超声弹性成像技术诊断良恶性甲状腺结节效果的研究

黄泽健，阚娜

农垦三亚医院 超声科，海南 三亚572000

超声弹性成像技术诊断良恶性甲状腺结节效果的研究

黄泽健，阚娜

农垦三亚医院 超声科，海南 三亚572000

目的 探讨剪切波弹性成像技术中的杨氏模量值对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断价值。方法 对186例患者行实时剪切波弹性成像检查，绘制ROC曲线，取得良恶性结节鉴别诊断的最佳临界值。结果 共219个结节，良性结节90个，恶性结节129个。良性结节杨氏模量的平均值、最大值和最小值分别为(46.11±19.49)、（69.13±32.26）和（13.12±7.29）kPa，恶性结节杨氏模量的平均值、最大值和最小值分别为（81.22±21.99）、（104.45±42.36）和（24.76±10.91）kPa；良恶性结节杨氏模量平均值、最大值及最小值差异具有统计学意义（P＜0.01）；病灶杨氏模量最大值和平均值ROC曲线下面积（Area Under the Cur，AUC）分别为0.783和0.893，最大值、平均值分别为80.5 kPa和63.5 kPa，以其为诊断界值则诊断敏感度、特异度分别为75.4%、73.3%和80.8%和85.6%。结论 实时剪切波弹性成像的杨氏模量值，能够直接、定量地反映甲状腺结节的软硬度，为甲状腺结节良恶性病变鉴别诊断提供了更为客观的诊断依据，具有广阔的临床应用前景。

甲状腺良恶结节；甲状腺；杨氏模量；超声弹性成像；ROC曲线

引言

甲状腺结节临床发病率较高，恶性者可达5%～15%[1]，因此，术前鉴别诊断良恶病变意义重大。超声检查为首选检查方法，但诊断价值有限。超声弹性成像近些年来广泛发展，有助于鉴别甲状腺良恶性病变[2-3]。静态应变弹性成像为半定量，是间接反映组织相对硬度，诊断较局限，且可重复性差。实时剪切波弹性成像（Shear Wave Elastrography，SWE）用于检查甲状腺结节，可以获得病灶的杨氏模量绝对值，其值越大，说明剪切波速度越快，反映甲状腺结节组织的硬度越大，SWE是一种定量测量技术[4-5]。因此，本研究对甲状腺结节进行实时SWE，获得病灶的定量杨氏模量值，旨在探讨SWE对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2014年5月～2015年8月在我院行超声弹性成像检查并经手术病理证实的患者186例，其中女性141例，男性45例，年龄45～80岁，平均（55.4±12.7）岁。所有患者检查前均予以明确告知并获得其同意。病灶共219个，最大径3.8～43.0 mm，平均（17.22±10.79） mm。其中病理诊断良性结节90个，病理类型包括结节性甲状腺肿36个、腺瘤26个、增生结节14个、亚急性甲状腺炎14个；恶性结节129个，包括乳头状癌100个、滤泡状腺癌19个、髓样癌7个。

1.2 仪器与方法

采用SuperSonic Imagine AixPlorer型SWE超声诊断仪，应用L4-15线阵探头，频率4～15 MHz。

患者取仰卧位，先行二维超声及彩色多普勒超声检查，观察记录结节的部位、大小、形态、内部回声、边界及血流状况；然后启用SWE模式，探头轻放于皮肤，选定取样框（完全覆盖异常回声区，尽量覆盖病灶），结节内有液性部分则选取其实性部分，嘱患者屏气，静置3 s待图像稳定后定帧；启动Q-BOX功能，测量感兴趣区（Region of Interest，ROI）内病灶杨氏模量值，同一病灶反复测量3次，得出3组数据值，计算3组数据中最大值、最小值及平均杨氏模量值的平均值并储存；最后检查图像及数据。

1.3 统计学方法

应用软件SPSS 13.0进行分析，计量资料以均数±标准差（±s）描述，组间计量资料比较采用t检验，诊断试验分析采用ROC曲线法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 良恶性组杨氏模量比较分析

良、恶性结节表现的杨氏模量值见表1，且差异具有统计学意义（P＜0.01）。良性结节超声图像见图1，其中图1a为SWE图，结节的杨氏模量最大值为44.1 kPa，平均值为36.7 kPa（病灶内呈均匀蓝色），最小值25.0 kPa；图1b为常规二维灰阶声像图。恶性结节超声图像见图2，其中图2a为SWE图，结节的杨氏模量最大值为95.1 kPa，平均值为84.5 kPa，最小值68.0 kPa（病灶内呈较丰富红色）；图2b为常规二维灰阶声像图。

