超声弹性成像鉴别甲状腺良恶性结节的研究进展

王时宏，李清山，吴欣，宋兆杰，李梁，胡姣

（武警边防总医院特检科，广东深圳 518029）

超声弹性成像鉴别甲状腺良恶性结节的研究进展

王时宏，李清山，吴欣，宋兆杰，李梁，胡姣

（武警边防总医院特检科，广东深圳 518029）

甲状腺结节是临床常见病，目前诊断甲状腺结节主要依赖于超声显像。常规超声对大部分结节的性质能做出准确判断，但是对于一些超声表现不典型的病例往往较难做出准确判断。近年来不少学者利用弹性成像对甲状腺良恶性结节进行研究。本文就目前国内外用声脉冲辐射力成像技术(Acoustic radiation force impulse，ARFI)对甲状腺良恶性结节的研究进展情况做简要述评。

甲状腺结节；常规超声；弹性成像

甲状腺结节是一种常见的疾病，临床上有多种甲状腺疾病(如甲状腺退行性变、炎症、自身免疫以及新生物等)都可以表现为结节，甲状腺结节可以单发，也可以多发，通过触诊、超声检查以及尸检发现甲状腺结节的概率分别为2%～6%、19%～35%和8%～65%[1]，其中恶性结节占1.5%～10%[2]，尤其以单发结节为恶性的可能性更大，通过触诊结节大小、位置、质地以及血液生化检查对鉴别良恶性结节有一定的帮助，但敏感性及特异性都不高，此时影像学检查显得尤为重要。超声检查具有快捷、经济、实时以及对浅表器官成像佳等特点，对甲状腺结节诊断具有很好的敏感性以及特异性，随着技术的进步，超声弹性成像鉴别诊断甲状腺结节良恶性得到了更多的重视和研究。

1 甲状腺良恶性结节常规超声表现

多数研究认为甲状腺恶性结节常规超声表现如下：(1)点状微小钙化，即强回声光点多小于1 mm或无声影；(2)低回声或者极低回声(低于颈前肌肉)；(3)不规则边界或者有小分叶；(4)纵横比＞ 1；(5)后方回声衰减；(6)血流以内部为主，呈高阻力型[2-5]。但是甲状腺良恶性结节的超声表现存在重叠现象。例如，微钙化(病理提示与乳头状癌的砂砾体相关)诊断恶性结节的敏感度最高[5-6]，但有近15%的良性结节可以出现微钙化[6]，少数恶性结节亦可出现环状较粗大钙化(例如髓样癌)[2]。甲状腺癌多为低回声，这只是一个敏感指标，不是甲状腺癌特有的，良性结节亦较常见[2，6-7]。有人提出以极低回声作为恶性结节的一个特征，虽然特异度提高(94%)，但敏感度明显下降(27%)[5]。通常良性结节以周边血流为主，恶性结节则以内部血流为主，但部分良恶性结节为相同的血流分布[8]。血流以内部为主的结节中有一半以上是良性结节，而低血流信号的结节中有14%为恶性结节[2]。由于滤泡癌尤其是分化好的滤泡癌和滤泡性腺瘤的超声特征很相似，表现为单发实性、有包膜的高回声结节，纤维包膜超声表现为边界清楚的低回声晕，且有研究证实分化好的滤泡癌和滤泡性腺瘤的血管空间分布以及细胞学特征类似[2，9-10]，通过常规超声进行鉴别有一定的难度。仅凭一种超声表现诊断良恶性结节的敏感度和特异度较低，只有结节内出现多种恶性结节表现，诊断准确率才能提高，但同时敏感度会减低[2，5-6，11]。

