超聲彈性成像技術診斷良惡性甲狀腺結節效果的研究

黃澤健，闞娜

農墾三亞醫院 超聲科，海南 三亞572000

超聲彈性成像技術診斷良惡性甲狀腺結節效果的研究

黃澤健，闞娜

農墾三亞醫院 超聲科，海南 三亞572000

目的 探討剪切波彈性成像技術中的楊氏模量值對甲狀腺良惡性結節的鑒別診斷價值。方法 對186例患者行實時剪切波彈性成像檢查，繪制ROC曲線，取得良惡性結節鑒別診斷的最佳臨界值。結果 共219個結節，良性結節90個，惡性結節129個。良性結節楊氏模量的平均值、最大值和最小值分別為(46.11±19.49)、（69.13±32.26）和（13.12±7.29）kPa，惡性結節楊氏模量的平均值、最大值和最小值分別為（81.22±21.99）、（104.45±42.36）和（24.76±10.91）kPa；良惡性結節楊氏模量平均值、最大值及最小值差異具有統計學意義（P＜0.01）；病灶楊氏模量最大值和平均值ROC曲線下面積（Area Under the Cur，AUC）分別為0.783和0.893，最大值、平均值分別為80.5 kPa和63.5 kPa，以其為診斷界值則診斷敏感度、特異度分別為75.4%、73.3%和80.8%和85.6%。結論 實時剪切波彈性成像的楊氏模量值，能夠直接、定量地反映甲狀腺結節的軟硬度，為甲狀腺結節良惡性病變鑒別診斷提供了更為客觀的診斷依據，具有廣闊的臨床應用前景。

甲狀腺良惡結節；甲狀腺；楊氏模量；超聲彈性成像；ROC曲線

引言

甲狀腺結節臨床發病率較高，惡性者可達5%～15%[1]，因此，術前鑒別診斷良惡病變意義重大。超聲檢查為首選檢查方法，但診斷價值有限。超聲彈性成像近些年來廣泛發展，有助于鑒別甲狀腺良惡性病變[2-3]。靜態應變彈性成像為半定量，是間接反映組織相對硬度，診斷較局限，且可重復性差。實時剪切波彈性成像（Shear Wave Elastrography，SWE）用于檢查甲狀腺結節，可以獲得病灶的楊氏模量絕對值，其值越大，說明剪切波速度越快，反映甲狀腺結節組織的硬度越大，SWE是一種定量測量技術[4-5]。因此，本研究對甲狀腺結節進行實時SWE，獲得病灶的定量楊氏模量值，旨在探討SWE對甲狀腺良惡性結節的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2014年5月～2015年8月在我院行超聲彈性成像檢查并經手術病理證實的患者186例，其中女性141例，男性45例，年齡45～80歲，平均（55.4±12.7）歲。所有患者檢查前均予以明確告知并獲得其同意。病灶共219個，最大徑3.8～43.0 mm，平均（17.22±10.79） mm。其中病理診斷良性結節90個，病理類型包括結節性甲狀腺腫36個、腺瘤26個、增生結節14個、亞急性甲狀腺炎14個；惡性結節129個，包括乳頭狀癌100個、濾泡狀腺癌19個、髓樣癌7個。

1.2 儀器與方法

采用SuperSonic Imagine AixPlorer型SWE超聲診斷儀，應用L4-15線陣探頭，頻率4～15 MHz。

患者取仰臥位，先行二維超聲及彩色多普勒超聲檢查，觀察記錄結節的部位、大小、形態、內部回聲、邊界及血流狀況；然后啟用SWE模式，探頭輕放于皮膚，選定取樣框（完全覆蓋異常回聲區，盡量覆蓋病灶），結節內有液性部分則選取其實性部分，囑患者屏氣，靜置3 s待圖像穩定后定幀；啟動Q-BOX功能，測量感興趣區（Region of Interest，ROI）內病灶楊氏模量值，同一病灶反復測量3次，得出3組數據值，計算3組數據中最大值、最小值及平均楊氏模量值的平均值并儲存；最后檢查圖像及數據。

