實(shí)時剪切波彈性成像的甲狀腺結(jié)節(jié)圖像特征及彈性模量參數(shù)對惡性結(jié)節(jié)的預(yù)測價值

葉澤呈，陳瑞，夏柏

甲狀腺結(jié)節(jié)是內(nèi)分泌系統(tǒng)常見疾病，最新研究發(fā)現(xiàn)其患病率為19%～68%，其中約10%的患者為甲狀腺惡性結(jié)節(jié)［1］。常規(guī)超聲為甲狀腺結(jié)節(jié)的首選檢查方法，然而良、惡性結(jié)節(jié)的超聲圖像特征存在部分重疊，容易發(fā)生漏診、誤診，具有較大的不確定性［2-3］。超聲引導(dǎo)下細(xì)針穿刺抽吸活檢常常能夠明確結(jié)節(jié)的病理性質(zhì)，但是對所有結(jié)節(jié)進(jìn)行穿刺顯然又不符合經(jīng)濟(jì)性原則，因此尋找一種新的檢測方法以明確結(jié)節(jié)性質(zhì)意義重大。超聲彈性成像技術(shù)是一種反映和測定組織形態(tài)學(xué)特征及硬度的新技術(shù)，是對常規(guī)超聲的診斷進(jìn)行補(bǔ)充和完善，特別是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的實(shí)時剪切波彈性成像（shear wave elastography， SWE），通過直接測量組織的楊氏模量值，有效地將傳統(tǒng)的定性彈性診斷轉(zhuǎn)化為定量彈性診斷且結(jié)果較為客觀準(zhǔn)確［4-5］。既往研究通過回顧性病例均已證實(shí)SWE 在甲狀腺結(jié)節(jié)的應(yīng)用效果，本研究對SWE 彈性模量參數(shù)及圖像特征在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性病變的診斷效能進(jìn)行前瞻性評價。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2017 年8 月至2020 年8 月在東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院江北院區(qū)就診的108 例甲狀腺結(jié)節(jié)患者作為研究對象，均進(jìn)行二維及實(shí)時SWE。本研究取得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理會批準(zhǔn)（倫理批件號：第2017-06-04 號）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）均為單發(fā)結(jié)節(jié)患者，經(jīng)手術(shù)病理確診；（2）實(shí)性或囊實(shí)性結(jié)節(jié)，囊性成分<25%［6］；（3）結(jié)節(jié)直徑在5～35 mm 的初治患者；（4）出血、凝血時間正常；（5）已告知患者此次研究的目的與性質(zhì)并取得其同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）之前接受過治療或已明確甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)；（2）配合不佳影響圖像質(zhì)量、數(shù)據(jù)丟失或無病理結(jié)果。其中男性28 例，女性80 例，年齡27～71 歲［（47.90 ± 10.80）歲］。

1.2 儀器與方法 采用法國聲科SuperSonic Imagine AixPlorer 實(shí)時SWE 超聲診斷儀（L4～L15 線陣探頭，頻率4～15 MHz），并配備實(shí)時定量SWE 軟件。患者取仰臥位，頭后仰，充分暴露頸部（但不可過度拉伸頸部肌肉，確保甲狀腺處于檢查視野中），灰階超聲模式下接受頸部橫切和縱切及半環(huán)掃查，觀察結(jié)節(jié)回聲、邊界、縱橫比、聲暈、鈣化和血流情況，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。確定目標(biāo)病灶后切換至SWE模式檢查，囑患者屏氣，探頭不施壓輕觸腫塊，靜止3 s 后，設(shè)置感興趣區(qū)（region of interest， ROI）半徑，一般將ROI 設(shè)定為結(jié)節(jié)大小2 倍且應(yīng)包含正常甲狀腺組織，楊氏模量值測量范圍為0～100 kPa［7］，待圖像穩(wěn)定后定幀，存儲，同一病灶需采集3 幀彈性圖像，并啟動儀器分析ROI 內(nèi)結(jié)節(jié)的彈性模量最大值（elastic maximum， Emax） 及正常甲狀腺硬度（腫塊周邊腺體為參照）與腫物最硬處之比（elastic ratio， Eratio），其中Eratio=結(jié)節(jié)Emax/結(jié)節(jié)周邊正常甲狀腺組織的楊氏模量值［8］。為保證圖像質(zhì)量，要求取樣框內(nèi)病灶表現(xiàn)為均一藍(lán)色、無明顯壓迫偽像，同時為保證彈性模量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，要求同一病灶采用至少2 個相互垂直的切面進(jìn)行測量且在病理結(jié)果證實(shí)前整理好。