2 超声弹性成像

2.1 实时弹性成像基本原理以及优势弹性成像根据各种不同组织的弹性系数(组织抵抗弹性变形的能力)不同，在加外力或交变振动后其应变亦不同[12]，组织越硬，应变越小。值得注意的是组织内部的应变分布不仅与组织的弹性系数分布有关，还和组织的形状和边界条件等因素有关；弹性图像能比较好地反映较硬组织的弹性分布[13]，通常甲状腺结节的硬度越高，恶性可能性越大[14]。Lyshchik等[15]研究发现弹性成像显示的结节大小与病理细胞学所测大小没明显差别，而甲状腺恶性结节弹性成像图中所测面积大于灰阶超声图所测，良性结节无明显改变[16]，因此弹性成像较常规超声能更准确的反映结节的真实大小。所以，通过比较弹性成像与常规超声所测结节大小的差异对甲状腺良恶性结节的诊断提供帮助。然而分化较好的滤泡癌，仅有轻微包膜侵犯，可导致病灶弹性成像与灰阶声像所测面积相差不大，面积比值偏低[16]。当然，该研究[16]中仅一例分化好的滤泡癌，因此面积比对于分化好的滤泡癌的诊断价值还有待大样本的研究证实。实时弹性成像技术是将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像，以色彩的不同来反映组织硬度；有研究结果显示实时弹性成像对甲状腺良恶性结节有较高的诊断价值，其诊断恶性结节的敏感性、特异性、准确性平均为91.6%、84.3%、85.6%[11，16-21]，且有研究结果显示实时弹性成像对于乳头状癌的诊断准确率达100%[22]。但是其反映的不是病变组织的绝对硬度值，只是与周边组织相比较的相对硬度值[17]。实时弹性成像需要人为的施压，因此主观性较强，稳定性不足。

2.2 超声弹性成像新技术ARFI原理以及优势

2.2.1 ARFI原理ARFI是弹性成像的一项新技术，包括声触诊组织成像(Virtual tough tissue imaging，VTI)技术和声触诊组织量化(Virtual tough tissue qualification，VTQ)技术，即从定性和定量两个方面评估病变硬度。声脉冲辐射力成像技术(ARFI)是利用短时程(0.03～0.4 ms)、高强度的聚焦推力脉冲作用于感兴趣区(Region of interest，ROI)内的组织，组织在受力方向上(纵向)产生瞬时、微米级位移，位移的垂直方向上(横向)产生剪切波，系统通过同时发射的高敏感度的探测波，捕捉纵向的位移变化与横向的剪切波信息；组织的弹性与纵向的位移呈反比，与剪切波速的平方呈正比[23-26]。VTI技术依据局部组织纵向上的位移大小，以灰阶形式成像，灰度愈大，提示弹性愈大；VTQ技术则是通过获得的剪切波信息计算并显示剪切波速度(即VTQ值)，速度越大表示组织弹性越大。同时聚焦区外辐射力迅速衰减，剪切波只局限于组织内部区域，可消除边界条件的影响，组织越硬，剪切波传播越快[27]。

2.2.2 ARFI较实时弹性成像的优势不仅可以通过VTI对组织硬度进行定性分析，同时还可以通过VTQ提供量化指标减少主观性；提高了对比度转换系数，从而更好的反映病变的真实硬度[13]；无需人为施压，重复性好。在测量结节剪切波速时可以尽量避开较大的钙化、囊变、出血等干扰，仅对结节实质部分进行弹性评估。有研究显示实时弹性成像对于囊性结节无明显价值[11]。而另一研究[28]针对常规超声难以分辨囊实性的浅表包块，应用ARFI对包块进行检查，结果显示ARFI技术对于囊性病灶的诊断符合率为94.4%，敏感度为91.6%，特异度为100%。

然而ARFI的取样框大小不可调节，对于小于取样框的结节，可能会受到周围甲状腺组织的干扰；对于较大的结节，可能会因为结节内部分布不均匀而不能准确的评估结节的硬度。有学者针对被测者呼吸、取样框靠近颈动脉处、探头加压、探头倾斜、横切、取样框的深度等因素对VTQ值的影响，并研究不同测量次数ARFI值均值间的差异，探求最佳的重复测量次数，该研究结果显示[29]探头加压、横切、倾斜、取样框靠近颈动脉搏动处及深度对VTQ值差异有统计学意义，是否屏气对VTQ值差异无统计学意义；对甲状腺非结节部位的测量只需3次，对可疑恶性结节需重复测量5次及以上。因此在研究过程中，应避免上述影响因素或在相同的条件下进行测量，减少不必要的误差。