1.3 統計學方法

應用軟件SPSS 13.0進行分析，計量資料以均數±標準差（±s）描述，組間計量資料比較采用t檢驗，診斷試驗分析采用ROC曲線法，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 良惡性組楊氏模量比較分析

良、惡性結節表現的楊氏模量值見表1，且差異具有統計學意義（P＜0.01）。良性結節超聲圖像見圖1，其中圖1a為SWE圖，結節的楊氏模量最大值為44.1 kPa，平均值為36.7 kPa（病灶內呈均勻藍色），最小值25.0 kPa；圖1b為常規二維灰階聲像圖。惡性結節超聲圖像見圖2，其中圖2a為SWE圖，結節的楊氏模量最大值為95.1 kPa，平均值為84.5 kPa，最小值68.0 kPa（病灶內呈較豐富紅色）；圖2b為常規二維灰階聲像圖。

圖1 結節性甲狀腺腫

圖2 甲狀腺乳頭狀癌

2.2 楊氏模量篩查甲狀腺良惡性ROC分析

由表2可知，病灶楊氏模量最大值和平均值診斷甲狀腺惡性結節的ROC曲線下面積（Area Under the Curve，AUC）分別為0.783和0.893，應用病灶楊氏模量平均值診斷甲狀腺惡性結節的準確性優于楊氏模量最大值，ROC曲線見圖3。

圖3 良惡性腫瘤的楊氏模量最大值和平均值的ROC曲線圖

2.3 診斷試驗ROC分析

應用ROC曲線評價診斷甲狀腺惡性病灶的楊氏模量最大值、平均值及其敏感度、特異度。以病灶楊氏模量最大值80.5 kPa作為良惡性診斷界值時，即≥80.5 kPa為惡性病灶，＜80.5 kPa時為良性病灶，楊氏模量平均值的臨界點為63.5 kPa，≥63.5 kPa為惡性病灶，＜63.5 kPa為良性病灶。二者診斷敏感度、特異度為、準確度、陽性預測值、陰性預測值見表3。

3 討論

SWE是通過探頭對組織施加一個外部或自身的動態、靜態、準靜態或準動態的激勵，在組織中產生足夠強度的剪切波[6]。由于剪切波在不同組織中傳播速度不同，因此能夠反映聲阻抗相同而彈性系數不同的組織特點。儀器通過Q-Boxtm定量分析系統根據剪切波速度計算出組織的楊氏模量值，其大小能反映組織彈性的大小，即楊氏模量值越大，組織越硬，此技術已廣泛應用于眾多器官[7-9]。對甲狀腺良惡性病變的鑒別診斷已有研究[10]，但研究報道較少，本研究通過楊氏模量平均值、最大值、最小值進行ROC定量分析，探討SWE在甲狀腺良惡性結節鑒別中的價值。結果惡性結節的楊氏模量的平均值及最大值均高于良性結節，分析其原因可能與其病理學基礎相關[11]。有研究表明甲狀腺良性病變如結節性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤等主要成分為大小不等的腺泡細胞，內充滿膠質，其組織質地較軟；甲狀腺惡性病變尤其是乳頭狀甲狀腺癌，成乳頭狀生長，組織分支多，間質多含纖維、血管及鈣化沙粒小體，其組織硬度較良性病變高。

表1 惡性組和良性組的各指標比較分析結果（±s）

表1 惡性組和良性組的各指標比較分析結果（±s）

組別 n 楊氏模量最大值 (kPa) 楊氏模量最小值 (kPa) 楊氏模量平均值(kPa)良性組 90 69.13±32.26 13.12±7.29 46.11±19.49惡性組 129 104.45±42.36 24.76±10.91 81.22±21.99 t -6.681 -8.836 -12.190 P＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