1.3 圖像質(zhì)控及診斷標(biāo)準(zhǔn) 所有圖像數(shù)據(jù)采集及判斷均經(jīng)2 名高年資超聲科醫(yī)師（審核圖譜年限>10 年）獨(dú)立審核，結(jié)果不一致時，經(jīng)討論定下結(jié)果。病灶評估嚴(yán)格依據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization， WHO）甲狀腺腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)第五版（2022 年）［9］將腫瘤分為良性、低危和惡性，為方便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，本研究將良性和低危患者判定為良性組，惡性患者判定為惡性組。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以±s 表示，組間比較采用t檢驗。繪制彈性模量參數(shù)的受試者操作特征（receiver operator characteristic， ROC）曲線確定最佳臨界值并計算曲線下面積（area under the curve，AUC），并利用delong 檢驗比較兩者AUC 差異。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理檢查結(jié)果 108 例（108 個結(jié)節(jié)）甲狀腺結(jié)節(jié)患者病理結(jié)果顯示甲狀腺良性結(jié)節(jié)共68 個，占62.96%，最大長徑（14.10 ± 5.20） mm，惡性結(jié)節(jié)40 個，占37.04%，最大長徑（19.90 ± 5.80） mm。見表1。

表1 108 個甲狀腺結(jié)節(jié)病理檢查結(jié)果分布

2.2 甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的常規(guī)超聲表現(xiàn) 以病理檢查結(jié)果為準(zhǔn)，將甲狀腺結(jié)節(jié)患者分為良性組（68 例）和惡性組（40 例），常規(guī)超聲下甲狀腺惡性結(jié)節(jié)聲像圖多數(shù)內(nèi)部回聲為實(shí)性、縱橫比≥1、邊界模糊、存在微小鈣化、內(nèi)部血流信號豐富等。見表2。

表2 108 個甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的常規(guī)超聲表現(xiàn)（個）

2.3 SWE 彩色圖像特征定性評價 甲狀腺良、惡性實(shí)性病變68 例甲狀腺良性結(jié)節(jié)（如甲狀腺腫）SWE 彩色圖像呈均勻藍(lán)色或大部分藍(lán)色，僅病灶周邊及內(nèi)部出現(xiàn)少許局灶的異常色彩（見圖1A）且SWE 參數(shù)值較低，40 例甲狀腺惡性結(jié)節(jié)（如甲狀腺乳頭狀癌）圖像呈紅色為主的黃綠色相間覆蓋或周邊形成紅色為主的“硬環(huán)征” 且SWE 參數(shù)值較高（見圖1B）。

圖1 甲狀腺良、惡性實(shí)性病變的SWE 彩色圖像

2.4 SWE 參數(shù)描述甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的結(jié)果比較 惡性組Emax、Eratio 值均高于良性組（P<0.05）。見表3。

表3 Emax 及Eratio 描述良、惡性腫塊的結(jié)果比較（kPa，±s）

表3 Emax 及Eratio 描述良、惡性腫塊的結(jié)果比較（kPa，±s）

注：Emax 為彈性模量最大值，Eratio 為正常甲狀腺硬度（腫塊周邊腺體為參照）與腫物最硬處之比

Emax 38.20 ± 10.80 86.40 ± 21.40 15.542<0.001組別良性組惡性組t 值P 值例數(shù)68 40 Eratio 1.61 ± 0.60 3.12 ± 1.97 5.890<0.001

2.5 ROC 曲線分析 Emax 及Eratio 診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線見圖2。當(dāng)Emax、Eratio 的最佳臨界值分別取56.40、2.74 kPa 時，AUC 分別為0.869、0.901，敏感度為0.875、0.900，特異度為0.853、0.868。見表4、5。

