實(shí)時(shí)二維剪切波彈性成像診斷甲狀腺疾病的研究進(jìn)展

王 迪,周顯禮

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院住院處腹部超聲科，哈爾濱150086)

近年來(lái)，甲狀腺相關(guān)疾病已成為一種常見的高發(fā)性疾病，并引起了醫(yī)學(xué)和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注[1]。常規(guī)超聲圖像顯示的是軟組織的聲學(xué)特性差異，而超聲彈性成像能揭示軟組織彈性特性的差異。自1991年至今，超聲彈性成像技術(shù)已被引入到臨床工作中，并在世界范圍內(nèi)引起了越來(lái)越多的關(guān)注。實(shí)時(shí)剪切波彈性成像(real time shear wave elastography，SWE)是一種新型橫波彈性成像，該技術(shù)無(wú)需探頭加壓,避免了操作者對(duì)結(jié)果的影響，與其他彈性成像(實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)、聲輻射力脈沖成像技術(shù)等)相比更具客觀性[2-4]。目前SWE技術(shù)在乳腺、肝臟、腎臟、前列腺等方面的應(yīng)用已得到肯定[5-7]。SWE不僅廣泛用于檢測(cè)甲狀腺結(jié)節(jié)性病變，其對(duì)于甲狀腺?gòu)浡圆∽円灿幸欢ǖ膬r(jià)值?，F(xiàn)就SWE基本原理及其在甲狀腺疾病方面的應(yīng)用予以綜述。

1 SWE基本原理

SWE是在應(yīng)變彈性成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的超聲彈性成像技術(shù)，這一概念最早于2004年由Bercoff等[8]詳細(xì)介紹，根據(jù)組織硬度的二維分布圖和組織彈性模量(Kpa)以及剪切波速(m/s)對(duì)周圍組織進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)。SWE已日趨發(fā)展成熟并在臨床得到運(yùn)用，其原理是聲學(xué)輻射力脈沖對(duì)組織進(jìn)行機(jī)械激勵(lì)，產(chǎn)生微小的局部組織位移(1～10 mm)，根據(jù)特有的“馬赫錐”理論，引起橫波傳播，通過(guò)超高速成像系統(tǒng)捕獲并追蹤其傳播過(guò)程，然后采用彩色編碼技術(shù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)組織彈性分布圖，圖像顏色變化從藍(lán)色到紅色，分別對(duì)應(yīng)從最低硬度到最高硬度(0～180 kPa)。在此基礎(chǔ)上利用定量分析系統(tǒng)(Q-BOXTM)還可以計(jì)算出楊氏模量值(E=3ρC2,E為楊氏模量，ρ為被檢組織的密度，c為剪切波的傳播速度)。楊氏模量包括最大值(Emax)、平均值(Emean)、最小值(Emin)和標(biāo)準(zhǔn)差(Esd)，其值與被檢組織的硬度呈正相關(guān)[9-10]。

2 SWE在甲狀腺疾病診斷中的應(yīng)用

2.1在甲狀腺結(jié)節(jié)診斷中的應(yīng)用 目前臨床較為常見的良性結(jié)節(jié)包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫、甲狀腺高功能腺瘤、甲狀腺濾泡狀腺瘤等；惡性結(jié)節(jié)包括乳頭狀癌、濾泡癌、髓樣癌以及未分化癌等[11]。研究發(fā)現(xiàn)，雖然隨著甲狀腺癌診斷率的上升，但甲狀腺癌的死亡率仍保持穩(wěn)定[12]。這表明針對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)存在廣泛的過(guò)度診斷和治療。故需要一種更加準(zhǔn)確的診斷方法，減少不必要的細(xì)胞學(xué)檢查及手術(shù)，為患者減輕負(fù)擔(dān)。

