弹性成像在筛查甲状腺乳头状癌颈淋巴结转移中的研究进展

张志斌，赵 欣

(天津市第一中心医院普通外科，天津300192)

甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)是甲状腺最常见的恶性肿瘤，约50%的患者诊断时有淋巴结转移，对于颈淋巴结是否存在转移的判断在选择是否行淋巴结清扫中具有重要意义[1-2]。怀疑甲状腺癌时，超声检查对颈部淋巴结诊断率因个体差异而波动较大，灵敏度为20%～93%，特异度为70%～100%，准确度为55%～90%[3]。超声发现异常淋巴结后可采用细针抽吸活检来证实，确诊转移时，建议在甲状腺切除术的同时对患者进行中央淋巴结清扫和侧区淋巴结清扫[4]。此外，对淋巴结转移的诊断也可作为早期手术后局部复发的重要预后指标[5]。大约30%的PTC患者可能在原发性疾病切除后复发[6]。复发最常见于颈部淋巴结，因此甲状腺切除术后6～15个月需要进行颈部超声监测和血清甲状腺素水平测定[4]。在评估疾病复发方面，超声的灵敏度为90%，特异度为79%，准确度为87.9%[7]。PTC淋巴扩散的倾向性及其对疾病治疗的影响突出了甲状腺切除前后对颈部淋巴结准确评估的必要性。弹性成像目前已被广泛应用于甲状腺结节的术前良恶性评估，但在PTC颈部淋巴结转移的术前评估及术后复发监测方面报道尚少。现就不同弹性成像技术在颈淋巴结评估方面的研究进展进行综述。

1 弹性成像在筛查PTC颈淋巴结转移中的可行性

虽然不同的研究在使用技术、数据收集方法和原发性恶性肿瘤的类型上有很大差异，但即使使用不同形式的弹性成像来测量恶性结节也显示出明显的硬度和异质性。

研究表明[7]，弹性成像的诊断价值至少与B超在甲状腺癌的诊断价值方面相当，即使在某些方面优于B超。如果直接比较，该技术可能比B超具有更高的特异性和更低的敏感性。更重要的是，当与B超结合使用时，弹性成像可能会增加受试者工作特征曲线下面积。此外，尽管所有恶性组织通常比良性组织硬度更大，但特定类型的组织可能还会产生不同程度的弹性。一项研究证明，即使仅限于甲状腺恶性肿瘤的横波弹性成像(shear wave elastography,SWE)测量也显示了基于组织病理学特性的僵硬度差异[8]。这突出了在特定患者群体中进行前瞻性研究以制订明确弹性成像标准的必要性。控制原发性恶性肿瘤的变异或根据组织学类型分类可能有助于实现这一目标。

PTC颈淋巴结浸润转移和复发的可能性很大，因此，PTC可能是制订弹性成像诊断标准的一个很好的模型。研究表明，弹性成像可以靠地检测转移，预测结外扩散等预后因素，并与B超联合提高准确性[9]。许多PTC的淋巴结往往会发生囊性退化，而任何存在于淋巴结中的液体成分都不能通过弹性成像来识别。B超检测囊性改变的敏感性很低,为20%,弹性成像能可靠地检测到囊性改变，而囊性改变可能是细针穿刺中出现假阴性和假阳性的原因[10]。此外，囊性坏死已被发现可预测Braf v600 E的突变、疾病的早晚和降低的存活率[11-13]。因此，弹性成像显示的囊性改变可作为判断恶性肿瘤的独立预后和诊断标准，然而，小于超声所能显示的囊性液体聚集是否可通过弹性成像上的横波速度值来检测仍有待确定。

目前，B超的筛选可能受益于更明确的数字标准，因为它很大程度上依赖于形态学上的发现，特别是形态学异常的类型。大小标准可能难以量化，因为淋巴结的大小可能因个体差异而不同[14]。钙化和囊性坏死的超声表现是特异的(100%)，但对这些特征的灵敏度分别为50%和20%左右[3]。在转移淋巴结中最常见的是淋巴门消失，在某些情况下如果将其纳入标准就会降低总体的准确性[2]。

弹性成像所获得的可量化数据可作为疾病的一个特定节点，具体数值可能会随着时间的推移而变化，以便在PTC患者手术切除后的密切随访期间早期发现组织硬度的变化。超声诊断复发的准确性可能低于对转移性扩散的诊断，因此在这一阶段的患者管理中应用弹性成像技术可能获益更大[15]。

