剪切波弹性成像与声辐射力脉冲弹性成像诊断良恶性甲状腺结节

黄 瑞，王兴田，王 荣，沙雨蒙

(徐州医科大学附属医院超声科，江苏 徐州 221006)

随着超声仪器分辨率的提高，更多较小的甲状腺结节被发现，但仍难以准确评估其性质[1]。甲状腺细针穿刺为有创操作，易受多种因素影响。 测量组织硬度有助于判断结节性质，且恶性结节硬度较高[2]。既往主要通过触诊判断组织硬度，难度高，且对位置较深或较小结节存在困难。超声弹性成像可通过外力或剪切波间接反映组织硬度[3-4]。本研究观察剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)和声辐射力脉冲弹性成像(acoustic radiation force impulse imaging, ARFI)鉴别诊断甲状腺结节良恶性的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年4月—10月于我院甲乳外科经手术病理证实的43例甲状腺结节患者，男17例，女26例，年龄17～65岁，中位年龄46岁；单发35例，多发8例，对多发结节患者，每叶选取1个常规超声表现特点不同的结节。共入组51个结节，直径0.3～3.0 cm；其中钙化31个，包括微钙化24个、粗大钙化7个(>1 mm)。51个结节中，恶性结节34个，均为乳头状癌，其中16个为乳头状微小癌；良性结节17个，均为结节性甲状腺肿。其中小结节(直径≤1 cm)31个，包括良性10个(3个伴钙化)、恶性21个(13个伴钙化)；大结节(1 cm<直径≤3 cm)20个，包括良性7个(6个伴钙化)、恶性13个(9个伴钙化)。排除标准：①结节位于峡部；②囊性成分≥5%；③直径>3 cm；④既往有颈部手术或放疗史。

1.2 仪器与方法 术前由同1名操作者行SWE和ARFI检查。SWE：采用Supersonic Imaging Aixplorer彩多普勒诊断仪，SL15-4型线阵探头，频率4～15 MHz。ARFI：采用Siemens S2000彩色多普勒诊断仪，L9-4线阵探头，频率4～9 MHz。嘱患者头后仰，充分暴露颈部，必要时侧转。常规超声选定目标病灶，测量结节大小，观察其回声、边界、钙化、纵横比、形状、血流等，并存储图像。然后避开气管、血管，调节至SWE模式，矢状面测量结节弹性值。预设SWE值测量范围为0～180 kPa。嘱患者屏气，移动彩色信号框至目标病灶处，并包括周围正常甲状腺组织。待稳定后冻结图像并进行选取。选取图像标准：①彩色信号框内几乎全部有颜色填充；②正常甲状腺组织表现为均匀蓝色；③无明显压迫伪像。调节Q-BOX为3 mm并置于结节最硬处，记录其最大、最小和平均SWE值(Emax、Emin、Emean)，并存储图像。重复上述操作5次，去掉最大值和最小值，取3次平均值。

ARFI：选择机器预设甲状腺条件，常规超声确认病灶后，选择声触诊组织量化(virtual touch tissue quantification， VTQ)模式，将取样框置于病灶中央，嘱患者屏气3 s，按update键，测量5次VTQ值，去掉最高值和最低值，取3次平均值；再选择声触诊组织成像(virtual touch tissue imaging, VTI)模式，取样框大小尽量为病灶的2倍，将其置于中央，按update键采集图像，以二维图和VTI图双幅显示。手动描记结节在两幅图中的面积，计算VTI面积比，重复操作5次，去掉最高值和最低值，取均值。病灶VTI面积比=VTI模式结节面积/常规超声模式结节面积。

1.3 统计学分析 采用SPSS 16.0统计分析软件。采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)评估同一操作者3次分析SWE值、VTQ值、VTI面积比的一致性，ICC≥0.75表示一致性较好。计量资料以±s表示，采用独立样本t检验分析甲状腺良恶性结节间SWE值、VTQ值、VTI面积比的差异。以病理结果为金标准，绘制ROC曲线，获得SWE值、VTQ值和VTI面积比鉴别甲状腺良恶性结节的最佳阈值，计算曲线下面积，获得鉴别诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度、准确率，并采用χ2检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

同一操作者3次重复测量51个甲状腺结节的SWE值、VTQ值和VTI面积比的一致性较好(ICC=0.92、0.99、0.96)。

表1 甲状腺良恶性结节各参数比较(±s)

表1 甲状腺良恶性结节各参数比较(±s)

性质Emax(kPa)Emin(kPa)Emean(kPa)VTQ值(m/s)VTI面积比恶性56．35±27．0630．50±14．2644．31±19．994．43±3．121．51±0．52良性26．19±6．3914．26±6．8319．23±5．601．87±0．720．99±0．20t值-6．18-1．89-6．13-4．55-5．20P值<0．010．07<0．01<0．01<0．01

甲状腺良恶性结节的各参数值见表1。甲状腺良恶性结节的Emax、Emean差异有统计学意义(t=-6.18、-6.13，P均<0.01)，Emin差异无统计学意义(t=-1.89，P=0.08)。Emax、Emean诊断甲状腺恶性结节的最佳阈值为37.74 kPa和28.00 kPa，曲线下面积分别为0.919、0.918(P均<0.01；图1)，以Emax作为最终值。Emax诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度、准确率分别为85.30%(29/34)、100%(17/17)、90.20%(46/51)。

图1 Emean、Emax诊断甲状腺恶性结节的ROC曲线(红色代表Emax，蓝色为Emean)