實(shí)時(shí)二維剪切波彈性成像可客觀地提供組織硬度信息，幫助進(jìn)一步判斷結(jié)節(jié)的良惡性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)、外學(xué)者對(duì)SWE鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的價(jià)值較為關(guān)注。Sebag等[13]通過(guò)對(duì)146個(gè)結(jié)節(jié)(其中29個(gè)為惡性)進(jìn)行常規(guī)超聲和SWE檢查發(fā)現(xiàn)，惡性結(jié)節(jié)的楊氏模量值均高于良性結(jié)節(jié)，李小強(qiáng)等[14]的研究結(jié)果與此一致。目前SWE診斷甲狀腺惡性腫瘤的彈性閾值尚未有統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)，不同病理類型的甲狀腺癌，SWE的參考彈性閾值也不同。Kim等[15]研究甲狀腺乳頭狀癌時(shí)發(fā)現(xiàn)，SWE診斷惡性結(jié)節(jié)的閾值為61 kPa，特異度為84%；在甲狀腺濾泡癌中，SWE診斷惡性結(jié)節(jié)的閾值為22 kPa，特異度為88%[16]；Dobruch-Sobczak等[17]選取6例髓樣癌患者進(jìn)行SWE測(cè)值，并與結(jié)節(jié)周圍正常的甲狀腺組織進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，結(jié)節(jié)硬度遠(yuǎn)高于正常組織，Emean值為43 kPa。由此可見，甲狀腺乳頭狀癌SWE的彈性閾值高于濾泡癌及髓樣癌。這一現(xiàn)象主要與病理改變有關(guān)：甲狀腺乳頭狀癌含有較豐富的以血管和纖維結(jié)締組織為主的間質(zhì)成分，40%～60%的甲狀腺乳頭狀癌伴有砂粒體(主要是鈣鹽沉積所致)，因此乳頭狀癌較硬[15]；濾泡癌及髓樣癌的發(fā)病率分別占甲狀腺癌的第2和第3位，濾泡癌主要由不同分化程度的濾泡組成，內(nèi)充填較多膠質(zhì)；髓樣癌主要由透明質(zhì)或纖維血管包繞的增生細(xì)胞構(gòu)成，80%～90%會(huì)發(fā)生淀粉樣沉積。故髓樣癌和濾泡癌的硬度相對(duì)于乳頭狀癌較軟[15-17]。

甲狀腺影像報(bào)告數(shù)據(jù)系統(tǒng)(thyroid imaging repor- tingand data system，TI-RADS)是由Horvath等[18]首次提出的規(guī)范化評(píng)估甲狀腺結(jié)節(jié)的系統(tǒng)。隨后不同學(xué)者在此基礎(chǔ)上相繼提出了各自的TI-RADS，以期更好地指導(dǎo)臨床。目前臨床應(yīng)用較廣泛的是Kwak TI-RADS，特異度為73%[19]。雖然TI-RADS的臨床價(jià)值得到了肯定，但由于良、惡性結(jié)節(jié)的超聲特征存在部分重疊，所以仍有一部分漏診或誤診的病例[20]。Meta分析發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)應(yīng)用SWE診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的靈敏度僅為84.3%[21]。由此可見，單獨(dú)應(yīng)用TI-RADS或SWE技術(shù)均有不足之處。將這兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可提高甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷效能。Liu等[22]采用Kwak TI-RADS分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)313個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)(其中惡性結(jié)節(jié)194個(gè))進(jìn)行分類并行SWE檢查，采用“或”和“且”聯(lián)合診斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)惡性結(jié)節(jié)進(jìn)行評(píng)估。研究表明，在診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)方面，兩者聯(lián)合可提高任一檢查的靈敏度或特異性[22]。馬笑等[23]針對(duì)Kwak TI-RADS 4類結(jié)節(jié)進(jìn)行SWE檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SWE與常規(guī)超聲相結(jié)合可提高4類結(jié)節(jié)的診斷率，減少不必要的醫(yī)療資源浪費(fèi)。雖然以上研究證實(shí)了SWE技術(shù)與TI-RADS相結(jié)合診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的價(jià)值，但兩者聯(lián)合的具體方式以及該方法是否適用于所有病理類型的結(jié)節(jié)尚不可知，故下一步需要對(duì)不同病理類型的甲狀腺癌進(jìn)行更深入的研究。

國(guó)內(nèi)大部分學(xué)者認(rèn)為，SWE可對(duì)橋本甲狀腺炎(Hashimoto thyroiditis，HT)合并甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行定量分析，并具有良好的診斷價(jià)值[24-25]。蔡文佳等[24]采用SWE研究甲狀腺疾病時(shí)發(fā)現(xiàn)，甲狀腺組織發(fā)生炎性改變時(shí)其硬度高于正常甲狀腺組織，但顯著低于甲狀腺惡性結(jié)節(jié)。這一研究結(jié)果為甲狀腺炎性病變，特別是HT合并甲狀腺癌的診斷提供了參考。隨后，劉麗莉等[25]對(duì)54例甲狀腺結(jié)節(jié)合并HT患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，剪切波彈性成像技術(shù)可以對(duì)HT及其結(jié)節(jié)進(jìn)行定量分析，與蔡文佳等[24]的觀點(diǎn)一致。彌漫性甲狀腺疾病是一種隱匿性疾病，其進(jìn)展較緩慢，隨發(fā)病時(shí)間的推移，甲狀腺實(shí)質(zhì)內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的病理變化，如纖維化、鈣化以及液化壞死等，故甲狀腺實(shí)質(zhì)的硬度值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。目前研究彌漫性背景下的甲狀腺惡性結(jié)節(jié)主要是甲狀腺乳頭狀癌，而其他病理類型的甲狀腺癌尚無(wú)相關(guān)研究，故針對(duì)甲狀腺?gòu)浡约膊「鱾€(gè)發(fā)病階段及其伴發(fā)不同病理分型的甲狀腺惡性結(jié)節(jié)需要更多樣本以及更進(jìn)一步的研究。

