甲状腺实性结节的声脉冲辐射力弹性成像诊断研究

段韵 周佩 向慧娟

甲状腺实性结节的声脉冲辐射力弹性成像诊断研究

段韵 周佩 向慧娟

目的 评估声脉冲辐射力弹性成像技术（ARFI）对甲状腺实性结节良恶性鉴别诊断价值。方法 对100例患者的118个实性结节行ARFI弹性成像声触诊组织成像（VTI）及声触诊组织定量（VTQ）两种技术检查，以VTI弹性分级≥IV级判断为恶性结节；VTQ中计算结节剪切波速度（SWV）平均值、结节周围非病灶组织平均值及两者的比值。结果 根据ROC曲线得出甲状腺良恶性结节SWV平均值及比值的最佳诊断界值分别为2.66m/s、1.21，曲线下面积（AUC）分别为0.780、0.762，敏感性、特异性、准确率分别为56%、89%、74%，69%、73%、71%；以VTI弹性分级≥IV级判断甲状腺实性结节良恶性具有显著性意义（P=0.000），其敏感性为78%，特异性为77%，准确率为77%。结论 ARFI技术定性及定量评价组织硬度，对甲状腺实性结节良恶性鉴别均有较高价值，两者结合应用对甲状腺实性结节的超声鉴别诊断有较大帮助。

甲状腺 结节 弹性成像 声触诊组织定量 声触诊组织成像

甲状腺结节性病变在临床十分常见，其发病率为19%～67%［1］，甲状腺癌的发病率呈上升趋势，超声是甲状腺疾病的首选检查方法，可检出直径1mm的小结节。近年来，超声弹性成像在甲状腺疾病中的诊断应用发展迅速，声脉冲辐射力成像（ARFI）技术是较新的弹性成像技术，包括声触诊组织成像（VTI）及声触诊组织定量（VTQ）技术，能定性及定量地反映组织的硬度特征［2］。本文应用ARFI技术对甲状腺实性结节进行组织弹性定性及定量的研究，探讨ARFI技术对甲状腺实性结节良恶性的鉴别诊断效能。

图1 甲状腺实性结节及该结节周围非病灶甲状腺组织的VTQ检测图

1 临床资料

1.1 一般资料 选取2011年8月至2014年5月在本院行甲状腺切除术的患者100例（共118个病灶），其中男20例，女80例；年龄（21～74）岁，平均年龄（46±13）岁。83例为单发、17例为多发。病灶位于甲状腺左叶58个、右叶56个、峡部4个。病灶结节直径0.6～7.1cm。所有患者甲状腺的实性结节术前均接受二维、多普勒超声、VTI及VTQ检查，所有的病灶均手术切除病理检查证实。

1.2 仪器与方法 使用Siemens S2000彩色多普勒超声诊断仪（9L4探头），配有ARFI成像软件，ARFI条件下探头发射特定的聚焦超声波束使组织产生纵向压缩和横向振动，检测纵向压缩的位移变化得出VTI图像，横向振动以剪切波的方式向周围传播，利用剪切波相邻的波峰时间差及波长系统可自动计算出剪切波速度（SWV）并显示在屏幕上，单位以m/s表示（见图1）。所有检查均由同一位高年资的医师操作，患者取仰卧位，充分暴露甲状腺进行系统扫查，发现病灶后首先采取二维灰阶超声检查，常规行纵、横切面扫查，观察并记录甲状腺实性结节的二维特征、彩色多普勒血流显像特征，然后选取病灶最大的纵切面，选择AVI条件，将观察区（FOV）的大小调整到病灶范围的2～3倍，或当病灶＞最大FOV横径的70%时，FOV调整至包含大约20%～30%非病灶组织。嘱患者屏住呼吸，探头轻触甲状腺表面不加压，按“Update”键，获取并存储AVI图像。然后选择VTQ条件，嘱患者屏住呼吸，探头轻触甲状腺表面不加压，按“Update”键，测量结节及结节周围非病灶组织的SWV值，测量时注意避开钙化区域，同一个病灶测量7次，去掉最大值及最小值，当实性结节的SWV值＞测量上限，显示为X.XXm/s时，取最大值9m/s作为统计数据。计算实性结节、结节周围非病灶组织SWV平均值以及它们的比值。

