聲脈沖輻射力彈性成像鑒別診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的價值

賈紅靖JIA Hongjing

徐曉紅2XU Xiaohong

聲脈沖輻射力彈性成像鑒別診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的價值

賈紅靖1JIA Hongjing

徐曉紅2XU Xiaohong

目的探討聲脈沖輻射力（ARFI）彈性成像的聲觸診組織成像（VTI）和聲觸診組織定量（VTQ）技術(shù)在鑒別診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)中的價值。資料與方法分析85例甲狀腺腫瘤患者共100個結(jié)節(jié)的常規(guī)超聲及ARFI成像特征，采用常規(guī)超聲半定量評分法判斷結(jié)節(jié)性質(zhì)，ARFI成像獲取病灶的VTI面積比、剪切波速度（SWV）及SWV比值；采用ROC曲線比較常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV和SWV比值的曲線下面積（AUC），確定診斷效能。結(jié)果常規(guī)超聲半定量法診斷甲狀腺良、惡性病灶的準確度、敏感度、特異度分別為82.00%、53.33%、94.29%；良、惡性病灶平均VTI面積比分別為1.11±0.12、1.65±0.35（t=11.524, P＜0.01），平均SWV分別為（1.84±1.00）m/s、（4.93±2.94）m/s（t=7.840, P＜0.001），平均SWV比值分別為1.07±0.44、2.81±1.72（t=7.910, P＜0.001）；ROC曲線得出常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV、SWV比值的AUC分別為0.889、0.948、0.933、0.896，VTI面積比診斷甲狀腺良、惡性病灶的準確度、敏感度、特異度分別為90.00%、93.33%、88.57%，SWV的診斷準確度、敏感度、特異度分別為88.00%、90.00%、87.14%，SWV比值的診斷準確度、敏感度、特異度分別為88.00%、70.00%、95.71%。結(jié)論ARFI彈性成像有助于鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良、惡性，提高診斷敏感度。

甲狀腺結(jié)節(jié)；超聲檢查；彈性成像技術(shù)；聲觸診組織成像；聲觸診組織定量技術(shù)；診斷，鑒別

超聲檢查在甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出中具有不可替代的地位，然而部分甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的聲像圖特征存在重疊，使得常規(guī)超聲診斷困難。聲脈沖輻射力（acoustic radiation force impulse, ARFI）彈性成像是近年來超聲發(fā)展的新技術(shù)，為檢測組織彈性提供了新方法。ARFI利用普通診斷超聲探頭（線陣或凸陣）向感興趣的目標組織發(fā)射聚焦推力脈沖，組織在縱向上產(chǎn)生瞬時位移，橫向上產(chǎn)生剪切波；組織的彈性與縱向的位移成反比，與剪切波速度（shear wave velocity, SWV）的平方成正比[1]。ARFI包括聲觸診組織成像（virtual touch tissue imaging, VTI）和聲觸診組織定量（virtual touch tissue quantification, VTQ）技術(shù)。VTI通過局部組織縱向的位移大小，獲得感興趣區(qū)的組織硬度灰階圖，灰度越大，提示組織越硬，彈性越差；反之彈性越好。VTQ通過感興趣區(qū)組織受到探頭發(fā)射的推力脈沖作用后產(chǎn)生橫向振動，進而獲得剪切波信息，SWV越大，反映該組織越硬，彈性越差[2]。既往已有ARFI及SWV對甲狀腺病變的研究[3-6]。本研究旨在分析ARFI技術(shù)的VTI及VTQ聲像圖特征，探討ARFI及常規(guī)超聲對甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2011-07～2012-11經(jīng)廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院超聲科診斷為甲狀腺結(jié)節(jié)的85例住院患者共100個結(jié)節(jié)，其中男17例，女68例；年齡17～75歲，平均（44.3±15.2）歲；病灶直徑0.7～4.7 cm，平均（2.2±1.1）cm。病灶位于甲狀腺左葉44個，右葉55個，峽部1個。所有病灶均經(jīng)廣東醫(yī)學院甲乳外科手術(shù)切除后經(jīng)病理組織學檢查證實。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Acuson S2000超聲診斷儀，9L4線陣探頭，頻率7～9 MHz，配有ARFI成像軟件。患者取仰臥位，常規(guī)超聲記錄病灶的形態(tài)、邊界、內(nèi)部回聲、縱橫比、聲暈、鈣化及頸部淋巴結(jié)情況，采用半定量評分法及診斷標準[7]判定每個病灶的良、惡性，對照病理結(jié)果評價診斷效能。為避免氣管及血管搏動的影響，所有病灶均取縱切測量，縱向掃查獲得病灶最大切面，切換至VTI模式，囑患者屏住呼吸，待圖像穩(wěn)定后按Update鍵，屏幕左幅顯示為普通超聲圖像，右幅為VTI圖像；同一病灶探頭位置及方向不變，切換至VTQ模式，將取樣框置于病灶內(nèi)部，按Update鍵，系統(tǒng)自動檢測出橫向SWV并顯示在屏幕右側(cè)。每個病灶均測量7次，去掉一個最高值和一個最低值后取平均值。測量時避開液化區(qū)及粗大的鈣化灶，測量中出現(xiàn)的“x.xx m/s”考慮是由于病灶硬度較大，超出最大測值引起，根據(jù)相關(guān)文獻報道[8]，由“9.00 m/s”代替“x.xx m/s”進行計算；選取相同深度處周邊甲狀腺組織，依照上述方法計算腺體的平均SWV。分析VTI圖像，系統(tǒng)測量鍵內(nèi)配有面積比（area ratio, AR），將病灶在VTI彈性圖像與二維圖像上的面積進行自動描記，然后手動修復機器未能準確識別的面積部分，確認后比值自動顯示在屏幕右方。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件，ARFI彈性成像計量資料比較采用t檢驗；繪制常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV、SWV比值的ROC曲線，4條ROC曲線下面積（AUC）差異的兩兩比較采用Z檢驗；以病理診斷為“金標準”，計算常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV和SWV比值診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的準確度、敏感度、特異度、陽性預測值及陰性預測值，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果及常規(guī)超聲診斷率 100個病灶中，良性病灶70個，包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫58個，濾泡型腺瘤9個，甲狀腺炎3個（2個橋本甲狀腺炎和1個亞急性肉芽腫性甲狀腺炎）；惡性病灶30個，均為乳頭狀癌，其中6個為乳頭狀微小癌。常規(guī)超聲半定量評分法診斷為惡性病灶20個，良性病灶80個，常規(guī)超聲診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的準確度、敏感度及特異度分別為82.00%、53.33%、94.29%。

