超聲彈性成像技術(shù)診斷良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)效果的研究

黃澤健，闞娜

農(nóng)墾三亞醫(yī)院 超聲科，海南 三亞572000

超聲彈性成像技術(shù)診斷良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)效果的研究

黃澤健，闞娜

農(nóng)墾三亞醫(yī)院 超聲科，海南 三亞572000

目的 探討剪切波彈性成像技術(shù)中的楊氏模量值對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷價值。方法 對186例患者行實(shí)時剪切波彈性成像檢查，繪制ROC曲線，取得良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷的最佳臨界值。結(jié)果 共219個結(jié)節(jié)，良性結(jié)節(jié)90個，惡性結(jié)節(jié)129個。良性結(jié)節(jié)楊氏模量的平均值、最大值和最小值分別為(46.11±19.49)、（69.13±32.26）和（13.12±7.29）kPa，惡性結(jié)節(jié)楊氏模量的平均值、最大值和最小值分別為（81.22±21.99）、（104.45±42.36）和（24.76±10.91）kPa；良惡性結(jié)節(jié)楊氏模量平均值、最大值及最小值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；病灶楊氏模量最大值和平均值ROC曲線下面積（Area Under the Cur，AUC）分別為0.783和0.893，最大值、平均值分別為80.5 kPa和63.5 kPa，以其為診斷界值則診斷敏感度、特異度分別為75.4%、73.3%和80.8%和85.6%。結(jié)論 實(shí)時剪切波彈性成像的楊氏模量值，能夠直接、定量地反映甲狀腺結(jié)節(jié)的軟硬度，為甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性病變鑒別診斷提供了更為客觀的診斷依據(jù)，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

甲狀腺良惡結(jié)節(jié)；甲狀腺；楊氏模量；超聲彈性成像；ROC曲線

引言

甲狀腺結(jié)節(jié)臨床發(fā)病率較高，惡性者可達(dá)5%～15%[1]，因此，術(shù)前鑒別診斷良惡病變意義重大。超聲檢查為首選檢查方法，但診斷價值有限。超聲彈性成像近些年來廣泛發(fā)展，有助于鑒別甲狀腺良惡性病變[2-3]。靜態(tài)應(yīng)變彈性成像為半定量，是間接反映組織相對硬度，診斷較局限，且可重復(fù)性差。實(shí)時剪切波彈性成像（Shear Wave Elastrography，SWE）用于檢查甲狀腺結(jié)節(jié)，可以獲得病灶的楊氏模量絕對值，其值越大，說明剪切波速度越快，反映甲狀腺結(jié)節(jié)組織的硬度越大，SWE是一種定量測量技術(shù)[4-5]。因此，本研究對甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行實(shí)時SWE，獲得病灶的定量楊氏模量值，旨在探討SWE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 一般資料

收集2014年5月～2015年8月在我院行超聲彈性成像檢查并經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的患者186例，其中女性141例，男性45例，年齡45～80歲，平均（55.4±12.7）歲。所有患者檢查前均予以明確告知并獲得其同意。病灶共219個，最大徑3.8～43.0 mm，平均（17.22±10.79） mm。其中病理診斷良性結(jié)節(jié)90個，病理類型包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫36個、腺瘤26個、增生結(jié)節(jié)14個、亞急性甲狀腺炎14個；惡性結(jié)節(jié)129個，包括乳頭狀癌100個、濾泡狀腺癌19個、髓樣癌7個。

1.2 儀器與方法

采用SuperSonic Imagine AixPlorer型SWE超聲診斷儀，應(yīng)用L4-15線陣探頭，頻率4～15 MHz。

患者取仰臥位，先行二維超聲及彩色多普勒超聲檢查，觀察記錄結(jié)節(jié)的部位、大小、形態(tài)、內(nèi)部回聲、邊界及血流狀況；然后啟用SWE模式，探頭輕放于皮膚，選定取樣框（完全覆蓋異?；芈晠^(qū)，盡量覆蓋病灶），結(jié)節(jié)內(nèi)有液性部分則選取其實(shí)性部分，囑患者屏氣，靜置3 s待圖像穩(wěn)定后定幀；啟動Q-BOX功能，測量感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）內(nèi)病灶楊氏模量值，同一病灶反復(fù)測量3次，得出3組數(shù)據(jù)值，計算3組數(shù)據(jù)中最大值、最小值及平均楊氏模量值的平均值并儲存；最后檢查圖像及數(shù)據(jù)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用軟件SPSS 13.0進(jìn)行分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）描述，組間計量資料比較采用t檢驗(yàn)，診斷試驗(yàn)分析采用ROC曲線法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 良惡性組楊氏模量比較分析

