/健康促進”欄目簡介與征稿

慢性病管理、健康促進是我國基本公共衛生服務項目中的重要內容，也是社區衛生服務機構的主要工作內容。本欄目刊登內容包括：慢性非傳染性疾病的危險因素及其評價，慢性非傳染性疾病的管理、干預措施及效果評價，慢性非傳染性疾病前期的綜合防治措施及效果評價等。

歡迎大家踴躍投稿！為了提高稿件處理效率，歡迎登錄本刊網站(www.chinagp.net)“在線投稿”進行投稿。投稿咨詢電話0310-2067118。省級以上課題研究成果優先處理錄用。

Value of Shear Wave Elastography Imaging in Differentiating Benign and Malignant Thyroid Nodules

WANGDan1,2,3,XUHui-xiong1,2,3*,HEYa-ping2,3,ZHAOChong-ke2,3,GUOLe-hang2,3,WANGQiao2,3,ZHOUBang-guo2,3

1.ShanghaiClinicalCollegeofAnhuiMedicalUniversity,Shanghai200072,China2.DepartmentofMedicalUltrasound,TenthPeople′sHospitalofTongjiUniversity,Shanghai200072,China3.UltrasoundResearchandEducationInstitute,TongjiUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200072,China

Objective To assess the performance of shear wave elastography(SWE) in differentiating benign and malignant thyroid nodules.Methods The selected 180 thyroid nodules participants were from Tenth People′s Hospital of Tongji University,who were treated by surgery,and were diagnosed confirmedly by pathological examination of the surgical specimens between March and June 2016.All of them underwent SWE for measuring the E-max,E-max-SD，E-mean，and E-mean-SD of Young′s elasticity modulus and shear wave speed(SWS) and ratio referenced as normal thyroid(E-max-Ratio，E-mean-Ratio),respectively.The pathological results were set as the gold standard.ROC curve of the above diagnostic markers was used to assess their performance in differentiating benign and malignant thyroid nodules.Results There were 69 benign and 111 malignant nodules in the total 180 thyroid nodules.E-max,E-max-SD,E-max-Ratio,E-mean,E-mean-SD,E-mean-Ratio of Young′s elasticity modulus and SWS in malignant nodules were significantly higher than those in benign nodules(P<0.05).The area under the curve(AUC) of SWS E-max was〔0.793,95%CI(0.727,0.850)〕,larger than that of the other markers,with a cutoff point of 3.58 m/s,providing sensitivity of 64.86%,specificity of 85.51%,positive predict value of 87.80%,negative predict value of 60.20%,accuracy of 72.78% in detecting malignant lesions.Conclusion The SWE technique could be helpful for the differential diagnosis of thyroid nodules by providing reference.Furthermore,the SWS E-max was better than other parameters in the differential diagnosis of thyroid nodules.

Thyroid nodule；Elasticity imaging techniques；Ultrasonography

國家自然科學基金資助項目(81401417)

R 581 R 445.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.04.y06

2016-12-20；

2017-03-20)

1.200072上海市，安徽醫科大學上海臨床學院

2.200072上海市，同濟大學附屬第十人民醫院超聲醫學科

3.200072上海市，同濟大學醫學院超聲醫學研究所

*通信作者：徐輝雄,主任醫師，教授；E-mail:xuhuixiong@126.com

*Correspondingauthor:XUHui-xiong,Chiefphysician,Professor；E-mail:xuhuixiong@126.com