多模态超声影像技术在甲状腺结节良恶性鉴别诊断中的价值

王芳芳 苏畅 王宁 刘大铭

随着人们健康意识的提高，甲状腺超声已成为体检的一部分。甲状腺结节的检出率大大提高，结节的良恶性诊断尤为重要。高频超声能检出20%～70%的结节，结节中5%～15%为恶性[1-2]。多模态超声影像技术的发展为甲状腺结节良恶性诊断提供了保证。多模态影像技术包括常规超声、彩色多普勒血流成像、超声造影、超声弹性成像等，各项技术有其独特的优缺点。甲状腺结节组织病理学结构复杂，尤其是恶性结节病理亚型种类繁多，其声像图千变万化[3]，存在不典型病例图像重叠，诊断难度增加。故需要多模态超声影像技术联合应用，取长补短，旨在提高甲状腺恶性结节诊断正确率。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2017年10月至2019年9月在辽宁省人民医院就诊行甲状腺超声检查的患者，常规超声诊断为TI-RADS 4类的结节。患者共72例，男18例，女54例，年龄22～76岁，平均年龄48.4岁，共86个结节。

1.2 入选条件 纳入标准：均经过常规超声、超声造影及弹性成像检查；仅选取常规超声诊断为TI-RADS 4类的结节；均进行外科手术切除，并取得可靠的病理结果；术前未经过治疗。排除标准：过敏体质，对造影剂过敏者；既往有过甲状腺手术病史；结节囊性成分超过25%者。所有患者行超声检查前均签署知情同意书，同意进行超声造影及弹性成像检查。

1.3 仪器 采用德国西门子公司S3000彩色多普勒超声诊断仪，9L4线阵探头，内配备有超声造影、超声弹性成像功能，探头分辨率0.1 mm。

1.4 方法

1.4.1 常规超声检查 患者仰卧位，平静呼吸，尽量避免吞咽动作，充分暴露颈部，明确甲状腺结节的位置，数量，大小及基本特征。基本特征包括：内部回声，边界，形状，纵横比，钙化。彩色多普勒观察结节的血供情况。依据Kwak等[4]的分组标准对甲状腺结节进行TI-RADS分级。具体标准为，TI-RADS 1：正常甲状腺。TI-RADS 2：良性，无恶性征象。TI-RADS 3：可能良性，无恶性征象。TI-RADS 4：可疑恶性；细分为TI-RADS 4a：可能良性，1个恶性征象；TI-RADS 4b：可能恶性，2个恶性征象；TI-RADS 4c：高度可疑恶性，3个或4个恶性征象。TI-RADS 5：高度恶性，5个恶性征象。选取TI-RADS 4类的结节进行超声造影及弹性成像检查。

1.4.2 弹性成像检查 将诊断为TI-RADS 4类的结节置于取样框中心，调节取样框大小，使感兴趣区大于结节2～3倍，启动弹性成像模式，即声触诊组织成像与量化技术(virtual touch imaging and quantification，VTIQ)。取得VTIQ图像后，先进行图像质量分析。启动VTIQ质量控制系统，如VTIQ图像为均匀的绿色说明图像质量良好，如VTIQ图像为黄色或红色代表图像质量差，需重新采集图像。测量结节内部及周边正常甲状腺组织的剪切波速度，测量5次，取平均值。

1.4.3 超声造影检查 选取同时能显示甲状腺结节特征及周围正常甲状腺组织的切面，将仪器切换至超声造影模式，机械指数0.07，焦点置于结节的深方。超声造影剂选择Bracco公司的SonoVue(59 mg冻干粉加5 mL生理盐水)，经肘前静脉团注2.0 mL造影剂混悬液，随后注入5 mL生理盐水，同时启动仪器上的计时装置及动态存储键，实时观察结节的造影剂注入方式，增强模式，观察时间不少于2 min。多发病灶检查时，间隔时间在15 min以上。所有检查均由一名经验丰富的超声医师独立完成，机器参数相同。

1.4.4 观察指标 以病理为金标准，观察不同方法诊断甲状腺结节良恶性的敏感性、特异性、准确率、阳性预测值、阴性预测值。敏感性＝真阳性人数/ (真阳性人数＋假阴性人数)×100%，特异性＝真阴性人数/ (真阴性人数＋假阳性人数)×100%，阳性预测值＝真阳性人数/(真阳性人数＋假阳性人数)×100%，阴性预测值＝真阴性人数/(真阴性人数＋假阴性人数)×100%，准确率＝(真阳性人数＋真阴性人数)/总例数×100%。

