超聲彈性成像技術(shù)在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病變診斷中的應(yīng)用進展

任恬恬綜述江峰審校

（皖南醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院超聲科，安徽蕪湖241001）

超聲彈性成像技術(shù)在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病變診斷中的應(yīng)用進展

任恬恬綜述江峰審校

（皖南醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院超聲科，安徽蕪湖241001）

超聲檢查憑借其實時、無創(chuàng)、重復性好、無放射性損傷等優(yōu)點，已成為甲狀腺疾病的首要檢查方法，在甲狀腺結(jié)節(jié)患者臨床診斷的工作中廣泛應(yīng)用。隨著超聲檢查技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，超聲彈性成像技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，為甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別診斷提供了新途徑。本文將對超聲彈性成像技術(shù)在甲狀腺結(jié)節(jié)病變領(lǐng)域中的應(yīng)用做出較為完備的闡述。

甲狀腺結(jié)節(jié)；超聲檢查；超聲彈性成像

甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見病、多發(fā)病，女性多見，可分為良性結(jié)節(jié)與惡性結(jié)節(jié)，良性結(jié)節(jié)占多數(shù)。惡性結(jié)節(jié)主要是指甲狀腺癌，甲狀腺癌僅占甲狀腺結(jié)節(jié)的5%～15%，但發(fā)病率以每年4%～6.2%的速度增加，得到了臨床的密切關(guān)注[1-2]。

準確辨別結(jié)節(jié)的良惡性可有效指導臨床治療方案的實施，進而提高患者的生活質(zhì)量。目前，甲狀腺結(jié)節(jié)的影像檢查包括：超聲、計算機斷層掃描成像(CT)、核磁共振成像(MRI)和核素掃描成像等。但是CT和核素掃描具有輻射，MRI檢查雖然無輻射，但是價格較高，成像時間長，不適合常規(guī)甲狀腺檢查。超聲是首選的甲狀腺結(jié)節(jié)檢查技術(shù)，其鑒別診斷的準確性可達74%～82%[3-4]。超聲通過對結(jié)節(jié)形態(tài)和彩色多普勒血流分布進行綜合判斷來鑒別結(jié)節(jié)的良惡性，但超聲診斷在甲狀腺結(jié)節(jié)的特征描述中存在重疊。超聲引導下甲狀腺細針穿刺活檢(FNA)是對超聲上可疑惡性的甲狀腺結(jié)節(jié)進行進一步診斷，由于其具有創(chuàng)性，并且穿刺的結(jié)果會受穿刺操作者和病理學醫(yī)生的經(jīng)驗影響，因此臨床上急需一種無創(chuàng)且重復性高的診斷方法來進行甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的診斷超聲彈性成像技術(shù)。自1991年Ophir等[5]首次提出以來，該技術(shù)得到了飛速發(fā)展。超聲彈性成像類似于臨床觸診來評估組織的軟硬程度，但相較之下更為直觀。目前廣泛應(yīng)用于肝臟、小器官、血管、前列腺等臟器疾病的診斷，因其安全、無創(chuàng)、無輻射、可重復性好、且可探測被檢組織的硬度信息，其逐漸在臨床中被廣泛應(yīng)用。

1 超聲彈性成像的原理

超聲彈性成像(elastosonography)：由于組織受到動態(tài)或靜態(tài)壓力的作用，依據(jù)彈性力學、生物力學等物理學原理，會發(fā)生響應(yīng)，具體表現(xiàn)為位移、應(yīng)變、速度等變量的改變。超聲彈性成像遵循上述的物理原理，利用現(xiàn)代數(shù)字圖像技術(shù)，定量估測組織內(nèi)的應(yīng)力改變，能反映組織內(nèi)部的硬度信息。實時彈性技術(shù)是對常規(guī)超聲檢查的一項重要補充，在測量硬度特征的同時，進一步判斷組織的性質(zhì)。彈性成像有較高的敏感性、特異性及準確性，在二維的基礎(chǔ)上提供更全面的診斷信息，進而有助于臨床醫(yī)生綜合判斷[6-7]。

