彈性成像在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性中的應用進展

王 博 許 萍

甲狀腺癌是發(fā)病率上升最快的惡性腫瘤之一，在甲狀腺癌大家族中以乳頭狀癌最為多見，其次為濾泡性癌、髓樣癌、未分化癌。其病情進展相對緩慢，生存時間較長，絕大多數(shù)的患者預后較好，但仍有少數(shù)患者因腫瘤局部侵犯或腫瘤遠處轉(zhuǎn)移而死亡，故早期診斷對于延長甲狀腺癌患者的生存期具有重要意義。超聲作為一種常用的檢查方法在甲狀腺結(jié)節(jié)的發(fā)現(xiàn)、診斷以及預后隨訪中具有重要作用，超聲彈性成像技術(shù)（ultrasonic elastography，UE）的出現(xiàn)，為常規(guī)超聲在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的方面提供了一種輔助手段。但不同彈性成像技術(shù)在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中的臨床應用價值上仍存在爭論。近幾年新出現(xiàn)的第三代ARFI技術(shù)-VTIQ在臨床上的應用價值仍處于初步探索階段。本文就不同類型超聲彈性成像技術(shù)在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性方面的研究新進展作一綜述。

彈性超聲鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的病理基礎(chǔ)

甲狀腺良性結(jié)節(jié)如結(jié)節(jié)性甲狀腺腫等主要由濾泡細胞組成，其內(nèi)充滿膠質(zhì)成分，質(zhì)地較軟；而甲狀腺癌的硬度大于良性病變，如乳頭狀癌間質(zhì)多含纖維，血管及呈同心圓排列的砂粒體，組織硬度較高，而且砂粒體越多，硬度越硬[1]。彈性成像技術(shù)通過客觀反映組織的彈性特征為鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性提供一定依據(jù)。

應變彈性成像——施壓式應變彈性成像

2007年由Rago等[2]首次報道用于輔助診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)。臨床上需要操作者直接持探頭對組織施加壓力，彈性圖像疊加在二維灰階圖像上，組織的硬度通過連續(xù)的顏色變化，呈現(xiàn)出不同顏色的圖像。不同儀器生產(chǎn)廠家對組織軟硬度的彩色編碼是不同的，這里擬定從軟至硬依次表現(xiàn)為紅色、綠色、藍色。

1.該技術(shù)的評分方法

(1)通過目測結(jié)節(jié)內(nèi)部與周圍甲狀腺組織的顏色對比及藍色區(qū)域即較硬組織所占結(jié)節(jié)面積比例，文獻報道常用為4分評分法及5分評分法。但該方法受操作者的主觀性影響，Ko SY等[3]提出，有經(jīng)驗的操作者較經(jīng)驗不足的操作者在診斷方面具有更高的特異度。

圖1 彈性超聲的實用簡單分類。

4分法評分標準：1分——結(jié)節(jié)全部呈現(xiàn)綠色；2分——結(jié)節(jié)大部分區(qū)域呈現(xiàn)綠色，小部分藍色區(qū)域；3分——結(jié)節(jié)大部分呈現(xiàn)藍色，小部分綠色區(qū)域；4分——結(jié)節(jié)全部呈現(xiàn)藍色。評分3～4分考慮惡性結(jié)節(jié)。

5分法評分標準：1分——結(jié)節(jié)全部呈現(xiàn)綠色；2分——結(jié)節(jié)大部分區(qū)域呈現(xiàn)綠色，小部分藍色區(qū)域；3分——僅結(jié)節(jié)周邊呈現(xiàn)綠色，中央?yún)^(qū)藍色；4分——結(jié)節(jié)全部呈現(xiàn)藍色；5分——結(jié)節(jié)及結(jié)節(jié)周圍組織呈現(xiàn)藍色。評分3～5分考慮惡性結(jié)節(jié)。

（2）應變率比值（strain ratio，SR）法，是一種半定量測量法，即在結(jié)節(jié)及周圍組織區(qū)域分別選擇感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，來計算二者的彈性應變率的比值。WANG等[4]研究得出，以SR閾值設為2.9來鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性，其敏感性為87%，特異度為92%。良性結(jié)節(jié)的SR范圍為1.64±1.37，惡性結(jié)節(jié)的SR值明顯高于良性結(jié)節(jié)，SR 范圍為 4.96±2.13(P＜0.01)。比值越高，硬度越大，惡性病變可能性越大。以上兩種評價方法中，后者可克服前者操作及判讀的主觀性帶來的偏倚，然而對于以甲狀腺彌漫性病變?yōu)楸尘?，后者的準確度明顯受限。Gotzberger等[5]提出在以SR為評估方法中，以結(jié)節(jié)周圍正常甲狀腺組織為比值比以周圍頸部肌肉組織為比值更有意義。在不能以結(jié)節(jié)周圍正常甲狀腺組織為比值時可以選擇后者，例如甲狀腺呈彌漫性病變狀態(tài)時。