如上所述，由于B超声检查需要组织结构变化后才能发现，而弹性成像在细胞组成成分变化后就可以检测到，所以弹性成像可以先于超声发现存在的异常。因此，在PTC患者中使用弹性成像结合超声筛查既具有成本效益，又具有时间效益，可以提高整体准确性。Saadi等[7]认为弹性成像在评估恶性肿瘤淋巴结转移中可能存在缺陷，认为钙化、坏死或囊性改变会干扰弹性成像结果；然而，这些改变对于PTC患者出现颈部转移性淋巴结的判断则具有高度特异性。颈部弹性成像的其他一些问题包括颈部的弯曲和移动性，病变组织中典型受试区域的选择以及颈动脉脉冲的干扰[16-19]。目前处理这些问题的方法包括用探头对颈部施加最小压力，测量病变组织中的最大弹性值以及将探头纵向定位到颈动脉平面。

2 弹性成像在筛查PTC颈淋巴结转移中的研究

2.1准静态弹性成像 1991年，Ophir等[16]提出了弹性成像技术，它的基本原理是当组织受压时组织因软硬不同而产生不同的变形，不同形变产生不同的回声信息，最终将相应位移变化情况以彩色编码表示出来。这项技术最初要求操作者将传感器插入被检查的组织，称为准静态成像。Lyshchik等[20]进行了一项前瞻性研究，纳入标准是术前怀疑甲状腺癌(74%为PTC)或下咽癌。采用声纳电子扫描仪进行弹性成像和超声图像检查，手术切除后组织病理学检查确诊。研究中采用淋巴结应变指数或肌肉与淋巴结的应变率比值发现应变指数为1.5时，诊断的灵敏度、特异度、准确度分别为85%、92%和98%。丁杰等[21]研究表明，颈部良恶性肿大淋巴结病灶的应变率比值分别为(1.33±2.99)和(2.43±1.57)，差异有统计学意义。

Alam等[22]建立了一个与弹性成像模式相关联的评分系统，在颈部肿大淋巴结为反应性增生还是转移方面将弹性成像与B超进行比较，B超的灵敏度、特异度、准确度分别为98%、59%和84%，而弹性成像分别为83%、100%和89%。研究还发现，当这两种方法同时使用时总的诊断准确度为93%，优于单独使用任何一种方法。淋巴结由组织病理学确诊，转移淋巴结包括多种恶性肿瘤，如鳞状细胞、甲状腺和乳腺癌等[22]。准静态弹性成像是一种无创的成像技术，技术上比较容易实现，且成像的实时性较好。

2.2声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse imaging,ARFI)弹性成像 准静态弹性成像技术的不可控因素是超声医师检查时施加的压力程度不同。ARFI是在准静态弹性成像技术基础上建立的一项新的成像技术，该技术可以通过聚焦声束产生的声压推动组织发生微位移，实现对组织弹性的无创检测及评估，从而对颈淋巴结的良恶性做出鉴别[23]。普通超声检查对颈部淋巴结良恶性的判断主要依据淋巴结包膜是否完整、边界是否清楚、纵横比是否大于1、是否存在钙化及血流是否丰富。但淋巴结的病理结构不尽相同，所以仍有一部分很难做出鉴别。研究表明[24]，组织的硬度是区分病变良恶性的重要指标之一，而淋巴结的病理结构与组织的硬度密切相关。声辐射力正是通过施力于组织内部而反映出组织硬度方面的信息。常规超声则不具备该项技术，无法准确地显示出淋巴结硬度方面的信息。总的来说，偏硬的病灶多为恶性，偏软的病灶多为良性。

ARFI包括声触诊组织定性成像(virtual touch tissue imaging,VTI)和声触诊组织定量成像 (virtual touch tissue quantification,VTQ)技术。VTI技术利用灰阶进行编码,从而可以直观地反映受测组织的弹性，灰度增大，图像变暗，组织越硬,弹性就越差；反之，灰度降低，图像越亮，组织越软[25]。研究发现，93.6%的恶性结节在弹性图上较周围组织暗，而在良性结节中只有28.4%的良性结节是这种表现[17]。王尚和陈文卫[26]研究发现，恶性淋巴结VTI面积比明显大于良性淋巴结，从而说明恶性淋巴结在弹性图像上的范围明显大于二维图像，而良性病灶两者比较接近，可能与良、恶病灶的生物学行为和生长方式不同有关。良性淋巴结在生长过程中仅表现为体积的增大，而恶性淋巴结在生长过程中除体积增大的表现外，更重要的表现为结构重组。这种不同的生物学行为表现可能导致良恶性病灶在弹性图像上的表现不同。