1.3 VTI弹性图像分级 参考Zhang YF等［3］提出的VTI分级标准，根据甲状腺实性结节VTI弹性图像的黑、白色区域所占的比例分级，将VTI弹性图像分为6级。I级：结节几乎全部为白色，黑色占0%～20%。II级：结节大部分为白色，黑色占20%～40%。III级：结节黑色与白色比例相当，黑色占40%～60%。IV级：结节大部分为黑色，黑色占60%～80%。V级：结节几乎全部为黑色，黑色＞80%。VI级：实性结节全为黑色。在无病理诊断结果对照的情况下，由2名超声医师独立对所采集的VTI弹性图像进行分级，并取得一致意见，阅片时注意避开钙化区，当出现不同意见时由两人协商解决达成一致意见。

1.4 统计学处理 采用SPSS17.0软件。计量资料用t检验，计数资料用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

图2 甲状腺实性结节SWV平均值、结节与非病灶组织平均值的比值诊断结节良恶性的ROC曲线

2 结果

2.1 手术病理结果 100例（118个实性结节）患者经手术后病理检查证实，其中恶性54个、良性64个。病理类型：恶性结节中，乳头状癌53个（其中乳头状微小癌16个），其中6例合并桥本甲状腺炎、5例合并结节性甲状腺肿、3例合并桥本伴结节性甲状腺肿、1例合并淋巴细胞性甲状腺炎、2例合并结节性甲状腺肿伴腺瘤形成；髓样癌1个。良性结节中，结节性甲状腺肿34个，结节性甲状腺肿伴腺瘤11个，结节性甲状腺肿并桥本9个，结节性甲状腺肿伴桥本及腺瘤形成2个，结节性甲状腺肿伴亚急性甲状腺炎1个，甲状腺腺瘤4个，桥本甲状腺炎1个，桥本甲状腺炎伴腺瘤形成1个，亚急性肉芽肿性甲状腺炎1个。

2.2 VTI弹性分级结果 良性结节VTI弹性分级I～III级54例，占84%（54/64），恶性结节IV～VI级45例，占83%（45/54）；甲状腺良恶性实性结节VTI弹性分级差异有统计学意义（χ2=57.132，P=0.000）；以VTI弹性分级≥IV级判断为恶性结节，其敏感性为78%（42/54）、特异性为77%（49/64）、准确率为77%（91/118）、阴性预测值为80%（49/61）、阳性预测值为74%（42/57）。

2.3 甲状腺实性结节及结节周围非病灶组织的SWV平均值 甲状腺良性结节SWV平均值与非病灶组织SWV平均值分别为（2.09±0.53）m/s（范围：0.91～3.272m/ s）和（1.96±0.36）m/s（范围：1.32～2.83m/s）（χ2=18.361， P=0.003），差异有统计学意义；甲状腺恶性结节SWV平均值与非病灶组织SWV平均值分别为（3.14±1.45）m/s（范围1.30～9.00m/s）和（1.93±0.39）m/s（范围0.94～2.77m/s）（χ2=42.293，P=0.000），差异有统计学意义。甲状腺良性与恶性结节SWV平均值比较差异有统计学意义（χ2=26.444，P=0.000，）； 甲状腺良性与恶性结节组非病灶组织SWV平均值比较差异无统计学意义（χ2=3.585，P=0.167＞0.05）。

2.4 甲状腺实性结节与非病灶组织SWV平均值的比值 甲状腺良性结节及恶性结节SWV平均值与非病灶组织SWV平均值的比值分别为（1.09±0.31）（范围：0.54～2.12）和（1.73±0.99）（范围0.65～5.48）。两者比较（χ2=20.394，P=0.000），差异有统计学意义。

2.5 受检者工作特征曲线（ROC曲线）分析 （1）甲状腺实性结节SWV的平均值判断其良恶性的ROC分析曲线，其曲线下的面积（AUC）为0.780与Az=0.5比较差异有统计学意义（P=0.000）。通过ROC曲线分析得出其最佳诊断截断值为2.66m/s，其对应的敏感性为56%（30/54）、特异性为89%（57/64）、准确率为74%（87/118）、阴性预测值为70%（57/81）、阳性预测值为81%（30/37）。（2）甲状腺实性结节SWV的平均值与非病灶组织的SWV平均值的比值判断其良恶性的ROC曲线对应的AUC为0.762与Az=0.5比较差异有统计学意义（P=0.000）。ROC曲线上的最佳诊断截断值为1.21，其对应的特异性为73%（47/64）、敏感性为69%（37/54）、准确率为71%（84/118）、阴性预测值为73%（47/64）、阳性预测值为69%（37/54）。（见图2）。