2.2 VTI面積比 良性病灶平均VTI面積比小于惡性病灶，兩者比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=11.524, P＜0.01）。見表1。

2.3 SWV 良性病灶平均SWV稍大于同深度處腺體的SWV[（1.72±0.30）m/s]，但兩者比較，差異無統(tǒng)計學意義（t=1.079, P＞0.05）。惡性病灶平均SWV顯著大于同深度處腺體的SWV[（2.11±0.26m/s）]，兩者比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=5.959, P＜0.001）；良性病灶與惡性病灶平均SWV比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=7.840, P＜0.001）。見表1。

2.4 病灶與腺體SWV比值 良性病灶與周邊腺體SWV比值顯著小于惡性病灶與周邊腺體SWV比值，兩者比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=7.910, P＜0.001），見表1。良、惡性結(jié)節(jié)的VTI及VTQ彈性圖見圖1～3。

表1 甲狀腺良、惡性病灶VTI面積比、SWV及病灶與腺體SWV比值比較

圖1 患者女，17歲，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。A. VTI圖像面積比為1.19；B.深度1.3 cm處病灶SWV為1.32 m/s；C.深度1.3 cm處腺體SWV為1.81 m/s

圖2 患者女，37歲，亞急性甲狀腺炎。A. VTI圖像面積比為1.51；B.深度1.4 cm處病灶SWV為x.xx m/s；C.深度1.4 cm處腺體SWV為2.25 m/s

圖3 患者女，23歲，甲狀腺乳頭狀癌。A. VTI圖像面積比為1.36；B.深度1.6 cm處病灶SWV為x.xx m/s；C.深度1.6 cm處腺體SWV為1.63 m/s

2.5 ROC曲線 常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV及 SWV比值對甲狀腺良、惡性病灶的診斷效能見表2。Z檢驗對4條ROC曲線下面積進行兩兩比較，常規(guī)超聲與VTI面積比、SWV、SWV比值A(chǔ)UC比較，差異均無統(tǒng)計學意義（Z=1.359、1.043、0.141, P＞0.05）；VTI面積比與SWV及SWV比值A(chǔ)UC比較，差異均無統(tǒng)計學意義（Z=0.408、1.156, P＞0.05）；SWV與SWV比值A(chǔ)UC比較，差異無統(tǒng)計學意義（Z=0.844, P＞0.05）。見圖4。