甲状腺良恶性结节VTQ值和VTI面积比差异有统计学意义(t=-4.55、-5.20，P均<0.01)。VTQ的最佳阈值为2.19 m/s，曲线下面积为0.858(P<0.01)，其诊断甲状腺恶性结节敏感度、特异度、准确率为76.50%(26/34)、94.10%(16/17)、90.20%(46/51)。VTI面积比的诊断阈值为1.24，曲线下面积为0.843(P<0.01)，其诊断甲状腺恶性结节敏感度、特异度、准确率为64.71%(22/34)、88.20%(15/17)、72.55%(37/51)。

良恶性甲状腺小结节之间，Emax、VTI面积比差异有统计学意义(P<0.05)，而VTQ差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。VTI面积比与Emax对鉴别诊断甲状腺小结节的敏感度比较差异无统计学意义(χ2<0.01，P>0.05)，特异度、准确率差异亦无统计学意义(χ2=2.22、0.48，P均>0.05)，见表3、图2。

表2 甲状腺良恶性大小结节各参数比较(±s)

表2 甲状腺良恶性大小结节各参数比较(±s)

组别Emax(kPa)VTQ值(m/s)VTI面积比小结节 恶性(n=21)48．97±15．432．58±1．531．66±1．53 良性(n=10)28．19±7．482．18±0．691．04±0．20t值-4．01-0．79-3．22P值<0．010．08<0．01大结节 恶性(n=13)68．28±36．977．43±2．681．24±0．22 良性(n=7)23．90±4．591．44±0．530．92±0．18t值-3．12-5．78-2．88P值<0．01<0．010．02

表3 各参数诊断恶性甲状腺小结节敏感度、特异度和准确率[%(个)]

良恶性甲状腺大结节之间，Emax、VTQ、VTI差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。VTI面积比、VTQ及Emax鉴别诊断良恶性甲状腺大结节的敏感度、准确率差异有统计学意义(χ2=16.47、14.90，P均<0.05)；其中VTQ和Emax鉴别诊断良恶性甲状腺大结节的敏感度、准确率差异无统计学意义(χ2=1.04、1.03，P均>0.05)，见表4、图3。

表4 各参数诊断恶性甲状腺大结节敏感度、特异度和准确率[%(个)]

3 讨论

图2 患者男，40岁，甲状腺微小乳头状癌(小结节) A.Emax为66.9 kPa; B.VTI面积比为1.76 图3 患者男，41岁，甲状腺乳头状癌(大结节) A.Emax为116.0 kPa; B.SWV为X.XX m/s

SWE属实时剪切波弹性成像，以SWE值或彩色图像表示组织硬度。ARFI包括VTI和VTQ两种成像方式。VTI属静态型成像，是对ROI发射短时程的聚焦声脉冲，使局部组织发生位移，位移幅度的差异表现为图像灰阶，以黑白灰反映组织硬度，越黑表示组织越硬；VTQ属剪切波速度测值法，速度越快表示组织越硬。

Sebag等[5]提出诊断甲状腺恶性结节的Emax阈值为65 kPa，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为81.50%和97.00%。Veyrieres等[6]得出Emax阈值为66 kPa，鉴别甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为80.00%和90.50%。Kim等[7]研究结果与Sebag等[5]相近。本研究Emax的最佳诊断阈值为37.74 kPa，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为85.30%和100%，较国外研究值偏低，可能与结节大小和测量区直径选择有关：本研究选用Q-BOX直径较既往研究[7-8]大，包含更多甲状腺组织，可能降低SWE硬度值。Kim等[7]研究排除了直径<5 mm的甲状腺结节，而本研究Emax低于30 kPa的恶性结节主要集中于直径<5 mm以下。

徐丽华等[9]认为VTQ阈值为2.61 m/s时，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为76.30%和80.60%。Bojunga等[10]认为VTQ阈值为2.69 m/s时，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度较高。本研究VTQ阈值为2.19 m/s，较以上报道稍低，可能与小结节较多有关。陈洁等[11]认为VTI面积比为0.975，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为96.80%和88.50%。王兴田等[12]研究≤1 cm甲状腺结节，发现VTI面积比最佳诊断阈值为1.46，诊断甲状腺恶性结节的敏感度、特异度为88.90%、95.70%。本研究VTI面积比阈值为1.24，提示VTI面积比对甲状腺恶性结节有较高诊断价值。

SWE技术不依赖于周围正常甲状腺组织可独立成像反映组织硬度。本研究发现Emax对甲状腺大小结节的诊断价值相似。结节大小可对SWE结果造成影响[13]，可能因随结节增大，其病理成分也发生变化[14]，如恶性结节逐渐纤维化、钙化或囊变，侵犯周围组织，最终导致组织硬度增加。但也有学者[7]对甲状腺乳头状癌进行分析，发现硬度与病灶大小无相关性。本研究结果与后者一致，但病例数较少，还需更大样本进一步观察。

本研究发现，相对小结节，VTQ值诊断大结节的敏感度、特异度更高，原因可能在于VTQ取样框的大小为5 mm×6 mm，而很多小结节直径小于取样框，导致结果不能准确反映其硬度；VTI面积比在良恶性结节之间差异有统计学意义，且对小结节的敏感度、特异度更高，可能因VTI检查时常需周围正常甲状腺组织作对照，一般将取样框调至目标结节的2倍大小，而大结节周围常缺乏正常组织可资对比，影响结果的准确性。

本研究的不足：①研究对象为手术患者，恶性结节比率高，存在一定选择偏移；②未排除甲状腺弥漫性病变；③未区分钙化和无钙化结节，而钙化部分可能增加组织硬度而导致误差；④病例数较少且病理类型单一；⑤未评估不同操作者间的一致性。

总之，两种弹性成像对诊断甲状腺结节良恶性均有一定诊断价值，Emax对甲状腺大小结节诊断价值相当，ARFI的VTQ值更适用于大结节，而ARFI的VTI面积比对鉴别诊断甲状腺恶性小结节更有优势。

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