声脉冲辐射力弹性成像诊断甲状腺结节的研究进展

贾红靖(综述)，徐晓红(审校)

(广东医学院附属医院超声科，广东 湛江 524023)

甲状腺结节在临床中十分常见，流行病学研究发现，在非缺碘地区约5%的女性和1%的男性患有甲状腺结节[1-2]。临床触诊通常只能触及直径>1 cm的甲状腺结节，对于直径小、位置深的病灶很容易漏诊。超声的应用大大提高了甲状腺结节的检出率，20%～48%临床上触及甲状腺结节的患者通过超声检查可以发现额外的结节[3]。腺体硬度是区分良性肿瘤和恶性肿瘤的重要参考指标，临床触诊是获取腺体硬度信息最常使用的方法之一，但触诊有很大的主观性，并且较容易漏诊；而传统的医学成像模式，如常规超声、磁共振成像、计算机断层显像，均不能直接提供腺体及病灶的硬度信息。

超声弹性成像的概念最早由Ophir等[4]于1991年提出。声脉冲辐射力(acoustic radiation force impulse,ARFI)弹性成像技术基于剪切波的动态法，包括声触诊组织成像(virtual touch tissue imaging，VTI)和声触诊组织定量(virtual touch tissue quantification，VTQ)技术。ARFI弹性成像技术在肝脏、乳腺等部位应用较多，相对成熟，近两年在甲状腺病变中的应用也日趋丰富，目前处于不断探索中[5-8]。

1 ARFI弹性成像的基本原理

ARFI弹性成像利用普通诊断超声探头(线阵或凸阵)向感兴趣的目标组织发射聚焦推力脉冲，组织在纵向上产生瞬时位移，横向上产生剪切波速(shear wave velocity,SWV)，组织的弹性与纵向的位移呈反比，与SWV的平方呈正比[9]。VTI技术是通过局部组织纵向上的位移大小，获得感兴趣区的组织硬度灰阶图，灰度越大，提示组织越硬，弹性越差，反之组织越软，弹性越好；VTQ技术则是通过感兴趣区组织受到探头发射的推力脉冲作用后，组织产生横向振动，进而获得剪切波信息，计算并显示SWV，SWV值越高，反映该组织越硬、弹性越差[10]。

2 ARFI弹性成像在甲状腺结节诊断中的应用

2.1VTQ技术的应用 VTQ技术是ARFI弹性成像中的定量技术，通过计算组织震动过程中的SWV，定量反映组织的弹性特征，数值越大，反映组织越硬，反之表示组织较软。Friedrich-Rust等[11]和Bojunga等[12]均对甲状腺结节患者进行VTQ检查，同时对无结节的正常甲状腺组织测量SWV作为对照组，Friedrich-Rust等[11]得出正常甲状腺腺体组织、甲状腺良性结节、甲状腺恶性结节的SWV均值分别为1.98 m/s、2.02 m/s、4.30 m/s；Bojunga等[12]对应得到的SWV均值分别为1.76 m/s、1.96 m/s、2.69 m/s，均低于Friedrich-Rust等[11]的结果，但两者的结论相同，恶性结节与正常甲状腺组织和良性结节的SWV值相比差异均有统计学意义，正常甲状腺组织的SWV值和甲状腺良性结节的SWV值比较接近，差异无统计学意义。

Hou等[13]对60例健康成人和77例甲状腺结节患者的85个结节分别进行VTQ检查，得到健康成年人甲状腺SWV值为(1.69±0.41) m/s，65个良性结节的SWV值为(2.03±0.42) m/s和20个恶性结节的SWV值为(3.10±1.08) m/s，恶性病变的VTQ值高于健康甲状腺组织(P<0.001)，与Friedrich-Rust等[11]和Bojunga等[12]研究结果不同的是，良性病变与健康甲状腺组织SWV值相比，差异有统计学意义。

张一峰等[14]和刘畅等[15]分别报道了VTQ技术在结节性甲状腺肿及甲状腺癌中的应用，得出结节性甲状腺肿的SWV均值为(2.24±0.83) m/s，与周邻腺体的SWV均值(2.05±0.46) m/s相比差异无统计学意义；甲状腺癌的SWV均值为(4.70±2.79)m/s，与周邻腺体的SWV均值(2.16±0.46)m/s相比差异有统计学意义。崔可飞等[16]对162个甲状腺单发结节采用VTQ技术检测其硬度，绘制受试者工作特征曲线，与病理结果进行对照，得出甲状腺癌的相对硬度高于结节性甲状腺肿及甲状腺腺瘤，结节性甲状腺肿与甲状腺腺瘤的VTQ比较差异无统计学意义，VTQ技术检测和病理对应诊断甲状腺结节的灵敏度、特异度及准确率分别为82.50%、95.40%和92.59%，证明ARFI弹性成像对甲状腺癌具有较高的诊断价值，但对甲状腺良性结节之间的鉴别诊断能力不高。Gu等[17]对72例住院患者的98个甲状腺结节术前进行ARFI检查，术后病理证实良性结节76个，甲状腺癌22个，甲状腺恶性结节的SWV值显著高于甲状腺良性结节及周邻腺体，同时结合VTI成像技术证明了ARFI弹性成像在诊断甲状腺良性结节和恶性结节中有很好的临床应用价值.