1.5 统计学分析 采用SPSS 17.0统计软件进行统计分析，以术后病理诊断为金标准，计量资料用均数±标准差(±s)表示，采用t检验，计数资料用率表示，采用χ2检验，Fisher精确检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理诊断结果 72例患者共86个结节，经术后病理诊断，其中恶性结节66个，均为甲状腺乳头状癌，良性结节20个，结节性甲状腺肿15个，甲状腺腺瘤3个，桥本氏甲状腺炎1个，亚急性甲状腺炎1个。

2.2 超声弹性成像诊断结果 甲状腺良性结节的剪切波速度为(2.82±0.34)m/s，恶性结节的剪切波速度为(3.29±0.92)m/s，正常甲状腺组织的剪切波速度为(2.33±0.40)m/s，经两样本独立t检验，甲状腺恶性结节的剪切波速度高于甲状腺良性结节的剪切波速度，差异具有高度统计学意义(P＜0.01)，甲状腺良性结节的剪切波速度高于正常甲状腺组织的剪切波速度，差异无统计学意义(P＞0.05)，甲状腺恶性结节的剪切波速度高于正常甲状腺组织的剪切波速度，差异具有统计学意义(P＜0.05)。

由以上结果制定的ROC曲线，取得的约登指数为：48.70%，其对应的良恶性结节的剪切波速度截断值为：2.895 m/s，曲线下面积为0.799。如以剪切波速度≥2.895 m/s作为判定甲状腺结节良恶性的节点，其敏感性、特异性、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为69.69%(46/66)、65.00%(13/20)、68.60%(59/86)、86.79%(46/53)、39.39%(13/33)。见图1。

图1 超声弹性成像诊断甲状腺结节良恶性的ROC曲线

2.3 超声造影诊断结果 以均匀性高增强，等增强，环状增强及无增强作为良性结节的诊断标准，在原有的二维超声TI-RADS诊断基础上降一类；以不均匀性低增强，向心性低增强作为恶性结节的诊断标准，在原有的二维超声TI-RADS诊断基础上升一类；如造影增强方式不典型，为均匀性低增强或不均匀性高增强等，即不支持升类亦不支持降类，则维持原有类别。其中良性结节中有3例升类，12例降类，5例未升类亦未降类。恶性结节中有57例升类，4例降类，5例未升类亦未降类。

以降类及不升不降类为良性结节的诊断标准，以升类为恶性结节的诊断标准，超声造影诊断甲状腺良恶性结节的敏感性、特异性、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为：86.36%(57/66)、85.00% (17/20)、86.05% (74/86)、95.00% (57/60)、65.38%(17/26)。

2.4 联合诊断结果 超声弹性成像及超声造影诊断甲状腺结节情况，见表1。二者联合应用诊断甲状腺结节良恶性的敏感性、特异性、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为：96.97%(64/66)、80.00% (16/20)、93.02% (80/86)、94.12% (64/68)、88.89%(16/18)。单独应用超声弹性成像曲线下面积最小：0.673，超声造影比弹性成像效果好，曲线下面积：0.857，联合应用效果最好，曲线下面积：0.885，见图2。单独应用超声弹性成像、超声造影及二者联合应用诊断甲状腺TI-RADS4类良恶性结节的价值比较，联合应用二者诊断价值最好，χ2值最高，超声造影次之，见表2。

图2 超声弹性成像、超声造影及二者联合应用诊断甲状腺结节良恶性的ROC曲线

表1 超声弹性成像、超声造影及二者联合应用诊断甲状腺结节良恶性的情况(n)

表2 不同诊断模式的诊断效能

3 讨论

近年来，随着甲状腺超声的普及，甲状腺结节的检出率逐年上升。据流行病学调查，甲状腺结节总患病率约为12.6%[5]。超声检查已经成为甲状腺结节检出的主要手段，并成为鉴别其良恶性的首选技术。由于甲状腺结节恶性发生比率在5%～15%，早期诊断甲状腺结节良恶性对指导患者选择适当的治疗方法尤为重要[6]。根据Kwak等进行的TI-RADS分类，甲状腺4类结节恶性概率为3%～95%，范围跨度比较大，对甲状腺结节良恶性诊断精确度差[7]，迫切需要进一步提高其诊断效能。超声新技术(超声弹性成像、超声造影)的发展为这一需求提供了帮助。