2 超聲彈性成像技術(shù)分類及演變

根據(jù)歐洲超聲醫(yī)學與生物聯(lián)盟組織(European Federation for Ultrasound in Medicine and Biology)的標準，將超聲彈性技術(shù)分成三類：第一類為位移或應(yīng)變成像(displacement or strain imaging)，第二類為剪切波速度測量(shear-wave speed MEASUREMENT)，第三類為剪切波速度成像(shear-wave speed IMAGING)。

3 超聲彈性成像對甲狀腺結(jié)節(jié)診斷的應(yīng)用

3.1 位移或應(yīng)變成像(displacement or strain imaging)

3.1.1 應(yīng)力彈性(strain elastography)最早由日立公司于2003年推出的實時組織彈性成像技術(shù)(real-time tissue elastography，RTE)，其原理是操作者利用探頭進行不同的壓力操作，根據(jù)受壓前后組織的應(yīng)變不同，進而轉(zhuǎn)化為應(yīng)力圖像，以不同的顏色表示軟硬度的不同。該技術(shù)評估甲狀腺結(jié)節(jié)的方法有兩種，分為彈性評分法與應(yīng)變率比值法。

3.1.2 超聲彈性評分法目前，應(yīng)用RTE對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)進行評估，大多數(shù)文獻采用國外Itoh等[8]的5分法和羅葆明等[9]的改良5分法。Itoh等[8]的5分法標準為：1分，綠色完全覆蓋于結(jié)節(jié)及其周邊：2分，結(jié)節(jié)內(nèi)藍綠混雜：3分，結(jié)節(jié)中部以藍色為主，周邊見綠色：4分，藍色完全覆蓋于結(jié)節(jié)：5分，藍色完全覆蓋于結(jié)節(jié)與其周邊。羅葆明的改良5分法分級標準：1分，綠色覆蓋結(jié)節(jié)大部或全部：2分，結(jié)節(jié)中心區(qū)域為藍色，綠色分布于周邊：3分，綠色和藍色覆蓋結(jié)節(jié)比例相近：4分，結(jié)節(jié)被藍色覆蓋，內(nèi)部僅有少許綠色：5分，藍色覆蓋結(jié)節(jié)全部，內(nèi)部伴或不伴有綠色。研究表明，甲狀腺良性結(jié)節(jié)的評分分級多≤3分，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)則為4～5分。Rago等[10]以5分法對甲狀腺結(jié)節(jié)進行評估，彈性評分大于4分，則惡性可能性較大(P＜0.001)。俞清等[11]認為，若彈性評分大于3分，其對甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性診斷的靈敏度為100%。張碩等[12]使用日立HI Vision Preirus超聲診斷儀，頻率為5～12 MHz的超聲彈性成像探頭，術(shù)前對98例甲狀腺結(jié)節(jié)進行彈性成像分析，超聲彈性圖像顯示：評為3分的多為惡性結(jié)節(jié)，評為2分的多為良性結(jié)節(jié)；術(shù)后再對結(jié)節(jié)進行良惡性的病理診斷，得出甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)在2分、3分、4分之間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；超聲彈性成像的靈敏度和特異度優(yōu)于常規(guī)超聲，可以從不同角度提供更多的診斷信息，可提高診斷準確性。李星云[13]對169例患者分別進行常規(guī)超聲、5分評分法的彈性超聲及病理檢查，將常規(guī)超聲和彈性超聲結(jié)果與病理診斷結(jié)果比較，彈性超聲相對于常規(guī)超聲檢查靈敏性更高，對于鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性病變，彈性超聲成像具有較高的準確性，有重要臨床價值。

3.1.3 超聲彈性應(yīng)變率比值(strain ratio，SR)RTE技術(shù)中的SR可對組織彈性進行半定量測定。SR測量方法：分別選取結(jié)節(jié)以及周圍正常甲狀腺組織作為感興趣區(qū)，計算出兩者的SR比值。SR比值越高，結(jié)節(jié)較周圍正常甲狀腺組織的相對硬度越硬。劉芳等[14]研究中最佳臨界點為5.5；俞清等[15]研究中最佳臨界點為3.3；寧春平等[16]研究最佳臨界值為3.5；Giledag等[17]將結(jié)節(jié)與胸鎖乳突肌做SR的測量，以2.3作為診斷界點，得到相似的結(jié)論，Ning等[18]確定的良惡性最佳診斷界點是3.5；李蔚等[19]以3.1作為臨界點。綜上所述，超聲彈性應(yīng)變率比值法及評分法為臨床甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷提供了重要的參考信息。