由于个体不同，组织的SWV也存在差异，近两年刚出现的SWV比值的应用可以避免由于个体差异造成的假阳性与假阴性结果，SWV比值即病灶与周邻腺体SWV值的比值。Jin等[18]对ARFI弹性成像在乳腺病灶的鉴别诊断中论证了SWV比值的应用价值；鉴别甲状腺结节的诊断中亦有文献报道[14-15,19]。SWV比值的应用进一步论证了良性病变与周邻腺体SWV值的差异无统计学意义，恶性病变SWV值显著高于周邻腺体SWV值。目前尚需更多学者的大量临床资料进一步统计SWV比值的诊断价值及临床意义。

2.2VTI分级的应用 目前，国内外对VTI技术尚无统一及规范的分级标准。刘畅等[15]和何勇等[20]根据病灶区显示的黑白颜色所占比例将VTI图像分为6级，I级：病灶区全白或见少许点状黑色；Ⅱ级：病灶区大部分为白色，少部分为黑色；Ⅲ级：病灶区黑色白色比例相当；Ⅳ级：病灶区大部分为黑色，少部分为白色；Ⅴ级：病灶区几乎全为黑色并见少量点状白色；Ⅵ级：病灶区为全黑。其中，I～Ⅲ级诊断为良性结节，Ⅳ～Ⅵ级诊断为恶性结节；黑色表示病灶硬，白色表示病灶软，级别越高，黑色越多，表示病灶越硬，级别越低，白色越多，表示病灶越软，由此可以定性地判断甲状腺结节的良、恶性。刘畅等[15]的研究资料表明，20例甲状腺癌患者21个病灶中有18个病灶分级为Ⅳ～Ⅵ级；何勇等[20]的研究资料表明，以Ⅳ级作为良恶性结节诊断点，受试者工作特征曲线灵敏度、特异度及准确率分别为87.5%、91.8%、90.9%。

Gu等[17]将VTI声像图分成4个等级：病灶较周边腺体呈现更多的白色，即较软；病灶与周邻腺体呈等灰度，即等硬；病灶较周边腺体呈现更多的黑色(>50%)，即较硬；病灶呈现黑白相间的蜂巢状改变，即硬。将每个病灶对号分级，77.6%(59/76)的良性结节比周边腺体“较软”或者“等硬”，77.3%(17/22)的恶性结节比周边腺体“较硬”，论证了甲状腺良恶性结节与周边腺体在VTI上的鉴别有统计学意义。

2.3VTI面积比的应用 VTI面积比即在VTI图像上做弹性图与灰阶声像图的面积比值，可以半定量地诊断良性甲状腺结节和恶性甲状腺结节。弹性图与灰阶声像图的面积比值的原理是根据良性病灶和恶性病灶的生长方式不同，恶性病灶常呈浸润性生长，没有清楚的包膜，与邻近的正常组织无明显界限，周围组织中也可能有肿瘤细胞浸润，临床中手术切除范围应比肉眼所见范围大；良性病灶常有完整的纤维包膜，与周围组织分界清楚，常呈膨胀性生长，故肿瘤的实际大小与肉眼所见范围相似[21]。基于上述特点，恶性病灶在VTI图像上能显示的范围要比普通灰阶图像的范围大，良性病灶的面积大小则无明显差异。VTI面积比是将VTI图像量化的一种方法，实现了对VTI的半定量，弥补了VTI分级法的不足。VTI面积比已有报道见于乳腺良恶性病灶的鉴别诊断，在甲状腺良恶性结节的诊断应用已初见报道[18,22]。王兴田等[23]对41个甲状腺结节作VTI面积比，以1.46为诊断截点，诊断甲状腺恶性结节的灵敏度为88.9%，特异度为95.7%。

3 ARFI弹性成像诊断甲状腺病变的优势

近年来，应用高分辨率超声检查甲状腺，可以检出内径< 1 cm甚至内径为2～3 mm的甲状腺结节。临床触诊对于微小结节、深部结节很容易漏诊；常规灰阶超声及彩色多普勒超声虽然能检出小的甲状腺小结节，但是不能反映结节的硬度，而硬度是判定病灶良恶性的重要条件之一。ARFI弹性成像的应用弥补了常规超声的不足，通过组织位移变化反映出组织硬度；ARFI弹性成像能够克服静态/准静态弹性成像对深部组织无法有效施压的局限性，且不需要额外的施压即可自动获得深部组织因脉冲产生的位移，反映组织的软硬。ARFI弹性成像是简单可行，重复性好，操作简便的检查方法。

4 ARFI弹性成像诊断甲状腺病变的影响因素与不足

ARFI弹性成像在操作过程中会因操作者不同而易导致所测结果不同，有不稳定性；甲状腺的形态及其周围组织均存在个体差异，且颈动脉的搏动、气管的呼吸运动都会影响ARFI的成像及所得测值；大部分甲状腺良性病灶组织内由于含胶体而硬度较小，但部分良性的囊实混合回声病灶由于假性包膜或粗大钙化灶而使得VTQ测值增高，VTI图像黑色部分增多，由此可以造成假阳性结果；大部分甲状腺癌由于间质纤维化、钙化等而硬度较高，相应的VTQ值高，VTI图像几乎呈现全黑色，但少数恶性肿瘤实质细胞成分占主要部分，而间质成分较少，故ARFI弹性成像表现软，由此可以造成假阴性结果。所以，ARFI弹性成像技术尚存在不足。

5 展 望

ARFI弹性成像技术已日趋成熟，在甲状腺病变的诊断中更是不断深入研究，对良性甲状腺结节和恶性甲状腺结节的鉴别诊断已取得突破性进展。VTQ技术能够对病灶的检测提供可靠的定量诊断方法，VTI技术能做出定性及半定量的诊断。期待ARFI技术能够形成国际公认的评判标准，对不同病理类型的甲状腺结节的SWV值规范化及制订标准化范围，对VTI制订通行的分级标准，进一步引导超声医师判断病灶的良恶性，使超声诊断与病理诊断有更高的一致性，更好地引导临床医师明确治疗方案。综上所述，ARFI弹性成像值得应用和进一步研究，有广阔的发展前景。

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