2.2.3 ARFI对甲状腺良恶性结节的鉴别有研究[30]显示正常组织与良性结节间的剪切波速无明显差别，但恶性结节与正常组织、良性结节之间差异明显，该研究提出以正常甲状腺组织剪切波速的参考值范围上限作为良恶性结节的鉴别参考值。有研究[24]提出以2.555 m/s区分甲状腺良恶性结节的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为93.42%、79.17%、95.95%、91.84%。另一研究[31]根据ROC曲线选取鉴别良恶性病灶的VTQ测值临界值为3.09，其对应的敏感度为93.75%，特异度为89.65%，阳性预测值为83.33%，阴性预测值为96.29%。由此可见，VTQ可较好的评估甲状腺结节的良恶性，对于良恶性结节的VTQ值范围有待多中心大样本研究。

有研究[32]根据结节VTI图像的灰阶不同分为六级，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。该研究结果显示以VTI≥Ⅳ级作为良恶性结节诊断点，其ROC曲线敏感性、特异性及准确率分别为87.5%、91.8%、90.9%。但是，此研究中恶性结节例数较少，VTI分级以哪一级作为良恶性结节诊断点，有待更大样本进一步研究证实。

3 总结

目前的研究结果显示ARFI对于甲状腺良恶性结节的鉴别有较好的诊断价值。然而，常规超声是诊断甲状腺良恶性结节的基础，那么常规超声结合ARFI是否能提高甲状腺良恶性结节的诊断，以及如何将两者结果综合分析以提高甲状腺结节的鉴别诊断，有待进一步研究。同时，ARFI对于合并甲状腺弥漫性病变的结节，结节的VTI分级以及VTQ值是否受影响、影响有多大有待研究；ARFI对于直径＜1 cm的恶性结节的诊断价值以及由于目前研究的甲状腺恶性结节多为乳头状癌，那么ARFI对于滤泡状癌的诊断价值均有待进一步研究。

[1]Dean DS,Gharib H.Epidemiology of thyroid nodules[J].Best Practice&Research Clinical Endocrinology&Metabolism,2008,22 (6):901-911.

[2]Desser TS,Kamaya A.Ultrasound of thyroid nodules[J].Neuroimaging Clinics of NorthAmerica,2008,18(3):463-478.

[3]李泉水,张家庭,田平,等.甲状腺癌的声像图特征研究[J].中国医学影像技,2006,(4):554-556.

[4]Bartolotta TV,Midiri M,Galia M,et al.Qualitative and quantitative evaluation of solitary thyroid nodules with contrast-enhanced ultrasound:initial results[J].European Radiology,2006,16(10): 2234-2241.

[5]Kim EK,Park CS,Chung WY,et al.New sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration biopsy of nonpalpable solid nodules of the thyroid[J].American Journal of Roentgenology, 2002,178(3):687-691.

[6]Mandel SJ.Diagnostic use of ultrasonography in patients with nodular thyroid disease[J].Endocrine Practice,2004,10(3):246-252.

[7]Papini E,Guglielmi R,Bianchini A,et al.Risk of malignancy in nonpalpable thyroid nodules:predictive value of ultrasound and color-Doppler features[J].Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2002,87(5):1941-1946.

[8]Appetecchia M,Bacaro D,Brigida R,et al.Second generation ultrasonographic contrast agents in the diagnosis of neoplastic thyroid nodules[J].Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, 2006,25(3):325-330.

[9]Foschini MP,Ragazzi M,Parmeggiani A L,et al.Comparison between echo-color Doppler sonography features and angioarchitecture of thyroid nodules[J].International Journal of Surgical Pathology,2007,15(2):135-142.

[10]Sillery JC,Reading CC,Charboneau JW,et al.Thyroid follicular carcinoma:sonographic features of 50 cases[J].American Journal of Roentgenology,2010,194(1):44-54.

[11]Asteria C,Giovanardi A,Pizzocaro A,et al.US-elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Thyroid,2008,18(5):523-531.