ARFI的VTQ技术原理是通过计算组织震动过程中穿过受试区域的横向剪切波速度，定量评价组织弹性，组织越硬，横波传播速度越快，相反，组织越软，横波传播速度越慢。ARFI诱导的横波速度可用于区分反应性淋巴结和恶性淋巴结。反应性淋巴结的横波速度显著低于恶性淋巴结[18]。刘丽娟等[24]研究发现，与良性淋巴结相比，恶性淋巴结的VTQ值差异也有统计学意义。另有报道指出，在40%确诊为恶性疾病的患者中，由于组织的坏死或液化，机器无法记录横波速度，应用弹性成像技术发现淋巴结内出现不可测的横波速度的淋巴结均存在转移，故可能会出现假阴性的结果[23]。

不同于准静态弹性成像和VTI半定量或定性评价组织硬度的技术，VTQ 技术最大的优点是通过定量数值评价组织的硬度，而且无需施加外力，从而减少主观的影响及客观的干扰，使结果更加客观、可信。

2.3剪切波超声弹性成像 组织的变形可通过超声图像观察，并可记录应变减小的区域，形成弹性图。此外，虽然变形能力可以作为组织僵硬的定性指标，但横波速度的测量，即组织波垂直于脉冲传播的速度，可以提供具有更高临床价值的定量测量[27]。新的ARFI模型可以用来测量横波速度，它与组织弹性成反比，可提供一种数字数据收集的方法[28]。超声速剪切成像或SWE技术将超声束技术与超快超声成像技术相结合，生成实时定量组织图。Bhatia等[29]发现，使用实时SWE，恶性颈淋巴结的硬度明显高于良性淋巴结,诊断临界值为30.2时，准确度最高，为61.8%，灵敏度为41.9%，特异度为100%。研究还发现，即使淋巴结在超声下表现是相似的，但恶性淋巴结的弹性也可能不一致。

囊性结节由于横波不能穿过液体而无弹性信号，其中绝大部分为恶性肿瘤。如果超声下淋巴结有以下特征之一则考虑为恶性：淋巴门消失、钙化、囊性变或出现坏死区。多普勒超声和弹性成像的多因素回归分析差异无统计学意义，但与转移性淋巴结独立相关[30]。这是一项针对接受美国B超评估的患者进行的前瞻性研究，最终均通过细胞穿刺活检证实结果。研究中SWE测量的受试部位均位于淋巴结最坚硬的区域，以获得最大剪切波弹性数据，转移灶的剪切波弹性值显著高于良性淋巴结，与传统灰阶超声相比，其敏感性、特异性、准确度均明显增高。

Kim等[9]研究表明，颈部转移性淋巴结的弹性平均值、最小值和最大值及与周围肌肉的计算比率均显著增高，其诊断的准确率最高。普通B超的准确度为78.57%，但使用SWE技术时，弹性平均值可显著提高B超的诊断性能(受试者工作特征曲线下面积从0.738增加到0.811)。淋巴结外转移时，SWE值显著升高，并与每个淋巴结的阳性淋巴结数相关，从而成为预测淋巴结转移的预后因素。

与其他超声技术相比，SWE具有可重复性好、依赖性小、可以提供绝对定量数值等优点。但同时存在操作过程中不能向探头施压、在薄层组织中测量失败等缺点[31]。

3 结 语

PTC具有较高的颈淋巴结扩散率和局部复发率，组织学特征性较强。弹性成像技术已被证明能可靠地检测转移性病变，对提高筛查、判断预后和治疗有一定的价值。目前，颈部淋巴结弹性成像需要对同一原发癌的患者进行进一步的前瞻性研究，最好是有向颈部淋巴结扩散倾向的肿瘤，如PTC。该技术的成功与否取决于是否建立了一致、可重复的恶性结节侵袭的弹性成像标准。鉴于目前的研究，弹性成像技术(特别是ARFI和SWE技术)作为筛查PTC颈淋巴结转移具有很好的应用前景。