甲狀腺實性結節(jié)的聲脈沖輻射力彈性成像診斷研究

段韻 周佩 向慧娟

甲狀腺實性結節(jié)的聲脈沖輻射力彈性成像診斷研究

段韻 周佩 向慧娟

目的 評估聲脈沖輻射力彈性成像技術（ARFI）對甲狀腺實性結節(jié)良惡性鑒別診斷價值。方法 對100例患者的118個實性結節(jié)行ARFI彈性成像聲觸診組織成像（VTI）及聲觸診組織定量（VTQ）兩種技術檢查，以VTI彈性分級≥IV級判斷為惡性結節(jié)；VTQ中計算結節(jié)剪切波速度（SWV）平均值、結節(jié)周圍非病灶組織平均值及兩者的比值。結果 根據ROC曲線得出甲狀腺良惡性結節(jié)SWV平均值及比值的最佳診斷界值分別為2.66m/s、1.21，曲線下面積（AUC）分別為0.780、0.762，敏感性、特異性、準確率分別為56%、89%、74%，69%、73%、71%；以VTI彈性分級≥IV級判斷甲狀腺實性結節(jié)良惡性具有顯著性意義（P=0.000），其敏感性為78%，特異性為77%，準確率為77%。結論 ARFI技術定性及定量評價組織硬度，對甲狀腺實性結節(jié)良惡性鑒別均有較高價值，兩者結合應用對甲狀腺實性結節(jié)的超聲鑒別診斷有較大幫助。

甲狀腺 結節(jié) 彈性成像 聲觸診組織定量 聲觸診組織成像

甲狀腺結節(jié)性病變在臨床十分常見，其發(fā)病率為19%～67%［1］，甲狀腺癌的發(fā)病率呈上升趨勢，超聲是甲狀腺疾病的首選檢查方法，可檢出直徑1mm的小結節(jié)。近年來，超聲彈性成像在甲狀腺疾病中的診斷應用發(fā)展迅速，聲脈沖輻射力成像（ARFI）技術是較新的彈性成像技術，包括聲觸診組織成像（VTI）及聲觸診組織定量（VTQ）技術，能定性及定量地反映組織的硬度特征［2］。本文應用ARFI技術對甲狀腺實性結節(jié)進行組織彈性定性及定量的研究，探討ARFI技術對甲狀腺實性結節(jié)良惡性的鑒別診斷效能。

圖1 甲狀腺實性結節(jié)及該結節(jié)周圍非病灶甲狀腺組織的VTQ檢測圖

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取2011年8月至2014年5月在本院行甲狀腺切除術的患者100例（共118個病灶），其中男20例，女80例；年齡（21～74）歲，平均年齡（46±13）歲。83例為單發(fā)、17例為多發(fā)。病灶位于甲狀腺左葉58個、右葉56個、峽部4個。病灶結節(jié)直徑0.6～7.1cm。所有患者甲狀腺的實性結節(jié)術前均接受二維、多普勒超聲、VTI及VTQ檢查，所有的病灶均手術切除病理檢查證實。

1.2 儀器與方法 使用Siemens S2000彩色多普勒超聲診斷儀（9L4探頭），配有ARFI成像軟件，ARFI條件下探頭發(fā)射特定的聚焦超聲波束使組織產生縱向壓縮和橫向振動，檢測縱向壓縮的位移變化得出VTI圖像，橫向振動以剪切波的方式向周圍傳播，利用剪切波相鄰的波峰時間差及波長系統(tǒng)可自動計算出剪切波速度（SWV）并顯示在屏幕上，單位以m/s表示（見圖1）。所有檢查均由同一位高年資的醫(yī)師操作，患者取仰臥位，充分暴露甲狀腺進行系統(tǒng)掃查，發(fā)現病灶后首先采取二維灰階超聲檢查，常規(guī)行縱、橫切面掃查，觀察并記錄甲狀腺實性結節(jié)的二維特征、彩色多普勒血流顯像特征，然后選取病灶最大的縱切面，選擇AVI條件，將觀察區(qū)（FOV）的大小調整到病灶范圍的2～3倍，或當病灶＞最大FOV橫徑的70%時，FOV調整至包含大約20%～30%非病灶組織。囑患者屏住呼吸，探頭輕觸甲狀腺表面不加壓，按“Update”鍵，獲取并存儲AVI圖像。然后選擇VTQ條件，囑患者屏住呼吸，探頭輕觸甲狀腺表面不加壓，按“Update”鍵，測量結節(jié)及結節(jié)周圍非病灶組織的SWV值，測量時注意避開鈣化區(qū)域，同一個病灶測量7次，去掉最大值及最小值，當實性結節(jié)的SWV值＞測量上限，顯示為X.XXm/s時，取最大值9m/s作為統(tǒng)計數據。計算實性結節(jié)、結節(jié)周圍非病灶組織SWV平均值以及它們的比值。