2.2在彌漫性甲狀腺病變?cè)\斷中的應(yīng)用 彌漫性甲狀腺疾病主要有毒性彌漫性甲狀腺腫(Graves′ disease，GD)、亞急性甲狀腺炎(subacute thyroiditis,SAT)、HT等[26]。常規(guī)超聲主要根據(jù)甲狀腺的大小、內(nèi)部回聲、血流分布等征象對(duì)彌漫性甲狀腺疾病進(jìn)行評(píng)估，但不同病種之間的超聲圖像會(huì)存在重疊之處，導(dǎo)致鑒別診斷有一定的困難。

甲狀腺組織發(fā)生彌漫性病變時(shí)，炎癥刺激導(dǎo)致甲狀腺淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維組織增生，代替了正常甲狀腺組織內(nèi)的濾泡細(xì)胞，致使甲狀腺組織硬度增加，此為彈性成像的基礎(chǔ)。相對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)病變，剪切波彈性成像對(duì)彌漫性病變研究的較少。Liu等[27]選取154例甲狀腺?gòu)浡圆∽兓颊?76例HT、40例GD以及38例SAT)和30例正常人進(jìn)行常規(guī)超聲和SWE檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，彌漫性甲狀腺炎的彈性值高于正常甲狀腺組織，其診斷的靈敏度高達(dá)85%；將GD和SAT的彈性硬度值與游離三碘甲腺原氨酸/游離甲狀腺素的比值做比較發(fā)現(xiàn)，SWE鑒別診斷GD與SAT的靈敏度高于游離三碘甲腺原氨酸/游離甲狀腺素的比值，SWE可作為鑒別SAT與GD的優(yōu)選檢查。Liu等[28]研究SWE在HT診斷中的價(jià)值時(shí)發(fā)現(xiàn)，HT的彈性值較正常甲狀腺組織顯著增加， SWE結(jié)合甲狀腺過(guò)氧化物酶和甲狀腺激素對(duì)HT的診斷有幫助作用。彌漫性甲狀腺疾病是一種慢性波動(dòng)性疾病，隨著病情的變化，甲狀腺組織的彈性硬度也會(huì)發(fā)生改變，已往臨床主要依據(jù)觸診評(píng)價(jià)甲狀腺的硬度,缺乏可量化的特征性指標(biāo),不能滿足臨床對(duì)疾病診療的客觀性。SWE可評(píng)估彌漫性甲狀腺疾病的治療效果。李貞穎等[29]利用SWE評(píng)估潑尼松治療HT的效果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用潑尼松治療1個(gè)月后，楊氏模量值均有不同程度的降低(P<0.05)。目前關(guān)于SWE用于彌漫性甲狀腺炎的研究有限，但不可否認(rèn)，SWE為診斷彌漫性甲狀腺疾病及判斷臨床預(yù)后提供了新的途徑。

2.3在甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面的應(yīng)用 淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是甲狀腺癌最常見的轉(zhuǎn)移方式，也是判斷甲狀腺癌分期及選擇手術(shù)方式的重要指標(biāo)之一[30]。美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)將頸部淋巴結(jié)分為7個(gè)區(qū)[31]，即：Ⅰ區(qū)，頦下和頜下淋巴結(jié)；Ⅱ區(qū)，頸內(nèi)靜脈淋巴結(jié)上區(qū)；Ⅲ區(qū)，頸內(nèi)靜脈淋巴結(jié)中區(qū)；Ⅳ區(qū)，頸內(nèi)靜脈淋巴結(jié)下區(qū)；Ⅴ區(qū)，頸后淋巴結(jié)群；Ⅵ區(qū)，氣管旁、氣管前淋巴結(jié)群。甲狀腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移主要分布在Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ區(qū)。歐洲甲狀腺協(xié)會(huì)指南詳細(xì)地描述了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的常規(guī)超聲征象：微鈣化、囊性變、形態(tài)變圓、縱橫比<2、高回聲、周圍型血流信號(hào)增多紊亂、淋巴門結(jié)構(gòu)偏心或消失等[32]。超聲診斷具有較大的主觀性，易造成誤診、漏診。