3.1.4 ARFI技術(shù)中聲觸診組織成像技術(shù)(virtual touch imaging，VTI)由探頭發(fā)出聲脈沖輻射力，組織產(chǎn)生縱向壓縮，依據(jù)感興趣區(qū)域內(nèi)縱向壓縮的位移變化，形成反映組織相對硬度的黑白色彈性圖像。VTI彈性成像分級標準如下，Ⅰ級：結(jié)節(jié)全部顯示為白色或夾雜少許點狀黑色；Ⅱ級：結(jié)節(jié)區(qū)域大多顯示為白色，見少部分黑色；Ⅲ級：結(jié)節(jié)內(nèi)顯示的黑、白色比例相仿；Ⅳ級：結(jié)節(jié)區(qū)域大多顯示為黑色，見少部分白色；Ⅴ級：結(jié)節(jié)區(qū)域大部顯示為黑色，見小部分白色；Ⅵ級：結(jié)節(jié)全部顯示為黑色。結(jié)節(jié)越軟，白色越多，結(jié)節(jié)越硬，黑色越多。目前Ⅲ級以下為良性，Ⅳ級以上級為惡性。李泉水等[20]認為甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷的標準為VTI分級的Ⅳ級，以此為截斷值具有較高的靈敏度、特異度及準確度。聲觸診組織成像彈性面積比是通過勾畫病灶在VTI成像中的面積以及在二維灰階超聲成像中的面積，計算兩者的比值而得出的。陳潔等[21]研究甲狀腺良性和惡性結(jié)節(jié)的彈性面積比的平均值分別為(0.92±0.07)和(1.21±0.17)(P＜0.001)，ROC曲線下面積為0.972，VTI面積比對良惡性結(jié)節(jié)診斷的截斷值為0.975。VTI彈性面積比對甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別具有較高的診斷效能。

3.2 剪切波速度測量(shear-wave speed MEASUREMENT)主要是指點式剪切波彈性(point shear-wave elastography)、ARFI技術(shù)中聲觸診組織定量(virtual touch tissue quantitfication，VTQ)技術(shù)，VTQ的原理是在彈性組織內(nèi)產(chǎn)生垂直于超聲波的橫向剪切波，以剪切波傳播速度(SWV)評估組織的軟硬度，單位為m/s。SWV值與組織的硬度呈正相關(guān)，SWV值越大，其組織硬度越大、彈性則越差。通過計算剪切波速度，能定量反映組織的彈性特征。并且VTQ不需施加外力，是絕對的組織硬度量化指標，不僅可與鄰近組織比較，且在不同患者間也可對比，彌補了位移或應(yīng)變彈性成像技術(shù)的定性或半定量評估的缺陷。張一峰等[22]應(yīng)用VTQ技術(shù)檢測了120個甲狀腺結(jié)節(jié)，記錄結(jié)節(jié)的橫向剪切波速度，并計算每個結(jié)節(jié)與其周圍甲狀腺組織的SWV比值。發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)與周圍組織的SWV比值在良惡性中差異有統(tǒng)計學意義。VTQ技術(shù)能定量測出甲狀腺結(jié)節(jié)與周圍組織的剪切波傳播速度，對良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷有一定的價值。鄒霞等[23]用VTQ成像技術(shù)測量119例患者共144個結(jié)節(jié)，測量結(jié)節(jié)內(nèi)剪切波速度并加以分析。結(jié)果顯示惡性結(jié)節(jié)的VTQ值明顯高于良性結(jié)節(jié)(t=8.245，P＜0.001)，根據(jù)ROC曲線分析，曲線下面積為0.856，以SWV值＞2.79 m/s為截斷點，聯(lián)合應(yīng)用VTQ與常規(guī)超聲，其診斷效能明顯提高。王榮等[24]采用VTQ技術(shù)測量101例患者共129個甲狀腺實性結(jié)節(jié)及周邊甲狀腺組織的剪切波速度(SWV)，以病理診斷為金標準，得出診斷良惡性結(jié)節(jié)的截點值為2.43 m/s。費正東等[25]應(yīng)用VTQ技術(shù)分析95例甲狀腺結(jié)節(jié)，SWV平均值為(3.65±0.81)m/s，良惡性結(jié)節(jié)間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，分析得出良惡性結(jié)節(jié)的SWV值臨界點為2.96，認為VTQ可為甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷依據(jù)，具有一定的臨床應(yīng)用價值。王時宏等[26]認為ARFI的取樣框大小是固定的，對于小于取樣框的結(jié)節(jié)，可能會受到周圍甲狀腺組織的干擾；對于較大的結(jié)節(jié)，可能會因為結(jié)節(jié)內(nèi)部分布不均勻而不能準確的評估結(jié)節(jié)的硬度。于是研究人員開發(fā)了剪切波速度成像技術(shù)。