圖2 Emax 及Eratio 診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線

表4 Emax 及Eratio 診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的病理結(jié)果

表5 Emax 及Eratio 診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線分析

3 討論

超聲檢查已被廣泛應(yīng)用于甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷，多數(shù)研究均為回顧性研究［10-11］。為進(jìn)一步探討SWE 在甲狀腺結(jié)節(jié)中的應(yīng)用價值，本研究進(jìn)行前瞻性研究。本次試驗良性節(jié)段多為甲狀腺腫（占70.6%），惡性結(jié)節(jié)多為甲狀腺乳頭狀癌（82.5%），且常規(guī)超聲下惡性結(jié)節(jié)聲像圖多數(shù)內(nèi)部回聲為實(shí)性、縱橫比≥1、邊界模糊、存在微小鈣化、內(nèi)部血流信號豐富等，提示可通過上述圖像特征初步判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)，然而由于甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)常規(guī)超聲表現(xiàn)具有重疊性，容易出現(xiàn)漏診、誤診［12-13］。

近年來隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的超聲彈性成像被應(yīng)用于多個疾病領(lǐng)域的檢查［14］，特別是SWE 技術(shù)已成為研究的熱點(diǎn)，其通過利用馬赫錐原理將發(fā)射聲輻射而產(chǎn)生剪切波并進(jìn)行捕獲，此后在二維圖像上定量顯示組織的彈性絕對值，并以楊氏模量值表示，結(jié)果較為客觀準(zhǔn)確［15-16］。本研究中甲狀腺惡性結(jié)節(jié)SWE 圖像病變邊緣出現(xiàn)“硬環(huán)征”且Emax 明顯較大，提示可通過該征象定性判斷惡性病變，這一征象反映了病灶對周圍組織的浸潤程度，同時還可通過病灶內(nèi)部不均勻的異常色彩診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)。此外本研究中惡性組Emax、Eratio 均大于良性組，提示組織的病理成分與生物組織的硬度相關(guān)，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)存在著組織學(xué)變異使細(xì)胞外基質(zhì)的硬度增加，進(jìn)而表現(xiàn)為SWE 參數(shù)上升［17-18］。

為進(jìn)一步確定SWE 相關(guān)參數(shù)預(yù)測甲狀腺惡性結(jié)節(jié)發(fā)生的具體閾值，本研究以病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，繪制楊氏模量值診斷甲狀惡性腺惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線，AUC 分別為0.869、0.901，Eratio 的診斷效能更高，提示Eratio 有效地避免了Emax 因個體差異造成的甲狀腺腺體的硬度不同，可更好地反映不同甲狀腺背景下結(jié)節(jié)的硬度變化情況［19-20］。不過也應(yīng)指出兩者的診斷效能并無顯著差異，提示后續(xù)研究可通過對周邊腺體的位置、深度細(xì)分，進(jìn)一步研究二者的診斷效能。Eratio 和Emax 的重復(fù)性是評估其可靠性和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。在測量Eratio和Emax 時，操作者的經(jīng)驗和技能可能對結(jié)果產(chǎn)生影響。不同的操作者可能有不同的測量方法和技術(shù)水平，這可能導(dǎo)致其測量結(jié)果存在差異。為了提高Eratio 和Emax 的一致性，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男?zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化。這包括標(biāo)定超聲設(shè)備、使用相同的測量參數(shù)和技術(shù)，并確保操作者受過充分的培訓(xùn)和標(biāo)準(zhǔn)化操作指導(dǎo)。

綜上所述，SWE 技術(shù)對甲狀腺結(jié)節(jié)良、惡性的鑒別具有較高的價值，彈性圖像及楊氏模量值可分別定性、定量的區(qū)分甲狀腺結(jié)節(jié)的良、惡性，其中Eratio 和Emax 的診斷效能均較高。本研究通過彈性模量參數(shù)的綜合應(yīng)用，將彈性模量參數(shù)與圖像特征結(jié)合起來，以提高甲狀腺結(jié)節(jié)惡性預(yù)測的準(zhǔn)確性。這種綜合應(yīng)用可以提供更全面的信息，有助于更準(zhǔn)確地評估結(jié)節(jié)的良、惡性。當(dāng)然本次研究還存在著諸多不足，其中最主要的問題是未對甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)中的具體類型的楊氏模量值及彈性圖像展開探討，有待后續(xù)進(jìn)一步研究。