大量文獻已經(jīng)研究了施壓式應變彈性成像在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性上的價值，但結(jié)論未達成統(tǒng)一。一些研究中指出，在不考慮操作者經(jīng)驗水平的前提下，單獨應用彈性成像在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性上的準確度不及單獨應用傳統(tǒng)超聲進行診斷[5]。Seong 等[6]提出在傳統(tǒng)超聲顯示并無明確惡性征象的甲狀腺結(jié)節(jié)中，利用施壓式應變彈性成像來鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性存在局限性。另一些研究則表明，施壓式彈性成像的陽性預測值達到63.1%高于傳統(tǒng)超聲，且陰性預測值達到97.2%，表明施壓式彈性成像也許是最好的鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的方法[7]。更多研究表明，彈性成像結(jié)合傳統(tǒng)超聲在鑒別診斷上最具價值[8]。

2.該技術(shù)的局限性

(1)結(jié)節(jié)周圍甲狀腺組織的質(zhì)地：若甲狀腺呈彌漫性病變（如結(jié)節(jié)性甲狀腺腫、橋本甲狀腺炎），評分法及應變率比值法得出的結(jié)果的可靠度則大大減低。

(2)受結(jié)節(jié)位置及參照組織的影響：結(jié)節(jié)過淺、過深貼近或突出于包膜，會誤以為結(jié)節(jié)較軟，因為此時結(jié)節(jié)周圍的參照組織為頸部肌肉組織而非甲狀腺組織；深面結(jié)節(jié)受頸部血管搏動影響較大；峽部結(jié)節(jié)由于周圍可參照組織較少且受氣管影響，在診斷上也帶來難度。同樣術(shù)后患者殘留的腺體過少時，也會缺乏周圍正常甲狀腺組織的對照。

(3)結(jié)節(jié)的大?。航Y(jié)節(jié)大于3cm則不適用于施壓式彈性成像。

(4)結(jié)節(jié)內(nèi)性質(zhì)：結(jié)節(jié)內(nèi)出現(xiàn)鈣化及纖維化會使結(jié)節(jié)硬度增加，造成假陽性。結(jié)節(jié)內(nèi)出現(xiàn)壞死，盡管沒有液化，也會使結(jié)節(jié)硬度下降。

(5)需操作者手動施壓，操作重復性差，受操作者經(jīng)驗影響。

剪切波彈性成像

1.剪切波速度測量（ARFI VTQ）

VTQ是 第 二 代 ARFI（Acoustic Radiation Force Impulse）技術(shù)，也稱聲觸診組織定量技術(shù)，其基本原理是超聲探頭發(fā)射聲脈沖激勵組織發(fā)生縱向位移和橫向振動，橫向振動以剪切波方式向周邊傳播，VTQ通過計算剪切波速（shear wave velocity，SWV）對組織彈性進行定量評價，SWV值越高，反映該組織越硬。感興趣區(qū)（ROI）大小為5x6mm，置于甲狀腺結(jié)節(jié)的實性成分中，應避免囊性成分及鈣化。剪切波速度超過標尺上限，則會顯示“X.XXm/s”

大量研究表明VTQ在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性方面有價值，具有高敏感度和高特異度，被視為傳統(tǒng)超聲的一種輔助手段[9]。目前國際上在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性SWV的診斷閾值上尚未達成統(tǒng)一。Hamidi等[10]研究提出SWV臨界值為2.66m/s時在診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的敏感度為100%，特異度82.3%，而Xu等[11]SWV臨界值為2.87m/s，Zhang等[12]為2.84m/s。Zhang等[13]研究得出VTQ與傳統(tǒng)超聲相比，可以提高甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的診斷特異度，尤其適用于小于10mm的結(jié)節(jié)。Zhang等[14]針對甲狀腺微小癌（小于10mm）的研究表明，VTQ結(jié)合US的聲像圖特征可以明顯提高鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度，約登指數(shù)最大時，VTQ臨界值為2.91m/s，其診斷敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值及診斷準確度分別為 71.9%， 100%， 100%， 81.2% 和87.3% 。VTQ結(jié)合甲狀腺結(jié)節(jié)惡性聲像圖征象中，VTQ結(jié)合灰階超聲中的縱橫比大于1，可以將敏感度和特異度提高到90.6%、97.4%。