良、惡性結(jié)節(jié)表現(xiàn)的楊氏模量值見表1，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。良性結(jié)節(jié)超聲圖像見圖1，其中圖1a為SWE圖，結(jié)節(jié)的楊氏模量最大值為44.1 kPa，平均值為36.7 kPa（病灶內(nèi)呈均勻藍(lán)色），最小值25.0 kPa；圖1b為常規(guī)二維灰階聲像圖。惡性結(jié)節(jié)超聲圖像見圖2，其中圖2a為SWE圖，結(jié)節(jié)的楊氏模量最大值為95.1 kPa，平均值為84.5 kPa，最小值68.0 kPa（病灶內(nèi)呈較豐富紅色）；圖2b為常規(guī)二維灰階聲像圖。

圖1 結(jié)節(jié)性甲狀腺腫

圖2 甲狀腺乳頭狀癌

2.2 楊氏模量篩查甲狀腺良惡性ROC分析

由表2可知，病灶楊氏模量最大值和平均值診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ROC曲線下面積（Area Under the Curve，AUC）分別為0.783和0.893，應(yīng)用病灶楊氏模量平均值診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確性優(yōu)于楊氏模量最大值，ROC曲線見圖3。

圖3 良惡性腫瘤的楊氏模量最大值和平均值的ROC曲線圖

2.3 診斷試驗(yàn)ROC分析

應(yīng)用ROC曲線評價診斷甲狀腺惡性病灶的楊氏模量最大值、平均值及其敏感度、特異度。以病灶楊氏模量最大值80.5 kPa作為良惡性診斷界值時，即≥80.5 kPa為惡性病灶，＜80.5 kPa時為良性病灶，楊氏模量平均值的臨界點(diǎn)為63.5 kPa，≥63.5 kPa為惡性病灶，＜63.5 kPa為良性病灶。二者診斷敏感度、特異度為、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值見表3。

3 討論

SWE是通過探頭對組織施加一個外部或自身的動態(tài)、靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)或準(zhǔn)動態(tài)的激勵，在組織中產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的剪切波[6]。由于剪切波在不同組織中傳播速度不同，因此能夠反映聲阻抗相同而彈性系數(shù)不同的組織特點(diǎn)。儀器通過Q-Boxtm定量分析系統(tǒng)根據(jù)剪切波速度計算出組織的楊氏模量值，其大小能反映組織彈性的大小，即楊氏模量值越大，組織越硬，此技術(shù)已廣泛應(yīng)用于眾多器官[7-9]。對甲狀腺良惡性病變的鑒別診斷已有研究[10]，但研究報道較少，本研究通過楊氏模量平均值、最大值、最小值進(jìn)行ROC定量分析，探討SWE在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別中的價值。結(jié)果惡性結(jié)節(jié)的楊氏模量的平均值及最大值均高于良性結(jié)節(jié)，分析其原因可能與其病理學(xué)基礎(chǔ)相關(guān)[11]。有研究表明甲狀腺良性病變?nèi)缃Y(jié)節(jié)性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤等主要成分為大小不等的腺泡細(xì)胞，內(nèi)充滿膠質(zhì)，其組織質(zhì)地較軟；甲狀腺惡性病變尤其是乳頭狀甲狀腺癌，成乳頭狀生長，組織分支多，間質(zhì)多含纖維、血管及鈣化沙粒小體，其組織硬度較良性病變高。

表1 惡性組和良性組的各指標(biāo)比較分析結(jié)果（±s）

表1 惡性組和良性組的各指標(biāo)比較分析結(jié)果（±s）

組別 n 楊氏模量最大值 (kPa) 楊氏模量最小值 (kPa) 楊氏模量平均值(kPa)良性組 90 69.13±32.26 13.12±7.29 46.11±19.49惡性組 129 104.45±42.36 24.76±10.91 81.22±21.99 t -6.681 -8.836 -12.190 P＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