1.3 VTI彈性圖像分級 參考Zhang YF等［3］提出的VTI分級標準，根據甲狀腺實性結節(jié)VTI彈性圖像的黑、白色區(qū)域所占的比例分級，將VTI彈性圖像分為6級。I級：結節(jié)幾乎全部為白色，黑色占0%～20%。II級：結節(jié)大部分為白色，黑色占20%～40%。III級：結節(jié)黑色與白色比例相當，黑色占40%～60%。IV級：結節(jié)大部分為黑色，黑色占60%～80%。V級：結節(jié)幾乎全部為黑色，黑色＞80%。VI級：實性結節(jié)全為黑色。在無病理診斷結果對照的情況下，由2名超聲醫(yī)師獨立對所采集的VTI彈性圖像進行分級，并取得一致意見，閱片時注意避開鈣化區(qū)，當出現不同意見時由兩人協商解決達成一致意見。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS17.0軟件。計量資料用t檢驗，計數資料用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖2 甲狀腺實性結節(jié)SWV平均值、結節(jié)與非病灶組織平均值的比值診斷結節(jié)良惡性的ROC曲線

2 結果

2.1 手術病理結果 100例（118個實性結節(jié)）患者經手術后病理檢查證實，其中惡性54個、良性64個。病理類型：惡性結節(jié)中，乳頭狀癌53個（其中乳頭狀微小癌16個），其中6例合并橋本甲狀腺炎、5例合并結節(jié)性甲狀腺腫、3例合并橋本伴結節(jié)性甲狀腺腫、1例合并淋巴細胞性甲狀腺炎、2例合并結節(jié)性甲狀腺腫伴腺瘤形成；髓樣癌1個。良性結節(jié)中，結節(jié)性甲狀腺腫34個，結節(jié)性甲狀腺腫伴腺瘤11個，結節(jié)性甲狀腺腫并橋本9個，結節(jié)性甲狀腺腫伴橋本及腺瘤形成2個，結節(jié)性甲狀腺腫伴亞急性甲狀腺炎1個，甲狀腺腺瘤4個，橋本甲狀腺炎1個，橋本甲狀腺炎伴腺瘤形成1個，亞急性肉芽腫性甲狀腺炎1個。

2.2 VTI彈性分級結果 良性結節(jié)VTI彈性分級I～III級54例，占84%（54/64），惡性結節(jié)IV～VI級45例，占83%（45/54）；甲狀腺良惡性實性結節(jié)VTI彈性分級差異有統(tǒng)計學意義（χ2=57.132，P=0.000）；以VTI彈性分級≥IV級判斷為惡性結節(jié)，其敏感性為78%（42/54）、特異性為77%（49/64）、準確率為77%（91/118）、陰性預測值為80%（49/61）、陽性預測值為74%（42/57）。

2.3 甲狀腺實性結節(jié)及結節(jié)周圍非病灶組織的SWV平均值 甲狀腺良性結節(jié)SWV平均值與非病灶組織SWV平均值分別為（2.09±0.53）m/s（范圍：0.91～3.272m/ s）和（1.96±0.36）m/s（范圍：1.32～2.83m/s）（χ2=18.361， P=0.003），差異有統(tǒng)計學意義；甲狀腺惡性結節(jié)SWV平均值與非病灶組織SWV平均值分別為（3.14±1.45）m/s（范圍1.30～9.00m/s）和（1.93±0.39）m/s（范圍0.94～2.77m/s）（χ2=42.293，P=0.000），差異有統(tǒng)計學意義。甲狀腺良性與惡性結節(jié)SWV平均值比較差異有統(tǒng)計學意義（χ2=26.444，P=0.000，）； 甲狀腺良性與惡性結節(jié)組非病灶組織SWV平均值比較差異無統(tǒng)計學意義（χ2=3.585，P=0.167＞0.05）。

2.4 甲狀腺實性結節(jié)與非病灶組織SWV平均值的比值 甲狀腺良性結節(jié)及惡性結節(jié)SWV平均值與非病灶組織SWV平均值的比值分別為（1.09±0.31）（范圍：0.54～2.12）和（1.73±0.99）（范圍0.65～5.48）。兩者比較（χ2=20.394，P=0.000），差異有統(tǒng)計學意義。