VTQ的局限性與不足：VTQ不需要操作者手動施壓，避免了操作者經(jīng)驗差異性的影響。但仍存在一些局限性：①ROI取樣框為固定5×6mm大小不可調(diào)節(jié)，結(jié)節(jié)較小時不能避開液化區(qū)及鈣化。對于較小的結(jié)節(jié)，由于ROI不僅包含結(jié)節(jié)本身且將結(jié)節(jié)周圍組織也包括在內(nèi)，影響對結(jié)節(jié)硬度測量的準確性。②VTQ聲脈沖滲透深度限制在5.5cm，故不適合應用于過大的及過深的結(jié)節(jié)[15]。③VTQ的測量范圍為0～9.00m/s，組織過硬可能導致速度值不能檢出。

2.剪切波速度成像——ARFI VTIQ

第二代ARFI具有兩種成像模式VTI及VTQ，但普通ARFI 技術(shù)僅能對病灶內(nèi)部某一點彈性參數(shù)進行定量測量，但對于內(nèi)部彈性參數(shù)分布不均的病灶測量存在困難，且重復性較差。VTIQ是第三代ARFI技術(shù)，VTIQ 將彈性定量信息與相對彈性變化融合在一幅二維圖像內(nèi)，即將傳統(tǒng)ARFI 技術(shù)的VTQ 和VTI 融合在一起，因此能直觀反映病灶內(nèi)部不同區(qū)域的彈性特征[16]。VTIQ 技術(shù)ROI 大小可調(diào)，最低為1mm×1mm，具有更廣的適用性，尤其對直徑小于5mm 的病灶。VTIQ 技術(shù)測量ARFI 橫向SWV范圍更精確，測量范圍為0.5～10m/s，克服了第二代ARFI 技術(shù)測量范圍有限，進而出現(xiàn)較多無效測量值的缺陷[16]。VTIQ圖像中SWV速度由高到低分別呈現(xiàn)紅色、黃色、綠色、藍色，速度越大，組織越硬。目前已有文獻報導在乳腺、唾液腺、頸部淋巴結(jié)、睪丸中的臨床應用。

目前國內(nèi)外發(fā)表的文獻數(shù)量有限。Zhou等[17]的研究對VTIQ在甲狀腺結(jié)節(jié)中的診斷價值予以肯定，研究顯示，302個結(jié)節(jié)中，通過細胞學及組織病理學證實，其中惡性65個，良性237個，以VTIQ測量惡性病灶的各種形式SWV值（最大值、最小值、平均值）均高于良性病灶，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。研究還得出，VTIQ相比較傳統(tǒng)的超聲聲像圖特征如：縱橫比大于1、微鈣化、邊界不清、極低回聲在診斷甲狀腺惡性病灶中具均有更高的效用價值（P＜0.05）。當取SWV平均值診斷閾值為2.60m/s時，SWV的敏感度及陰性預測值分別為84.6%和94.3%。Zhou等[17]的進一步分析顯示＞10mm的病灶相比≤10mm 的病灶，AUC 分別在SWV最大值 為（0.862，0.717），SWV 最 小 值為（0.866，0.717），SWV 平均值為（0.891，0.725），認為VTIQ 在＞10mm的甲狀腺結(jié)節(jié)鑒別診斷中可能有更高效能。然而國內(nèi)李延芳等[18]研究卻得出相反結(jié)論，顯示≤10mm 的病灶AUC 為0.951，＞10mm的病灶AUC為0.784，認為VTIQ 在≤10mm的甲狀腺結(jié)節(jié)鑒別診斷中可能有較高的實用性。Azizi等[19]通過對676個病人的707個結(jié)節(jié)的研究則認為，SWV測值中以最大值的診斷效能最佳，與傳統(tǒng)超聲聲像圖特征相比，診斷閾值為3.54m/s時，具有更高的診斷敏感度 (79.27%)、特異度 (71.52%)、陽性預測值(26.75%)及陰性預測值 (96.34%)，利用 VTIQ 測量甲狀腺結(jié)節(jié)的硬度可以成為預測甲狀腺癌的獨立性因素。

3.剪切波速度成像SSE (super sonicelastography)