表2 常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV及SWV比值的診斷效能比較

圖4 常規(guī)超聲、VTI面積比、SWV及SWV比值的ROC曲線

3 討論

常規(guī)超聲檢查甲狀腺結(jié)節(jié)多以形態(tài)、邊界、內(nèi)部及后方回聲、鈣化等特征來鑒別腫瘤的良、惡性，但由于病理結(jié)構(gòu)不同，常規(guī)超聲對不典型的良、惡性病灶容易誤診。腺體硬度也是區(qū)分腫瘤良、惡性的一個重要的參考指標，通常惡性病灶較硬，良性病灶較軟。臨床觸診是常用的獲取腺體硬度信息的方法，但觸診有很大的主觀性，位于腺體深部的小病灶比較容易漏診；此外，普通超聲檢查不能直接提供硬度信息。自Ophir等[9]于1991年首次提出彈性成像以來，近年超聲彈性成像得到迅猛發(fā)展，ARFI彈性成像的出現(xiàn)為獲得組織硬度信息開辟了新的路徑。

對VTI成像目前報道較多的是對其進行硬度分級[5,6,10]，VTI分級是一項定性診斷方法，受主觀因素影響大；而關(guān)于VTI面積比，Meng等[8]和Jin等[11]將其應用于乳腺病灶的診斷，發(fā)現(xiàn)乳腺良、惡性病灶的VTI面積比有顯著差異（P＜0.01）。面積比的原理是基于良、惡性病灶的生長方式不同，由于惡性病灶常呈浸潤性生長，包膜不清楚，與鄰近的正常組織無明顯界限，周圍組織中也可能有腫瘤細胞浸潤，故臨床上手術(shù)切除范圍應比肉眼所見范圍大；而良性病灶常有完整的纖維包膜，與周圍組織分界清楚，常呈膨脹性生長[12]，故腫瘤的實際大小與肉眼所見范圍相似。基于以上特點，惡性病灶在VTI圖像上能顯示的范圍要比普通灰階圖像的范圍大，良性病灶的面積大小則無明顯差異。本研究將病灶在VTI圖像與二維圖像上的面積比用于診斷甲狀腺病灶的良、惡性，發(fā)現(xiàn)良、惡性病灶的VTI面積比分別為1.11±0.12、1.65±0.35（t=11.524, P＜0.01），與王興田等[13]報道的甲狀腺良、惡性病灶平均VTI面積比分別為1.23±0.12、1.67±0.16（P＜0.01）基本一致，證實VTI面積比對鑒別診斷甲狀腺病灶的良、惡性有較高的價值。因此，面積比是將VTI圖像量化的一種方法，實現(xiàn)了對VTI彈性成像的半定量，彌補了VTI分級法的不足。

ARFI彈性成像的VTQ技術(shù)是通過計算組織震動過程中的SWV，定量地反映組織的彈性特征，數(shù)值越大，說明組織越硬；反之表示組織較軟。本研究結(jié)果表明，甲狀腺良性病灶的硬度與正常甲狀腺組織接近，而惡性病灶的硬度不僅高于其周鄰腺體，且SWV絕對值也大于良性病灶，本研究中甲狀腺乳頭狀癌的SWV為為4.93 m/s，高于Friedrich-Rust等[14]報道的甲狀腺乳頭狀癌的SWV 4.30 m/s。由于不同個體甲狀腺腺體組織的SWV存在差異，為了避免個體差異造成的假陽性與假陰性結(jié)果，本研究對100個病灶的SWV與對應腺體SWV做比值，得出良性病灶與周邊腺體的平均SWV比值為1.07±0.44，顯著小于惡性病灶與周邊腺體的平均SWV比值（2.81±1.72），兩者差異有統(tǒng)計學意義（t=7.910, P＜0.001），進一步說明惡性病灶的SWV高于周邊腺體及良性病灶。

本研究對100個甲狀腺病灶的常規(guī)超聲及ARFI彈性成像診斷結(jié)果進行比較，結(jié)果提示ARFI 3種方法組間兩兩比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），ARFI和常規(guī)超聲診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)差異無統(tǒng)計學意義P＞0.05。通過對比診斷效能發(fā)現(xiàn)，盡管常規(guī)超聲診斷甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的準確度及特異度較高（82.00%、94.29%），但其敏感度卻僅為53.33%，低于ARFI 3種方法診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的敏感度，提示常規(guī)超聲診斷甲狀腺良性結(jié)節(jié)的準確度較好，但是對惡性病灶的檢出率則較低，易誤診為良性病灶。常規(guī)超聲對惡性病灶的檢出率低可能與病灶大小及病理改變有關(guān)。本組病例中有6個乳頭狀微小癌，病理結(jié)果提示癌組織尚未向周邊組織廣泛浸潤，且二維聲像圖上未見典型的惡性病灶特征，故增加了常規(guī)超聲的診斷難度，導致假陰性結(jié)果。而此時病灶內(nèi)部由于纖維化及微鈣化的形成已導致硬度增加，利用ARFI檢測病灶硬度信息，則大大提高了惡性病灶的檢出率，提高了診斷敏感度。