图1 结节性甲状腺肿

图2 甲状腺乳头状癌

2.2 杨氏模量筛查甲状腺良恶性ROC分析

由表2可知，病灶杨氏模量最大值和平均值诊断甲状腺恶性结节的ROC曲线下面积（Area Under the Curve，AUC）分别为0.783和0.893，应用病灶杨氏模量平均值诊断甲状腺恶性结节的准确性优于杨氏模量最大值，ROC曲线见图3。

图3 良恶性肿瘤的杨氏模量最大值和平均值的ROC曲线图

2.3 诊断试验ROC分析

应用ROC曲线评价诊断甲状腺恶性病灶的杨氏模量最大值、平均值及其敏感度、特异度。以病灶杨氏模量最大值80.5 kPa作为良恶性诊断界值时，即≥80.5 kPa为恶性病灶，＜80.5 kPa时为良性病灶，杨氏模量平均值的临界点为63.5 kPa，≥63.5 kPa为恶性病灶，＜63.5 kPa为良性病灶。二者诊断敏感度、特异度为、准确度、阳性预测值、阴性预测值见表3。

3 讨论

SWE是通过探头对组织施加一个外部或自身的动态、静态、准静态或准动态的激励，在组织中产生足够强度的剪切波[6]。由于剪切波在不同组织中传播速度不同，因此能够反映声阻抗相同而弹性系数不同的组织特点。仪器通过Q-Boxtm定量分析系统根据剪切波速度计算出组织的杨氏模量值，其大小能反映组织弹性的大小，即杨氏模量值越大，组织越硬，此技术已广泛应用于众多器官[7-9]。对甲状腺良恶性病变的鉴别诊断已有研究[10]，但研究报道较少，本研究通过杨氏模量平均值、最大值、最小值进行ROC定量分析，探讨SWE在甲状腺良恶性结节鉴别中的价值。结果恶性结节的杨氏模量的平均值及最大值均高于良性结节，分析其原因可能与其病理学基础相关[11]。有研究表明甲状腺良性病变如结节性甲状腺肿、甲状腺腺瘤等主要成分为大小不等的腺泡细胞，内充满胶质，其组织质地较软；甲状腺恶性病变尤其是乳头状甲状腺癌，成乳头状生长，组织分支多，间质多含纤维、血管及钙化沙粒小体，其组织硬度较良性病变高。

表1 恶性组和良性组的各指标比较分析结果（±s）

表1 恶性组和良性组的各指标比较分析结果（±s）

组别 n 杨氏模量最大值 (kPa) 杨氏模量最小值 (kPa) 杨氏模量平均值(kPa)良性组 90 69.13±32.26 13.12±7.29 46.11±19.49恶性组 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 杨氏模量最大值、平均值的ROC曲线下面积（mm2）

表3 杨氏模量最大值、平均值诊断试验ROC分析

本组甲状腺恶性结节的最大杨氏模量值为（104.45± 42.36）kPa，平均杨氏模量值为（81.22±21.99）kPa，与国内文献报道相似[12-13]，但相对低于国外的文献报道[14]。最大杨氏模量值目前尚无统一正常值范围，国内外文献报道的数值有一定差距，尚需系统的大样本多中心研究才能确定。本研究中采用ROC曲线评价杨氏模量最大值、平均值鉴别诊断甲状腺结节良恶性的准确性。分析结果初步认为杨氏模量平均值诊断甲状腺恶性结节的准确度高于杨氏模量最大值；利用杨氏模量平均值诊断恶性结节，分析结果可以认为利用结节杨氏模量平均值为参考时其诊断意义较杨氏模量最大值高。此外，对部分病例在应用SWE时，出现假阳性及假阴性的结果，分析其原因，可能与以下因素有关：①由于甲状腺位置表浅，受生理曲度、颈部大血管及气管影响，实施检查时患者呼吸运动产生伪影进而影响图像质量；②对形态不规则的病灶，仪器默认的ROC取样设置所限，可导致SWE不能准确反映病灶硬度，使其应用受到一定限制；③ 某些良性结节中合并存在纤维化、钙化及玻璃样变等从而导致病灶硬度增高而出现假阳性结果，并导致某些恶性结节出血、坏死等使病灶硬度减低造成假阴性结果的发生[15]。

综上所述，SWE可以直观的测量甲状腺结节的杨氏模量的平均值、最大值及最小值，能够直接、定量地反映甲状腺结节的软硬度，为甲状腺结节良恶性病变鉴别诊断提供了更为客观的诊断依据，具有广阔的临床应用前景。由于本研究的病例数有限，对甲状腺结节良恶性病变的鉴别诊断临界点还需大样本进一步研究确定。

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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

基金课题：三亚市科技局课题（2015YW20）。

作者邮箱：huangzest@126.com