SSE是一種實時的、重復性強的剪切波定量成像技術(shù)，剪切波在不同彈性組織中的傳播速度與其楊氏模量相關(guān)，楊氏模量值越大，組織的硬度越大。在彩色編碼成像上，軟的組織呈藍色，硬的組織呈現(xiàn)紅色。通過測量ROI的楊氏模量最大值（E-max）、平均值（E-mean）、最小值（E-min）和標準差（Esd），實時獲得組織彈性值。ROI的大小和數(shù)量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，可以反映一個病灶內(nèi)不同區(qū)域的彈性狀態(tài)，同時可以避免囊性變及鈣化帶來的影響。

目前國內(nèi)外已發(fā)表的應用SSE鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的研究很有限，幾乎所有研究均得出惡性結(jié)節(jié)的楊氏模量值高于良性結(jié)節(jié)，可以作為傳統(tǒng)超聲的輔助鑒別診斷手段。SSE結(jié)合TI-RADS分類可以提高甲狀腺微小癌的檢出率[20]。但不同研究所得出的楊氏模量診斷閾值差異很大。Duan 等[21]通過對137例結(jié)節(jié)的統(tǒng)計分析得出E-min、E-mean和E-max的診斷閾值分別為21.8、34.5和53.2kPa時最為合適，同時得出縱橫比大于1、微鈣化及E-mean值可以作為診斷乳頭狀微灶癌的獨立預測因素，且SWE結(jié)合傳統(tǒng)超聲的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值及陰性預測值均高于單獨應用傳統(tǒng)超聲。Liu等[22]得出以2mmROI的E-mean的楊氏模量閾值為39.3kPa時，敏感度為66.3%，特異度84.4%，同時研究得出以該閾值診斷不同大小甲狀腺實性結(jié)節(jié)的AUC具有統(tǒng)計學差異，結(jié)節(jié)≤10mm AUC 為 0.730， 結(jié)節(jié)大小為11～ 30mm AUC為0.883，結(jié)節(jié)＞30mm時AUC為0.821，表明SSE對11～ 30mm大小結(jié)節(jié)的診斷效能最大，對甲狀腺微小癌的診斷效能較弱。

彈性成像在甲狀腺結(jié)節(jié)診斷中的局限性

不同類型甲狀腺癌由于其組織成分不同，其彈性表現(xiàn)具有差異性，故存在一定局限性：甲狀腺濾泡性癌由不同分化程度濾泡構(gòu)成，依靠彈性值與腺瘤不易區(qū)別，需依靠包膜或血管浸潤來確定病理診斷，Asteria 等[23]的研究結(jié)論也提到彈性成像對于診斷濾泡型甲狀腺癌有局限性由于其低敏感度。目前國內(nèi)外尚缺乏針對彈性成像在甲狀腺濾泡性癌的進一步研究報道。針對髓樣癌在施壓式彈性成像上的表現(xiàn)，僅有兩篇文章進行闡述卻得出相反的結(jié)果，曹軼崢等[24]利用施壓式彈性成像分析了32例髓樣癌患者的40個結(jié)節(jié)，并以40個良性結(jié)節(jié)作為對照組，結(jié)果良性結(jié)節(jié)的彈性評分明顯低于髓樣癌[（2.020±0.539）比（3.470±0.441）]，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；應變率比值、彈性評分兩者聯(lián)合應用的ROC曲線下面積為0.8895，診斷準確度85.0%。故認為施壓式彈性成像診斷甲狀腺髓樣癌具有較大的應用價值。 而Andrioli等[25]在18個病例的回顧性分析中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過一半的(55.6%) 的結(jié)節(jié)表現(xiàn)出中至低度（1～2分）的彈性程度。這與乳頭狀癌有很大的不同，認為施壓式彈性成像通過彈性表現(xiàn)并沒有提高髓樣癌的診斷效率?？傮w來說甲狀腺惡性結(jié)節(jié)以乳頭狀癌為主，其他病理類型較少，目前極少有應用彈性成像針對不同病理類型甲狀腺癌的文獻報道。另一方面，一些良性結(jié)節(jié)如自主高功能腺瘤質(zhì)較硬，因此利用彈性成像鑒別診斷“熱結(jié)節(jié)”的準確度有很大缺陷[26]。

由于非線性彈性效應，組織的彈性可能會受到外部壓力的影響，隨著外部壓力的增加，如患者呼吸運動、頸部血管搏動和臨近氣管的影響使彈性值增加[27]。

總結(jié)與展望

綜上所述超聲彈性成像其操作簡單、快捷且無創(chuàng)，在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷方面具有一定的實用性，且該技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展，不斷進步。但是SSE及VTIQ在甲狀腺結(jié)節(jié)中的應用的相關(guān)文獻報道數(shù)量較少，上述不足之處也是今后研究的方向，尤其是在特定的情況下應該不斷驗證彈性成像的效用。

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