ARFI彈性成像會由于病灶內(nèi)部的病理結(jié)構(gòu)而導致假陽性及假陰性結(jié)果。本研究中有2例結(jié)節(jié)性甲狀腺腫病灶SWV達2.8 m/s以上。由于該病灶間質(zhì)纖維增生較明顯，同時可見玻璃樣變及鈣化形成，故病灶較硬導致SWV增高；1例亞急性肉芽腫性甲狀腺炎病灶SWV顯示“x.xx m/s”，明顯高于良性病灶及惡性病灶的平均SWV。亞急性甲狀腺炎早期濾泡破壞，上皮崩解，膠質(zhì)減少或消失，中性粒細胞浸潤，可以形成微小膿腫。隨著病情進一步發(fā)展，形成肉芽腫，后期炎癥細胞減少，成纖維細胞增生，纖維瘢痕形成，導致組織變硬[15]。病變各個時期組織因中性粒細胞浸潤范圍不同，濾泡破壞多少不同，纖維組織增生程度不同而硬度不同。由于亞急性甲狀腺炎患者早期無明顯癥狀及體征，多延誤病情，就診時病變已發(fā)展到后期，故SWV明顯高于其他良性病灶的平均SWV，因炎癥細胞浸潤和破壞范圍大而導致VTI面積比增大，本例VTI面積比為1.51，高于良性病灶的平均VTI面積比；本組2例甲狀腺乳頭狀癌病灶的平均SWV在2 m/s以下，同時VTI圖像顯示面積比與良性病灶相似，VTI及VTQ均表明此病灶硬度較低，病理鏡下顯示該類病灶的實質(zhì)細胞成分占主要部分，而間質(zhì)成分較少，故ARFI表現(xiàn)為組織較軟。以上結(jié)果表明，ARFI彈性成像存在一定的局限性，單純以病灶硬度來判斷甲狀腺病灶的良、惡性需謹慎，應綜合常規(guī)超聲聲像圖及彩色多普勒血流顯像判斷。

總之，本研究聯(lián)合ARFI彈性成像的VTI與VTQ技術(shù)，實現(xiàn)了VTI的半定量與VTQ定量的結(jié)合，對鑒別診斷甲狀腺良、惡性病灶有一定的幫助。ARFI可以明顯提高甲狀腺良、惡性病灶的診斷敏感度，彌補常規(guī)超聲的不足，降低診斷的假陰性率。

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（責任編輯 張春輝）

Acoustic Radiation Force Impulse in Differentiating Benign and Malignant Thyroid Nodules

PurposeTo explore the value of virtual touch tissue imaging (VTI) and virtual touch tissue quantification (VTQ) technology of acoustic radiation force impulse (ARFI) elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules.Materials and MethodsThe routine ultrasound (US) and ARFI imaging features of 100 nodules in 85 patients with thyroid cancer were analyzed. Nodules were evaluated according to US semi-quantitative score; VTI area ratio, shear wave velocity (SWV) and SWV ratios were obtained by ARFI; then receiver operating characteristic (ROC) curves were drawn to compare the areas under the curves (AUC) of routine US, VTI area ratio, SWV and SWV ratios to evaluate diagnostic accuracy.ResultsThe accuracy, sensitivity and specificity of benign and malignant thyroid lesions were 82.00%, 53.33%, and 94.29%, respectively on routine US score. Mean VTI ratios: 1.11±0.12 for benign nodules, 1.65±0.35 for malignant nodules (t=11.524, P＜0.01); SWVs: (1.84±1.00) m/s for benign nodules, (4.93±2.94) m/s for malignant nodules (t=7.840, P＜0.001); mean SWV ratios: 1.07±0.44 for benign nodules, 2.81±1.72 for malignant nodules (t=7.910, P＜0.001). ROC analysis indicated that AUC was 0.889 for semi-quantitative scores, 0.948 for VTI area, 0.933 for SWV and 0.896 for SWV ratio. The accuracy, sensitivity, specificity of VTI area were 90.00%, 93.33% and 88.57%, respectively; those of SWV were 88.00%, 90.00% and 87.14%, respectively; those of SWV ratio were 88.00%, 70.00% and 95.71%, respectively.ConclusionARFI elastography is helpful in differentiating benign and malignant thyroid nodules for a high diagnostic sensitivity.

Thyroid nodule; Ultrasonography; Elasticity imaging techniques; Virtual touch tissue imaging; Virtual touch tissue quantification; Diagnosis, differential

1. 蘇州市立醫(yī)院本部超聲中心 江蘇蘇州215002

2. 廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院超聲科 廣東湛江524001

徐曉紅

Department of Ultrasound, the Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China

Address Correspondence to: XU Xiaohong

E-mail: 13828297586@139.com

R736.1；R445.1

2013-03-27

修回日期：2013-09-02

中國醫(yī)學影像學雜志

2013年 第21卷 第9期：688-692

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(9): 688-692

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.09.016