SWE可更客觀地評(píng)估淋巴結(jié)的硬度，有望在早期發(fā)現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。目前越來(lái)越多的學(xué)者開始關(guān)注彈性在甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面的應(yīng)用。You等[33]選取141枚淋巴結(jié)(35枚惡性，來(lái)源于甲狀腺乳頭狀癌轉(zhuǎn)移；106枚良性)進(jìn)行常規(guī)超聲檢查和SWE測(cè)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，惡性淋巴結(jié)的楊氏模量值高于良性淋巴結(jié)，其截?cái)嘀禐?0 kPa，診斷的靈敏度為92%。Jung等[34]對(duì)甲狀腺乳頭狀癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的研究也發(fā)現(xiàn)，惡性淋巴結(jié)的楊氏模量值高于良性，并且發(fā)生淋巴結(jié)結(jié)外侵犯者的SWE值高于未侵犯者。Park等[35]對(duì)甲狀腺乳頭狀癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，Emean和Emax主要與中心淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，Emin主要與外側(cè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，Emean>124 kPa或Emax>138 kPa表示中心淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的可能性大；Emin>63 kPa表示周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的可能性大。近年來(lái)，關(guān)于評(píng)估鑒別甲狀腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)方面的研究日益增多，期待著SWE能夠?yàn)樵u(píng)估甲狀腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)帶來(lái)新方法及參考標(biāo)準(zhǔn)。

3 SWE技術(shù)的不足

SWE作為一種新的彈性成像技術(shù)目前已經(jīng)成為超聲領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)，但其也具有一定的局限性。研究表明，SWE楊氏模量值的準(zhǔn)確度會(huì)受一些因素的影響。①結(jié)節(jié)的位置。Dighe等[36]指出，位于峽部及靠近頸動(dòng)脈處的結(jié)節(jié)，SWE值會(huì)受到峽部硬度以及頸動(dòng)脈血流搏動(dòng)的影響。②結(jié)節(jié)的大小。根據(jù)取樣框的大小，結(jié)節(jié)直徑必須滿足≤3 cm。Wang等[37]認(rèn)為，SWE對(duì)直徑≤10 mm的結(jié)節(jié)特異性更高。③結(jié)節(jié)鈣化。彈性是否可以區(qū)分結(jié)節(jié)內(nèi)部的粗大鈣化(直徑>2mm)及結(jié)節(jié)中的纖維或濃縮的膠質(zhì)，目前尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。Sebag等[13]認(rèn)為，超聲波聲束不能穿過(guò)巨大鈣化，所以探頭壓力不會(huì)產(chǎn)生組織應(yīng)變。但Bhatia等[38]認(rèn)為，由于鈣化與膠質(zhì)硬度不同，超聲彈性可以很好地區(qū)分兩者，更利于分辨良惡性結(jié)節(jié)。故SWE值是否受鈣化影響還需要進(jìn)一步探討。④囊性結(jié)節(jié)或以囊性為主的結(jié)節(jié)(囊性部分>75%)，囊液的流動(dòng)會(huì)增加彈性值，導(dǎo)致不易測(cè)值。⑤操作者的操作手法。由于測(cè)量彈性值是通過(guò)探頭加壓得到的，過(guò)度施加壓力難免會(huì)造成圖像失真。超聲醫(yī)師在行SWE檢查時(shí)應(yīng)注意以上影響因素，以便獲取更加準(zhǔn)確的彈性測(cè)量值。

4 結(jié) 語(yǔ)

SWE作為目前較為創(chuàng)新的超聲彈性技術(shù)之一，可以定量評(píng)估甲狀腺組織的硬度信息，更加客觀地診斷甲狀腺惡性疾病，減少不必要的細(xì)胞學(xué)穿刺活檢及手術(shù)；甚至可以分析甲狀腺病變內(nèi)部的彈性硬度分布，大大提高細(xì)胞學(xué)穿刺活檢成功率。針對(duì)彌漫性甲狀腺病變，SWE有助于指導(dǎo)臨床用藥及判斷愈后。但目前關(guān)于該技術(shù)的操作細(xì)節(jié)及甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的診斷參考值標(biāo)準(zhǔn)選取及閾值區(qū)間仍無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)還需要多中心、多樣本驗(yàn)證SWE診斷甲狀腺疾病方面的價(jià)值，并統(tǒng)一甲狀腺疾病的彈性診斷標(biāo)準(zhǔn)。