表2 楊氏模量最大值、平均值的ROC曲線下面積（mm2）

表3 楊氏模量最大值、平均值診斷試驗ROC分析

本組甲狀腺惡性結節的最大楊氏模量值為（104.45± 42.36）kPa，平均楊氏模量值為（81.22±21.99）kPa，與國內文獻報道相似[12-13]，但相對低于國外的文獻報道[14]。最大楊氏模量值目前尚無統一正常值范圍，國內外文獻報道的數值有一定差距，尚需系統的大樣本多中心研究才能確定。本研究中采用ROC曲線評價楊氏模量最大值、平均值鑒別診斷甲狀腺結節良惡性的準確性。分析結果初步認為楊氏模量平均值診斷甲狀腺惡性結節的準確度高于楊氏模量最大值；利用楊氏模量平均值診斷惡性結節，分析結果可以認為利用結節楊氏模量平均值為參考時其診斷意義較楊氏模量最大值高。此外，對部分病例在應用SWE時，出現假陽性及假陰性的結果，分析其原因，可能與以下因素有關：①由于甲狀腺位置表淺，受生理曲度、頸部大血管及氣管影響，實施檢查時患者呼吸運動產生偽影進而影響圖像質量；②對形態不規則的病灶，儀器默認的ROC取樣設置所限，可導致SWE不能準確反映病灶硬度，使其應用受到一定限制；③ 某些良性結節中合并存在纖維化、鈣化及玻璃樣變等從而導致病灶硬度增高而出現假陽性結果，并導致某些惡性結節出血、壞死等使病灶硬度減低造成假陰性結果的發生[15]。

綜上所述，SWE可以直觀的測量甲狀腺結節的楊氏模量的平均值、最大值及最小值，能夠直接、定量地反映甲狀腺結節的軟硬度，為甲狀腺結節良惡性病變鑒別診斷提供了更為客觀的診斷依據，具有廣闊的臨床應用前景。由于本研究的病例數有限，對甲狀腺結節良惡性病變的鑒別診斷臨界點還需大樣本進一步研究確定。

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Study on the Effectiveness of Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

HUANG Ze-jian, KAN Na
Department of Ultrasound, Nongken Sanya Hospital, Sanya Hainan 572000, China

Objective To explore the effectiveness of application of Young's modulus value of shearing wave elastography imaging technique in differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules. Methods A total of 186 patients with thyroid nodules underwent real-time shear wave elasticity imaging. Their ROC (Receiver Operating Characteristic) curves were drawn to acquire the optimal critical value of benign and malignant thyroid nodules. Results There were 90 benign nodules and 129 malignant nodules in the total 219 thyroid lesions. The mean, maximum and minimum Young's modulus value of benign nodules was (46.11±19.49), (69.13±32.26) and (13.12±7.29) kPa respectively, whereas the mean, maximum and minimum Young's modulus value of malignant ones was (81.22±21.99), (104.45±42.36) and (24.76±10.91) kPa respectively, with statistically significant difference (P＜0.01); The AUC (Area under the Curve) of the ROC curve of maximum and the mean Young's modulus value was respectively 0.783 and 0.893 (P＜0.05). Taking 80.5 kPa as the threshold of maximum Young's modulus value, the sensitivity was 75.4% and specificity was 73.3%. Taking 63.5 kPa as the threshold of mean Young's modulus value, the sensitivity was 80.8% and specificity was 85.66%. Conclusion Young's modulus value of real-time shear wave elasticity imaging could directly and quantitatively reflect the hardness of thyroid nodules, which provided an effective new method for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules, and had broad clinical application prospect.

benign and malignant thyroid nodules; thyroid; Young's modulus; ultrasonic elastography; receiver operating characteristic curve

R445.1；R581

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.011

1674-1633(2016)11-0050-03

2016-02-23

2016-09-09

基金課題：三亞市科技局課題（2015YW20）。

作者郵箱：huangzest@126.com