超声弹性成像是超声评估甲状腺结节良恶性的一项新技术。传统的压迫式弹性成像由于其人为因素干扰大导致测量结果不准确，已经被新的剪切波弹性成像技术所代替。剪切波弹性成像是超声探头向甲状腺发射声辐射波，使感兴趣区域内的组织或病灶产生振动、变形或移位，这些变形或移位通过剪切波速度体现，剪切波在不同组织内传播速度不同。剪切波速度与组织或病灶的硬度呈正相关。本研究中应用的是声触诊组织成像与量化技术，其优点是人为因素少，可同时进行多点测量，无取样框固定的限制，测量的准确性提高。甲状腺良性结节内部多为滤泡细胞及胶原成分，因此相对较软，剪切波速度较低，而恶性结节内部常常由纤维组织、血管组织等组成，相对较硬，剪切波速度较高。有研究[8]报道，甲状腺结节硬度越大，其恶性风险越高。

本研究结果显示，甲状腺恶性结节的剪切波速度明显高于良性结节的剪切波速度，差异具有统计学意义，而良性结节与正常组织间的剪切波速度差异无统计学意义。这与之前的研究相符[9-10]。假阳性结节分析原因，可能是病程反复发展所致的“僵尸”结节，其内部出血、玻璃样变、纤维化、机化、炎症反应等使组织硬度增加，弹性增强。假阴性结节分析其原因多为结节内部有出血、液化造成的囊性变；或者结节体积较小，结节内部的纤维组织成分较少，或者结节位置相对较深，声辐射力衰减造成。

在TI-RADS分类标准中，未涉及结节彩色血流的情况，说明二维超声彩色血流的分布不具备典型特征，不能成为诊断的恶性危险因素。超声造影通过观察结节内部的微循环来了解其内部的微血管分布及灌注方式，从而对结节进行定性诊断，是TI-RADS诊断的一个补充手段，可提高甲状腺结节良恶性的诊断。文献报道[11-12]，甲状腺良性结节多以均匀性增强、环状增强、等增强、高增强为主，恶性结节多以不均匀性增强、低增强为主。这些灌注特点与甲状腺结节的生长方式有关，与结节的病理成分有关。良性结节血管分布规则，血管间吻合少，生长平衡，部分内胶原成分多。恶性结节由于生长过快，失去平衡，导致新生血管分布紊乱，动静脉瘘，血管瘤，液化坏死。结节内部分血流丰富，部分血供缺乏，表现为不均匀微灌注。本研究中绝大多数甲状腺恶性结节均表现为不均匀性低增强，良性结节表现为高增强、环状增强或等增强，其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为：86.36%，85.00%，95.00%，65.38%，与范丽青等[13]研究相似。分析误诊原因，良恶性结节的微循环灌注方式存在一定的交叉现象。假阳性是由于结节生长迅速，造成内部液化囊性改变呈低增强，或者结节较小，微灌注特点不明显。假阴性是由于病理过程尚在早期，血管生长的特点尚未形成，内部血流灌注与邻近组织相似。

超声弹性成像和超声造影均能提高甲状腺良恶性结节的诊断。但二者均有一定的假阳性及假阴性。超声造影的效能高于弹性成像。将二者联合应用，其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为：96.97%、80.00%、94.12%、88.89%，曲线下面积：0.885，明显高于二者单独应用，与以往文献[14-16]结果相符。超声弹性成像和超声造影根据不同的成像原理，从不同的角度对甲状腺良恶性结节进行诊断，相互取长补短，进一步提高了良恶性结节的诊断，提升了TI-RADS中不典型病灶的诊断。

本研究也具有一定的不足之处，第一，本研究为单中心研究，样本量较小，仅代表小范围内的表现，尚需要进行扩大样本量，进行多中心研究。第二，恶性结节的病理成分单一，均为甲状腺乳头状癌。虽然甲状腺乳头状癌是最常见的内分泌肿瘤，占甲状腺恶性肿瘤的90%，但其他类型的甲状腺恶性结节的超声弹性成像及超声造影特点也需要进一步研究。第三，本研究中甲状腺结节大小为0.3～3.0 cm，没有将其细化再分，需进一步研究不同大小结节的超声弹性成像及超声造影的特点。

综上所述，在TI-RADS分类基础上联合应用超声弹性成像及超声造影在鉴别甲状腺结节良恶性方面具有更高的诊断价值。