表2 楊氏模量最大值、平均值的ROC曲線下面積（mm2）

表3 楊氏模量最大值、平均值診斷試驗(yàn)ROC分析

本組甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的最大楊氏模量值為（104.45± 42.36）kPa，平均楊氏模量值為（81.22±21.99）kPa，與國內(nèi)文獻(xiàn)報道相似[12-13]，但相對低于國外的文獻(xiàn)報道[14]。最大楊氏模量值目前尚無統(tǒng)一正常值范圍，國內(nèi)外文獻(xiàn)報道的數(shù)值有一定差距，尚需系統(tǒng)的大樣本多中心研究才能確定。本研究中采用ROC曲線評價楊氏模量最大值、平均值鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的準(zhǔn)確性。分析結(jié)果初步認(rèn)為楊氏模量平均值診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的準(zhǔn)確度高于楊氏模量最大值；利用楊氏模量平均值診斷惡性結(jié)節(jié)，分析結(jié)果可以認(rèn)為利用結(jié)節(jié)楊氏模量平均值為參考時其診斷意義較楊氏模量最大值高。此外，對部分病例在應(yīng)用SWE時，出現(xiàn)假陽性及假陰性的結(jié)果，分析其原因，可能與以下因素有關(guān)：①由于甲狀腺位置表淺，受生理曲度、頸部大血管及氣管影響，實(shí)施檢查時患者呼吸運(yùn)動產(chǎn)生偽影進(jìn)而影響圖像質(zhì)量；②對形態(tài)不規(guī)則的病灶，儀器默認(rèn)的ROC取樣設(shè)置所限，可導(dǎo)致SWE不能準(zhǔn)確反映病灶硬度，使其應(yīng)用受到一定限制；③ 某些良性結(jié)節(jié)中合并存在纖維化、鈣化及玻璃樣變等從而導(dǎo)致病灶硬度增高而出現(xiàn)假陽性結(jié)果，并導(dǎo)致某些惡性結(jié)節(jié)出血、壞死等使病灶硬度減低造成假陰性結(jié)果的發(fā)生[15]。

綜上所述，SWE可以直觀的測量甲狀腺結(jié)節(jié)的楊氏模量的平均值、最大值及最小值，能夠直接、定量地反映甲狀腺結(jié)節(jié)的軟硬度，為甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性病變鑒別診斷提供了更為客觀的診斷依據(jù)，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。由于本研究的病例數(shù)有限，對甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性病變的鑒別診斷臨界點(diǎn)還需大樣本進(jìn)一步研究確定。

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Study on the Effectiveness of Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

HUANG Ze-jian, KAN Na
Department of Ultrasound, Nongken Sanya Hospital, Sanya Hainan 572000, China

Objective To explore the effectiveness of application of Young's modulus value of shearing wave elastography imaging technique in differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules. Methods A total of 186 patients with thyroid nodules underwent real-time shear wave elasticity imaging. Their ROC (Receiver Operating Characteristic) curves were drawn to acquire the optimal critical value of benign and malignant thyroid nodules. Results There were 90 benign nodules and 129 malignant nodules in the total 219 thyroid lesions. The mean, maximum and minimum Young's modulus value of benign nodules was (46.11±19.49), (69.13±32.26) and (13.12±7.29) kPa respectively, whereas the mean, maximum and minimum Young's modulus value of malignant ones was (81.22±21.99), (104.45±42.36) and (24.76±10.91) kPa respectively, with statistically significant difference (P＜0.01); The AUC (Area under the Curve) of the ROC curve of maximum and the mean Young's modulus value was respectively 0.783 and 0.893 (P＜0.05). Taking 80.5 kPa as the threshold of maximum Young's modulus value, the sensitivity was 75.4% and specificity was 73.3%. Taking 63.5 kPa as the threshold of mean Young's modulus value, the sensitivity was 80.8% and specificity was 85.66%. Conclusion Young's modulus value of real-time shear wave elasticity imaging could directly and quantitatively reflect the hardness of thyroid nodules, which provided an effective new method for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules, and had broad clinical application prospect.

benign and malignant thyroid nodules; thyroid; Young's modulus; ultrasonic elastography; receiver operating characteristic curve

R445.1；R581

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.011

1674-1633(2016)11-0050-03

2016-02-23

2016-09-09

基金課題：三亞市科技局課題（2015YW20）。

作者郵箱：huangzest@126.com