SonoLiver軟件參數成像在甲狀腺腫瘤超聲造影中的應用研究

傅 宇，張 淵，江 泉，張云霄，陳 劍，鄭一君，顧曉鳴

1. 上海市浦東新區人民醫院超聲科，上海 201200；

2. 上海市浦東新區人民醫院統計室，上海 201200

SonoLiver軟件參數成像在甲狀腺腫瘤超聲造影中的應用研究

傅 宇1，張 淵1，江 泉1，張云霄1，陳 劍1，鄭一君1，顧曉鳴2

1. 上海市浦東新區人民醫院超聲科，上海 201200；

2. 上海市浦東新區人民醫院統計室，上海 201200

目的：探討SonoLiver軟件在甲狀腺腫瘤超聲造影中的臨床應用價值。方法：對158例甲狀腺腫塊(惡性88例、良性70例)行超聲造影檢查，應用SonoLiver定量軟件對其進行定量分析，并以病灶與周圍甲狀腺組織的增強水平差值為參數，進行動態血管模型(dynamic vascular pattern，DVP)參數成像，比較甲狀腺良惡性腫瘤各參數及DVP參數圖有無差異。結果：甲狀腺惡性腫瘤的相對峰值強度(maximum intensity，Imax)顯著高于良性腫瘤(P＜0.05)，惡性腫瘤的相對上升時間(rising time，RT)、達峰時間(time to peak，TTP)快于良性腫瘤，相對平均渡越時間(mean transit time，mTT)慢于良性腫瘤，差異均有統計學意義(P＜0.05)。甲狀腺良惡性腫瘤的DVP參數圖有顯著性差異，72例(81.8%)惡性腫瘤表現為病灶感興趣區內大部分呈紊亂不規則團塊狀或分散的斑片狀紅色/黃色填充；59例(84.3%)良性腫瘤表現為病灶感興趣區內大部分呈較單一的紅色或黃色填充。結論：SonoLiver造影分析軟件獲得的定量參數和構建的DVP參數圖可為甲狀腺腫瘤的診斷提供有價值的信息。

甲狀腺腫瘤；超聲造影；應用

超聲造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)在甲狀腺腫瘤診斷中的應用研究已有報道[1-3]。常規CEUS診斷甲狀腺腫瘤主要依靠造影后的增強特征及其變化，但此診斷方式存在觀察者差異，且不易觀察到增強水平快速或細微的變化，而采用定量技術對造影后的時間-強度變化進行量化可避免上述情況。本研究應用SonoLiver軟件對158例甲狀腺腫瘤CEUS進行定量分析，并以病灶與周圍甲狀腺組織的增強水平差值為參數，進行動態血管模型(dynamic vascular pattern，DVP)參數成像的構建，探討其在甲狀腺腫瘤診斷中的臨床應用價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象

選取2014年1月—2016年1月于上海市浦東新區人民醫院行手術切除的158例甲狀腺腫瘤患者，腫塊長徑7～20 mm，均經病理組織學證實。惡性88例，其中甲狀腺乳頭狀癌75例、濾泡癌10例、未分化癌3例；良性70例，其中甲狀腺腺瘤58例、結節性甲狀腺腫12例。

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器

應用SIEMENS公司Sequoia 512彩色多普勒超聲診斷儀，配備對比脈沖序列(contrast pulse sequencing，CPS)成像條件，探頭型號15L8Ws，頻率8～12 MHz。

1.2.2 造影劑

造影劑選用B R A C C O公司聲諾維(SonoVue)。25 mg凍干粉劑與生理鹽水5 mL配制成混懸液，人工振搖均勻。

1.2.3 檢查方法

首先采用常規彩色多普勒超聲顯示甲狀腺內病灶，選定病灶血流顯示最豐富切面，切換入造影模式。啟動CPS，抽吸2.5 mL造影劑經肘靜脈團注，隨即沖注生理鹽水5 mL。以DICOM格式保存常規超聲圖像及造影過程的動態影像。

1.2.4 圖像處理及分析過程

采用TOMTEC公司的SonoLiver軟件，可對病灶造影后的時間-強度變化進行定量分析，還融合了 DVP參數成像功能。DVP參數成像：將病灶造影后與周圍組織增強水平差值隨時間的變化過程進一步處理，通過彩色編碼的方式轉換為顏色的變化，構建DVP參數圖。SonoLiver軟件的定量分析及參數成像過程見相關文獻[4]。用SonoLiver軟件描畫感興趣區(region of interest，ROI)。① 邊界ROI：描畫將要被分析的造影聲窗，包括病灶和周圍甲狀腺組織；② 病灶ROI：描畫整個將要被分析的病灶輪廓；③ 參考ROI：在邊界ROI內描畫1個周圍甲狀腺組織的區域。SonoLiver 輸出的數據有3種形式：① 定量分析結果，擬合質量(quality of fit，QOF)、峰值強度(maximum intensity，Imax)、上升時間(rising time，RT)、達峰時間(time to peak，TTP)、平均渡越時間(mean transit time，mTT)；② 靜態圖像，包括QOF分布圖、Imax分布圖、RT分布圖、TTP分布圖、mTT分布圖；③ 動態視頻，DVP參數圖。