2.5 受檢者工作特征曲線（ROC曲線）分析 （1）甲狀腺實性結節(jié)SWV的平均值判斷其良惡性的ROC分析曲線，其曲線下的面積（AUC）為0.780與Az=0.5比較差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000）。通過ROC曲線分析得出其最佳診斷截斷值為2.66m/s，其對應的敏感性為56%（30/54）、特異性為89%（57/64）、準確率為74%（87/118）、陰性預測值為70%（57/81）、陽性預測值為81%（30/37）。（2）甲狀腺實性結節(jié)SWV的平均值與非病灶組織的SWV平均值的比值判斷其良惡性的ROC曲線對應的AUC為0.762與Az=0.5比較差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000）。ROC曲線上的最佳診斷截斷值為1.21，其對應的特異性為73%（47/64）、敏感性為69%（37/54）、準確率為71%（84/118）、陰性預測值為73%（47/64）、陽性預測值為69%（37/54）。（見圖2）。

2.6 VTQ與VTI聯合診斷 當結節(jié)SWV平均值≥2.66m/s或VTI彈性分級≥IV級任何一方診斷為惡性時，其對應的敏感性為83%（45/54）、特異性為70%（45/64）、準確率為76%（90/118）、陰性預測值為83%（45/54）、陽性預測值為70%（45/64）；當結節(jié)SWV平均值比值≥1.21或VTI彈性分級≥IV級任何一方診斷為惡性時，其對應的敏感性為85%（46/54）、特異性為61%（39/64）、準確率為72%（85/119）、陰性預測值為83%（39/47）、陽性預測值為65%（46/71）。

3 討論

聲脈沖輻射力成像（ARFI）技術是一種無創(chuàng)評估組織彈性硬度的超聲成像技術。其基本原理是聲脈沖輻射力產生內部應激力，使組織產生縱向壓縮及橫向振動［4］，組織越硬，縱向壓縮的位移越小，檢測縱向壓縮變化形成VTI圖像，以黑白表示組織的硬度，黑色越多，代表組織越硬；另一方面，組織越硬，橫向振動的剪切波速度越大，VTQ檢測橫向振動產生的SWV反映組織的硬度，剪切波速度越高，代表組織越硬，通過數字量化組織的彈性順應力，可以對組織硬度作出定量評價。

國內外文獻報道［5，6］甲狀腺結節(jié)VTQ測量SWV的平均值診斷分界點為2.40～2.86m/s，本資料中病灶SWV的平均值最佳診斷分界點為2.66m/s，與文獻報道相同，表明ARFI技術VTQ值作為甲狀腺結節(jié)良惡性的判斷指標具有較高的重復性和臨床價值。另外，作者對每例患者非病灶甲狀腺組織進行了測量，雖然均為“非病灶組織”，但因個體、性別、年齡等的差異，其正常甲狀腺組織的硬度也會有差異，同時本組31.5%（17/54）惡性結節(jié)及93.8%（60/64）良性結節(jié)合并彌漫性病變，例如合并有結節(jié)性甲狀腺腫、橋本甲狀腺炎等。本資料中良、惡性組非病灶組織SWV評價差異無統(tǒng)計學意義，考慮到單純研究甲狀腺實性結節(jié)的SWV絕對值可能會產生一些假陽性或假陰性，因此本文還分析了甲狀腺實性結節(jié)SWV平均值與非病灶組織SWV平均值的比值，結果顯示大多數良性結節(jié)的平均值比值＜1.21，該比值的分布在良、惡性結節(jié)中有顯著性差別。國內外文獻報道中［7～9］，甲狀腺結節(jié)VTI彈性分級以≥IV級診斷為惡性，其敏感性范圍約74%～94%，特異性范圍約35%～100%，準確率范圍約72%～89%。本資料結果均在范圍內，可見VTI的不同樣本研究重復性較好。