[12]徐智章,俞清.超声弹性成像原理及初步应用[J].上海医学影像,2005,14(1):3-5.

[13]罗建文,白净.超声弹性成像的原理及理论分析[J].国外医学生物医学工程分册,2003,26(3):97-102.

[14]Pacini F,Schlumberger M,Dralle H,et al.European consensus for the management of patients with differentiated thyroid carcinoma of the follicular epithelium[J].European Journal of Endocrinology, 2006,154(6):787-803.

[15]Lyshchik A,Higashi T,Asato R,et al.Thyroid Gland Tumor Diagnosis at US Elastography-1[J].Radiology,2005,237(1):202-211.

[16]Hong Y,Liu X,Li Z,et al.Real-time ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Journal of Ultrasound in Medicine,2009,28(7):861-867.

[17]俞清,徐智章,王文平,等.甲状腺占位性病变的实时超声弹性成像表现[J].中国医学影像技术,2007,23(11):1612-1614.

[18]周萍,詹维伟,任新平,等.超声弹性成像诊断甲状腺结节的价值[J].中国医学影像学杂志,2009,17(4):262-265.

[19]丛淑珍,冯占武,甘科红,等.甲状腺良、恶性结节超声弹性成像特征分析[J].中国医学影像技术,2010,26(9):1682-1683.

[20]孙国祥,王茵,张卫平,等.实时组织弹性成像在良、恶性甲状腺结节鉴别诊断中的价值[J].中国医学影像技术,2011,27(2): 295-298.

[21]刘洪军,成建萍,司同,等.超声弹性成像定性诊断甲状腺结节[J].中国介入影像与治疗学,2011,8(3):213-215.

[22]Friedrich-Rust M,Sperber A,Holzer K,et al.Real-time elastography and contrast-enhanced ultrasound for the assessment of thyroid nodules[J].Experimental and Clinical Endocrinology&Diabetes, 2009,118(09):602-609.

[23]张光晨,吴长君,倪子龙,等.声脉冲辐射力成像技术在肝脏疾病中的应用[J].中国医学影像技术,2011,27(11):2357-2360.

[24]Gu J,Du L,Bai M,et al.Preliminary study on the diagnostic value of acoustic radiation force impulse technology for differentiating between benign and malignant thyroid nodules[J].Journal of Ultrasound in Medicine,2012,31(5):763-771.

[25]Nightingale K.Acoustic radiation force impulse(ARFI)imaging:a review[J].Current Medical Imaging Reviews,2011,7(4):328.

[26]Mauldin Jr FW,Zhu H,Behler RH,et al.Robust principal component analysis and clustering methods for automated classification of tissue response to ARFI excitation[J].Ultrasound in medicine&biology,2008,34(2):328-339.

[27]Nightingale K,Soo MS,Nightingale R,et al.Acoustic radiation force impulse imaging:in vivo demonstration of clinical feasibility [J].Ultrasound in medicine&biology,2002,28(2):227-235.

[28]张光晨,吴长君,孟巍,等.声脉冲辐射力成像技术在浅表肿块囊实性鉴别中的应用[J].中华超声影像学杂志,2011,20(7): 632-633.

[29]肖莉莉,赵雅萍,高凌云,等.声辐射力脉冲成像技术对甲状腺的应用研究[J].医学研究杂志,2012,41(5):126-130.

[30]Friedrich-Rust M,Romenski O,Meyer G,et al.Acoustic Radiation Force Impulse-Imaging for the evaluation of the thyroid gland:A limited patient feasibility study[J].Ultrasonics,2012,52(1):69-74.

[31]吴长君,郑淼,邢萍,等.声脉冲辐射力成像技术在甲状腺良恶性肿物鉴别诊断中的价值[J].中华超声影像学杂志,2012,21 (9):822-823.

[32]何勇,徐辉雄,张一峰,等.声触诊组织弹性成像鉴别诊断甲状腺结节良恶性的价值[J].中华超声影像学杂志,2012,21(4):320-323.

R581.3

A

1003—6350（2014）11—1643—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.11.0636

2014-03-14)

李清山。E-mail：756351824@qq.com