對每例甲狀腺良惡性腫瘤均分析注射造影劑后0～5 min內的造影圖像，對每例病灶分析時要求病灶QOF及參考甲狀腺組織QOF均≥85%，即QOF均達到良好。保存各輸出結果及靜態、動態圖像。分析甲狀腺腫瘤的4個參數(Imax、RT、TTP、mTT)及DVP參數圖。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 CEUS定量分析結果

將周圍甲狀腺組織ROI內Imax定義為100%，則惡性組病灶ROI內Imax平均為(123.68±27.56)%，顯著高于周圍甲狀腺組織(P＜0.05)；良性組病灶ROI內Imax平均為(110.32±30.58)%，顯著高于周圍甲狀腺組織(P＜0.05)。惡性組的RT、TTP快于周圍甲狀腺組織，mTT慢于周圍甲狀腺組織，差異均有統計學意義(P＜0.05)。良性組的RT、TTP慢于周圍甲狀腺組織，mTT快于周圍甲狀腺組織，差異均有統計學意義(P＜0.05)。惡性組與周圍甲狀腺組織之間RT、TTP和mTT的比較見表1；良性組與周圍甲狀腺組織之間RT、TTP和mTT的比較見表2。

甲狀腺惡性組的相對Imax高于良性組(Z=-2.318，P=0.000)，惡性組的相對RT、TTP快于良性組，惡性組的相對mTT慢于良性組，差異均有統計學意義(P＜0.05)。

表1 甲狀腺惡性腫瘤與周圍甲狀腺組織造影參數比較(±s )

表1 甲狀腺惡性腫瘤與周圍甲狀腺組織造影參數比較(±s )

組別 例數 Imax (%) RT (s) TTP (s) mTT (s)甲狀腺惡性腫瘤 88 123.68±27.56 12.92±4.16 15.68±5.02 95.38±20.68周圍甲狀腺組織 100±0.00 16.96±4.09 17.79±5.65 82.51±18.61 t值 -9.667 3.658 3.968 -5.368 P值 0.000 0.000 0.000 0.000

表2 甲狀腺良性腫瘤與周圍甲狀腺組織造影參數比較(±s )

表2 甲狀腺良性腫瘤與周圍甲狀腺組織造影參數比較(±s )

組別 例數 Imax (%) RT (s) TTP (s) mTT (s)甲狀腺良性腫瘤 70 110.32±30.58 18.68±4.19 18.77±5.11 65.68±9.98周圍甲狀腺組織 100±0.00 14.68±5.21 14.12±5.34 81.23±15.62 t值 5.209 -3.652 -3.985 4.219 P值 0.018 0.005 0.003 0.000

2.2 甲狀腺良惡性腫瘤的DVP參數圖

DVP參數圖只出現于病灶ROI內。DVP參數圖上，黃或紅色表示增強水平高于周圍甲狀腺組織，藍或綠色表示增強水平低于周圍甲狀腺組織，黑色表示增強水平等于周圍甲狀腺組織。

甲狀腺良惡性腫瘤之間DVP參數圖有顯著性差異，72例(81.8%)惡性腫瘤表現為病灶ROI內大部分呈紊亂不規則團塊狀或分散的斑片狀紅黃色填充(圖1)，59例(84.3%)良性腫瘤表現為病灶ROI內大部分呈較單一的紅黃色填充(圖2)。

圖1 甲狀腺惡性腫瘤DVP參數圖

圖2 甲狀腺良性腫瘤DVP參數圖

3 討 論

甲狀腺良惡性腫瘤在血管生成和細胞增殖方面存在差異。CEUS不僅可提高超聲對低速血流的顯示能力，還能動態觀察病灶血流灌注情況[5]。本研究采用的SonoLiver造影分析軟件的最大優勢是應用DVP技術，其融合了定量分析技術和彩色編碼原理，以定量分析獲得的數字信息為參數，對已進行定量分析的造影圖像再次處理，在提高超聲診斷重復性的同時進一步將數字信息轉換成彩色而直觀反映在病灶中。關于SonoLiver軟件在甲狀腺腫瘤造影中的應用研究，國內外文獻報道較少見。

3.1 CEUS定量分析中各參數及其在甲狀腺良惡性腫瘤鑒別診斷中的意義

常規CEUS診斷甲狀腺腫瘤主要依靠診斷者對增強特征及其變化的觀察和判斷，易受診斷者經驗的影響，有一定的主觀性，而采用定量技術對造影后的時間-強度變化進行量化可提高CEUS診斷的重復性。