2.6 VTQ与VTI联合诊断 当结节SWV平均值≥2.66m/s或VTI弹性分级≥IV级任何一方诊断为恶性时，其对应的敏感性为83%（45/54）、特异性为70%（45/64）、准确率为76%（90/118）、阴性预测值为83%（45/54）、阳性预测值为70%（45/64）；当结节SWV平均值比值≥1.21或VTI弹性分级≥IV级任何一方诊断为恶性时，其对应的敏感性为85%（46/54）、特异性为61%（39/64）、准确率为72%（85/119）、阴性预测值为83%（39/47）、阳性预测值为65%（46/71）。

3 讨论

声脉冲辐射力成像（ARFI）技术是一种无创评估组织弹性硬度的超声成像技术。其基本原理是声脉冲辐射力产生内部应激力，使组织产生纵向压缩及横向振动［4］，组织越硬，纵向压缩的位移越小，检测纵向压缩变化形成VTI图像，以黑白表示组织的硬度，黑色越多，代表组织越硬；另一方面，组织越硬，横向振动的剪切波速度越大，VTQ检测横向振动产生的SWV反映组织的硬度，剪切波速度越高，代表组织越硬，通过数字量化组织的弹性顺应力，可以对组织硬度作出定量评价。

国内外文献报道［5，6］甲状腺结节VTQ测量SWV的平均值诊断分界点为2.40～2.86m/s，本资料中病灶SWV的平均值最佳诊断分界点为2.66m/s，与文献报道相同，表明ARFI技术VTQ值作为甲状腺结节良恶性的判断指标具有较高的重复性和临床价值。另外，作者对每例患者非病灶甲状腺组织进行了测量，虽然均为“非病灶组织”，但因个体、性别、年龄等的差异，其正常甲状腺组织的硬度也会有差异，同时本组31.5%（17/54）恶性结节及93.8%（60/64）良性结节合并弥漫性病变，例如合并有结节性甲状腺肿、桥本甲状腺炎等。本资料中良、恶性组非病灶组织SWV评价差异无统计学意义，考虑到单纯研究甲状腺实性结节的SWV绝对值可能会产生一些假阳性或假阴性，因此本文还分析了甲状腺实性结节SWV平均值与非病灶组织SWV平均值的比值，结果显示大多数良性结节的平均值比值＜1.21，该比值的分布在良、恶性结节中有显著性差别。国内外文献报道中［7～9］，甲状腺结节VTI弹性分级以≥IV级诊断为恶性，其敏感性范围约74%～94%，特异性范围约35%～100%，准确率范围约72%～89%。本资料结果均在范围内，可见VTI的不同样本研究重复性较好。

本资料中，4例甲状腺腺瘤中有2例VTI弹性图像有共同特点，病灶前部及中部较非病灶组织稍黑，病灶后部呈明亮白色（见图3）。上述征象是否为腺瘤的特异性表现，还需在以后的研究中进一步证实。甲状腺实性结节的VTI弹性分级所检出癌结节的准确率、敏感度及阴性预测值均高于VTQ的SWV值的检测，但VTI图像中也存在一定的假阳性和假阴性，3例病灶病理结果为甲状腺乳头状癌，VTI弹性分级分别为II级或III级，但SWV的平均值均＞2.66m/s，平均值比值＞1.21。5例结节性甲状腺肿病灶，VTI弹性分级均为IV级，但SWV的平均值均＜2.66 m/s，平均值比值＜1.21，故当VTI弹性分级≥IV级时，结合VTQ所测SWV的平均值、比值可以给临床的诊疗提供很大帮助。但8例病灶病理结果为乳头状癌合并结节性甲状腺肿或合并桥本甲状腺炎，VTI弹性分级为II级或III级，且 VTQ测SWV平均值＜2.66m/s，平均值比值＜1.21。病例中出现假阳性及假阴性可能与以下几个因素有关：首先恶性结节中的微小癌病灶细胞结构较均一，纤维化程度不高，SWV值较低；而部分良性结节内纤维化程度高或合并钙化，导致SWV值较高；VTI的FOV不能完整覆盖较大病灶、病灶内各区域自身硬度有差异等因素可导致选择偏差；其次邻近病灶的大血管搏动、操作者用力不一致、患者呼吸配合欠佳等因素均能影响VTI的图像及SWV测值，另外还可能存在一些未知的影响因素如病灶邻近峡部、结节的深度等。

图3 甲状腺腺瘤的VTI弹性图像

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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

湖北省卫生厅指导项目（JX6C-23）

430000 广州军区武汉总医院超声影像科