3.3 剪切波速度成像(shear-wave speed IMAGING)包括西門子的VTIQ技術(shù)和聲科的SWE技術(shù)

3.3.1 聲觸診組織成像定量技術(shù)(VTIQ)該技術(shù)在第二代聲輻射力脈沖成像VTQ的基礎(chǔ)上進行改進，VTQ只限于測量組織內(nèi)的單點剪切波速度，而VTIQ能測量0.5～10 m/s范圍內(nèi)的多點剪切波速度，還可以呈現(xiàn)速度、傳播時間、質(zhì)量和組織位移圖。李延芳等[27]通過對50例患者的62個甲狀腺實性病灶的常規(guī)超聲與VTIQ圖像資料進行研究。認為VTIQ能對甲狀腺結(jié)節(jié)的定量診斷尤其是在甲狀腺微小癌方面的檢出有較大的優(yōu)勢。唐力等[28]認為傳統(tǒng)VTQ的感興趣區(qū)較大，且只能單點測量，有時會出現(xiàn)無法測出SWV值(顯示為X.XX m/s)的情況。而VTIQ測量范圍廣，并且可多點測量，能更全面真實地測出硬度值。并且得出甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的截斷值為2.9 m/s。毛鋒等[29]認為VTIQ技術(shù)聯(lián)合2015年ATA指南診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的靈敏度與單獨應(yīng)用2015年ATA指南相同，而特異度和準確率均升高(P＜0.01)。得出VTIQ技術(shù)對于鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性具有重要的臨床價值

3.3.2 SWE技術(shù)是近幾年由法國聲科公司推出，對組織發(fā)射聲輻射力，根據(jù)“馬赫錐原理”，通過超高速成像系統(tǒng)捕獲、追蹤組織中產(chǎn)生的橫向剪切波，以彩色編碼技術(shù)實時顯示出組織彈性圖，局部組織較硬顯示為紅色，局部組織較軟顯示為藍色，并可計算局部組織的楊氏模量(kPa)，局部組織越硬，楊氏模量越高，局部組織越軟，楊氏模量越低。Veyrieres等[30]測出診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的臨界值為66 kPa時，其敏感性、特異性分別為80%、90.5%。尤其對直徑＞3 cm的甲狀腺結(jié)節(jié)有更大的診斷價值。SWE技術(shù)可以隨意調(diào)節(jié)取樣框大小，觀測值能更加客觀的評估結(jié)節(jié)的硬度。王玲玲等[31]對186例患者行實時剪切波彈性成像檢查，最大值及平均值的最佳診斷界值分別為80.5 kPa和63.5 kPa，以其為診斷界值其診斷敏感度、特異度分別為75.4%、73.3%和80.8%、85.6%。劉保嫻等[32]應(yīng)用SWE對接受手術(shù)或活檢的221例甲狀腺結(jié)節(jié)患者(265個結(jié)節(jié))術(shù)前進行檢查，測量結(jié)節(jié)的絕對彈性值。以病理結(jié)果為金標準，繪制ROC曲線，得到最優(yōu)的診斷界點，并以此進行良惡性診斷。根據(jù)ROC曲線下面積評價各個SWE參數(shù)的診斷價值。同時，分析可能存在的影響因素。結(jié)果265個甲狀腺結(jié)節(jié)中，良性177個，惡性88個。惡性結(jié)節(jié)的楊氏模量均高于良性結(jié)節(jié)，差異有統(tǒng)計學意義(P均＜0.05)。以最優(yōu)的診斷界點為39.2 kPa進行良惡性診斷，診斷的敏感度和特異度分別為67.05%和83.62%。SWE與常規(guī)超聲聯(lián)合應(yīng)用的診斷敏感度為86.36%。蔡文佳等[33]采用SWE技術(shù)對63例可疑甲狀腺疾病患者進行檢查，分別測量剪切波速度(SWV)及楊氏模量值(EI)，分析不同病變彈性參數(shù)的差異。惡性結(jié)節(jié)的SWV及EI較炎性病變、良性結(jié)節(jié)及正常腺體均明顯增大(P＜0.05)，且炎性病變的SWV及EI較正常腺體也明顯增大，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。SWE技術(shù)可重復性好，對甲狀腺疾病的診斷、鑒別診斷有重要參考價值。