本資料中，4例甲狀腺腺瘤中有2例VTI彈性圖像有共同特點，病灶前部及中部較非病灶組織稍黑，病灶后部呈明亮白色（見圖3）。上述征象是否為腺瘤的特異性表現，還需在以后的研究中進一步證實。甲狀腺實性結節(jié)的VTI彈性分級所檢出癌結節(jié)的準確率、敏感度及陰性預測值均高于VTQ的SWV值的檢測，但VTI圖像中也存在一定的假陽性和假陰性，3例病灶病理結果為甲狀腺乳頭狀癌，VTI彈性分級分別為II級或III級，但SWV的平均值均＞2.66m/s，平均值比值＞1.21。5例結節(jié)性甲狀腺腫病灶，VTI彈性分級均為IV級，但SWV的平均值均＜2.66 m/s，平均值比值＜1.21，故當VTI彈性分級≥IV級時，結合VTQ所測SWV的平均值、比值可以給臨床的診療提供很大幫助。但8例病灶病理結果為乳頭狀癌合并結節(jié)性甲狀腺腫或合并橋本甲狀腺炎，VTI彈性分級為II級或III級，且 VTQ測SWV平均值＜2.66m/s，平均值比值＜1.21。病例中出現假陽性及假陰性可能與以下幾個因素有關：首先惡性結節(jié)中的微小癌病灶細胞結構較均一，纖維化程度不高，SWV值較低；而部分良性結節(jié)內纖維化程度高或合并鈣化，導致SWV值較高；VTI的FOV不能完整覆蓋較大病灶、病灶內各區(qū)域自身硬度有差異等因素可導致選擇偏差；其次鄰近病灶的大血管搏動、操作者用力不一致、患者呼吸配合欠佳等因素均能影響VTI的圖像及SWV測值，另外還可能存在一些未知的影響因素如病灶鄰近峽部、結節(jié)的深度等。

圖3 甲狀腺腺瘤的VTI彈性圖像

1 Choi SH, Kim EK, Kwak JY, et al. Interobserver and intraobserver variations in ultrasound assessment of thyroid nodules.Thyroid,2010, 20(2):167～172.

2 Melodelima D, Bamber JC, Duck FA, et al. Transient elastography using impulsive ultrasound radiation force: a preliminary comparison with surface palpation elastography.Ultrasound Med Biol, 2007,33(6):959～969.

3 Zhang YF, He Y, Xu HX, et al.Virtual touch tissue imaging on acoustic radiation force impulse elastography: a new technique for differential diagnosis between benign and malignant thyroid nodules.Ultrasound Med,2014,33(4):585～595.

4 Nightingale KR, Palmeri ML, Nightingale RW, et al. On the feasibility of remote palpation using acoustic radiation force. J Acoust Soc Am,2001, 110(1):625～634.

5 陳樹強,朱莉莉,陳祥錦,等.聲觸診組織量化技術診斷甲狀腺乳頭狀癌.中國醫(yī)學影像技術,2012,27(12):2451～2455.

6 徐梅梅,林紅軍,張益蘭,等.聲觸診組織量化技術在甲狀腺結節(jié)良惡性鑒別中的應用.江蘇醫(yī)藥,2014,40(8):962～963.

7 Xu JM,Xu HX,Xu XH,et al.Solid hypo-echoic thyroid nodules on ultrasound: the diagnostic value of acoustic radiation force impulse elastography. Ultrasound Med Biol,2014,40(9):2020～2030.

8 邢春燕,徐輝雄,章晶,等.聲脈沖輻射力彈性成像在伴有鈣化的甲狀腺結節(jié)良惡性鑒別診斷中的應用價值.中華臨床醫(yī)師雜志:電子版,2013,7(18):8253～8256.

9 張一峰,何勇,徐輝雄.聲脈沖輻射力彈性成像診斷甲狀腺微小癌的價值.中華臨床醫(yī)師雜志:電子版,2012,6(23):7615～7619.

Objective To evaluate the diagnostic value of acoustic radiation force impulse elastography（ARFI）for differential diagnosis of thyroid solid nodules. Methods 100 patients with 118 thyroid solid nodules were performed virtual touch tissue imaging（VTI）and virtual touch tissue quantitfi cation（VTQ）examination of ARFI. Elasticity of VTI≥IV grade level was considered malignant. Shear wave velocity（SWV）of nodule and non-nodule tissue were measured for 7 times. Average SWV of nodules and non-nodule tissue and the ratio of them were calculated. Results Optimum diagnosis cutoff of SWV averages and the ratios were 2.66m/s，1.21，AUC were 0.780，0.762 respectively according to ROC curve. Sensitivity， specifi city， accuracy rate of average SWV and the ratio were 56%，89%，74%， 69%，73%，71% separately.VTI ≥IV grade level to differentiate benign and malignant thyroid nodules had signifi cant difference（P=0.000）with the sensitivity，specifi city and accuracy of VTI of 78%，77% and 77%. Conclusions ARFI of qualitative and quantitative evaluation for tissue stiffness have a high value to differentiating thyroid solid nodules. Both methods have their advantages and combined application would have greater value.

Thyroid Nodule Elasticity Virtual touch tissue imaging Virtual touch tissue quantitfi cation

湖北省衛(wèi)生廳指導項目（JX6C-23）

430000 廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院超聲影像科