SonoLiver軟件分析獲得的定量參數有Imax、RT、TTP、mTT等。Imax為病灶血流灌注的最大強度，與病灶血流豐富程度有關。本研究顯示，甲狀腺惡性組的相對Imax高于良性組。有研究[5]已證實，CD34在甲狀腺惡性結節中的表達水平高于良性結節，而CD34反映病理微血管密度。

RT為造影劑到達病灶所需的時間，與動脈血供的豐富程度有關；TTP為病灶達最大造影強度所需的時間，與病灶增強快慢有關。惡性腫瘤造影的平均RT為(12.92±4.16) s、平均TTP為(15.68±5.02) s；良性腫瘤造影的平均RT為(18.68±4.19) s、平均TTP為(18.77±5.11) s。惡性腫瘤造影的RT、TTP明顯快于良性腫瘤(P＜0.05)，原因可能是惡性腫瘤內血管密度大、管徑粗，且以動脈供血為主，常存在動靜脈瘺等，致使病灶內造影劑迅速聚集，灌注時間加快。

mTT是SonoLiver軟件提供的新的定量參數，其定義為病灶從開始增強至Imax下降一半所需的時間，與病灶內造影劑廓清快慢相關。本研究發現，甲狀腺惡性腫瘤造影的mTT顯著慢于良性腫瘤(P＜0.05)。有研究[6]顯示，甲狀腺良惡性結節的血管生成較正常甲狀腺增多，但與良性病變相比，惡性腫瘤新生血管扭曲變形，血管壁薄，分化差，平滑肌缺乏及缺少神經支配；腫瘤內部血流變異很大，無固定方向，呈周期性間歇血流、反向血流或靜止血流。這些病理特征均使靜脈回流障礙，導致惡性病灶在造影過程中晚期局部造影劑滯留并廓清延遲。mTT是反映造影劑廓清快慢的定量參數，或許可成為診斷甲狀腺癌的較好定量指標，有待進一步研究。

3.2 DVP參數圖在鑒別甲狀腺良惡性腫瘤中的價值

SonoLiver造影分析軟件不同于以往傳統造影軟件，其獨特的DVP技術可將造影的灰階變化轉換為顏色的變化，以彩色編碼方式顯示。本研究預設的造影參數為甲狀腺腫瘤與周圍甲狀腺組織增強水平的差值，以此為參數對甲狀腺腫瘤進行DVP參數成像的構建。結果發現，甲狀腺惡性腫瘤的DVP參數圖多表現為腫塊內大部分呈紊亂不規則團塊狀或分散的斑片狀紅黃色填充，而良性腫瘤多表現為腫塊內大部分呈較單一的紅黃色填充。甲狀腺良惡性腫瘤的血管生長方式不同，其病理基礎決定了各自特征性的DVP參數圖。因此，DVP參數成像可通過簡便方法直觀反映甲狀腺病灶與周圍甲狀腺組織增強水平的差異，減輕超聲醫師的讀圖壓力，有助于甲狀腺良惡性腫瘤的鑒別診斷。

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Application of SonoLiver software in contrast-enhanced ultrasound of thyroid tumors

FU Yu1, ZHANG Yuan1,JIANG Quan1, ZHANG Yunxiao1, CHEN Jian1, ZHENG Yijun2, GU Xiaoming2(1. Department of Ultrasound, Pudong New Area People’s Hospital, Shanghai 201200, China; 2. Department of Statitics, Pudong New Area People’s Hospital,Shanghai 201200, China)
Correspondence to: ZHANG Yuan E-mail: 1079531821@qq.com

Objective:To investigate the value of SonoLiver software in contrast-enhanced ultrasound (CEUS) of thyroid tumors.Methods:A total of 158 cases of thyroid tumor (88 malignant, 70 benign) underwent CEUS. SonoLiver software was used to quantitatively analyze the CEUS and reconstructed dynamic vascular pattern (DVP) parametric images.Results:The relative maximum intensity (Imax) of malignant thyroid tumors were signif i cantly higher than that of benign lesions (P＜0.05). The relative rising time (RT), time to peak (TTP) of malignant lesions were shorter than those of benign lesions, and the relative mean transit time (mTT) of malignant lesions was longher than that of benign lesions. The differences were statistically signif i cant (P＜0.05).DVP parametric images of benign and malignant tumors were signif i cantly different. There were 72 malignant lesions (81.8%) fi lled with confused and irregular or patchy red/yellow, and 59 benign lesions (84.3%) filled with single red/yellow.Conclusion:The quantitative parameters and DVP parametric images provided by SonoLiver software are valuable for the diagnosis of thyroid tumors.

Thyroid tumor; Contrast-enhanced ultrasound; Application

R445.1

A

1008-617X(2017)05-0337-04

上海市浦東新區衛生和計劃生育委員會衛生科技發展專項基金(No：PW2014A-23)；上海市浦東新區衛生和計劃生育委員會領先人才培養(No：PWR12012-02)

張淵 E-mail：1079531821@qq.com

2017-05-11

2017-06-25）