4 超聲彈性成像存在的局限性

超聲彈性成像現(xiàn)已成為超聲成像技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點，雖然能提供組織的硬度信息，但在臨床應(yīng)用中仍有一定的局限性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)組織的硬度與良惡性有密切的相關(guān)性，但二者之間往往常存在一定的交叉重疊現(xiàn)象，即使是同樣病理性質(zhì)的結(jié)節(jié)也會因其結(jié)構(gòu)成分復雜多變而存在差異；(2)結(jié)節(jié)的面積大小以及深度對彈性成像評分也有一定影響，相同性質(zhì)的結(jié)節(jié)位于不同深度的受壓形變移位存在一定不同，彈性分級可能出現(xiàn)假陽性，良性結(jié)節(jié)較大者(＞3 cm)，由于無周圍正常組織作對比，彈性圖像分級偏高；(3)超聲彈性成像與操作者經(jīng)驗、加壓頻率等因素密切相關(guān)；(4)病灶的位置對超聲彈性成像的質(zhì)量也存在一定的影響，對位于上極、下極及峽部的結(jié)節(jié)，因人體解剖結(jié)構(gòu)的不平整性，造成結(jié)節(jié)受壓不均勻，彈性圖像穩(wěn)定性差，較難產(chǎn)生滿意的彈性圖像；(5)頸動脈的搏動、呼吸、咳嗽和吞咽等動作均可使結(jié)節(jié)產(chǎn)生縱向、側(cè)向移動，產(chǎn)生一些干擾因素和偽像，進而會影響結(jié)果的準確性。

5 超聲彈性的應(yīng)用前景

綜上所述，作為一種新的影像技術(shù)，超聲彈性成像與傳統(tǒng)超聲、彩色多普勒等技術(shù)的原理不同，相互補充，提高診斷效能。雖然超聲彈性成像技術(shù)仍存在一些局限性，但是其從結(jié)節(jié)內(nèi)部特性角度上為傳統(tǒng)影像學提供了有別于以往的有價值的臨床診斷信息。隨著彈性技術(shù)的不斷改進，可以實現(xiàn)快速有效進行數(shù)據(jù)采集，減少偽像和提高分辨能力，采用合適的方法最大限度的降低人為因素干擾，建立統(tǒng)一的標準和最佳診斷參數(shù)，對臨床提高甲狀腺結(jié)節(jié)術(shù)前定性診斷的水平，減少誤診、漏診方面起到更大的幫助。除此之外，超聲彈性成像技術(shù)還具備操作簡便、迅速、無放射性、無痛苦等優(yōu)點，可作為臨床應(yīng)用中的首要檢查項目。相信隨著多中心多學科聯(lián)合的臨床研究，醫(yī)學技術(shù)上的改進，操作者技能上的提升，甲狀腺彈性超聲成像技術(shù)能夠進一步提高醫(yī)生的診斷信心，為臨床診斷提供更全面的信息。

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R581

A

1003—6350（2017）14—2337—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.14.031

2016-12-12)

安徽省馬鞍山市科技計劃項目（編號：YL-2016-06）

江峰。E-mail：yjsjf@126.com