李春宝 马忠武 朱小敏 孙茂盛

超声弹性成像技术在甲状腺结节诊断中的研究进展

李春宝 马忠武 朱小敏 孙茂盛

甲状腺结节在临床上较常见。流行病学研究显示，在世界碘充足地区，约1%男性和5%的女性患有甲状腺结节［1］，而在碘缺乏地区，患病比例可能会更高。临床上恶性甲状腺结节仅占所有甲状腺结节较小比例［2-3］。研究显示，Ⅰ期甲状腺癌的5年生存率达到100%［4］。针吸细胞活检对于恶性甲状腺结节诊断敏感性达90%，但其易受所取组织的影响，且其为有创性检查，临床上应用有一定的限制。超声弹性成像技术可以根据不同组织间的硬度差异鉴别甲状腺结节良恶性，提高鉴别诊断，从而减少不必要的针吸细胞活检和手术探查［5］。现阶段用于甲状腺结节诊断的超声弹性成像技术主要包括非定量或半定量技术（应变弹性成像）、定量技术（剪切波弹性成像）以及声辐射脉冲力弹性成像。

1 应变弹性成像

应变弹性成像技术是利用探头对感兴趣区施加压力从而产生彩色编码的弹性图像及病灶与周围正常组织的应变率（strain ratio），然后对弹性成像图像进行分析。常用的分析方法包括弹性成像应变率比值测定法和弹性评分法。弹性成像应变率比值测定法：以红色至蓝色表示病灶区组织由软到硬的程度。5分：病变区完全为蓝色覆盖，且病变周围的组织也为蓝色；4分：病变区完全为蓝色覆盖；3分：病变区以蓝色为主，周边见部分绿色；2分：病变区内蓝绿混杂，呈马赛克状；1分：病变区与周围组织完全为绿色覆盖。诊断标准以3～5分为高度恶性预测值［6］。弹性评分法：将甲状腺病灶由软到硬分为：0级：整个结节均有弹性，且结节变形显著；Ⅰ级：结节大部分有弹性，且病灶部分变形；Ⅱ级：仅结节周边有弹性，且病灶无变形；Ⅲ级：结节内无弹性，且病灶区域无弹性；Ⅳ级：结节及周边组织均无弹性，病灶及周边组织均无明显变形。临床上以≤Ⅱ级诊断为良性病灶，≥Ⅲ级诊断为恶性病灶。

应变弹性成像早在2005年已应用于临床上甲状腺结节的评估，Lyshchik A等［7］利用应变弹性成像对31名患者的52个甲状腺结节进行研究，结果发现，硬度指数值＞4是判断恶性甲状腺结节的最稳定的独立预测指标，这一标准下，应变弹性成像的诊断特异性和敏感性分别为96%和82%。Sun等［8］对31个关于应变超声弹性成像诊断甲状腺结节效能的研究进行meta分析，结果发现4468名患者中5481个甲状腺结节，弹性评分诊断恶性结节的总体敏感性和特异性分别为0.79（95%可信区间，0.77～0.81）和0.77（95%可信区间，0.76～0.79）；983名患者中1036个甲状腺结节，恶性结节的应变率比值测定法的总体诊断敏感性和特异性分别为0.85（95%可信区间，0.8～0.89）和0.80（95%可信区间，0.77～0.83）。应变率比值测定法的诊断敏感性和特异性稍高于弹性评分，但差异无统计学意义［9-10］。因此，应变弹性成像技术在鉴别良恶性结节方面具有很好的诊断效能，能够减少不必要的针吸细胞活检。

2 剪切波弹性成像

剪切波弹性成像技术利用探头对组织施加声辐射，使之发生微米级位移，从而产生低频剪切波（～50HZ）。剪切波在不同组织中的传播速度不同，由于组织的杨氏模量与剪切波速率（Shear wave velocity）相关，因此可以通过剪切波的速度计算得出组织杨氏模量值。剪切波速率比（Shear wave velocity ratio）是指病灶组织内与周围正常组织内剪切波传播速率的比值。

剪切波弹性成像技术对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断具有重要意义。其可以基于剪切波速度或剪切波速度比等参数，对甲状腺结节进行诊断。Friedrich-Rust M等［11］对55名患者的60个甲状腺结节进行研究，结果发现，甲状腺内整体平均剪切波速率范围为0.5～4.9m/s，甲状腺正常组织内、良性结节内、恶性结节内平均剪切波速率范围分别为1.98m/s（1.2～3.63m/s）、2.02m/s（0.92～3.97m/s）、4.3m/s（2.40～4.50m/ s），剪切波弹性成像在鉴别诊断甲状腺良恶性的特异性为91%～95%。Zhang YF等［12］研究结果显示：当剪切波速度的截止区间为2.55～2.87m/s，对应的敏感性区间和特异性区间是65.9%～96.8%和66.7%～96.0%；当剪切波速度比的截止区间为1.32～1.59，对应的敏感性区间和特异性区间是91.9%～93.6%和 75.0%～81.7%，剪切波速度参数的观察者自身和观察者间相关系数分别为0.90和0.86。此外，也可以通过测量出的杨氏模量值来鉴别诊断甲状腺良恶性。Sebag等［13］利用剪切波弹性成像对146个甲状腺结节的杨氏模量值进行测量，结果发现当杨氏模量最大值为65Kpa时，诊断灵敏度和特异度分比为85.2%和93.9%。

3 声脉冲辐射力弹性成像

声脉冲辐射力弹性成像利用探头向感兴趣区发射声脉冲，使组织纵向上产生瞬时位移，横向上产生剪切波，而位移的大小和剪切波速率与组织弹性呈现相关性，因此可以评价组织的弹性。声脉冲辐射力弹性成像技术的弹性图像是在二维成像图的基础上，经过彩色编码后形成。较软组织呈黑色，较硬组织呈白色，这与剪切波弹性成像图像的红蓝色不同。此外，声脉冲辐射力弹性成像技术测量的剪切波速率，需要进一步计算才能得到相应组织的杨氏模量，而剪切波弹性成像技术可以直接测量杨氏模量值。声脉冲辐射力弹性成像分为虚拟触诊组织成像（VTI）技术和虚拟触诊组织量化（VTQ）技术。VTI技术通过感兴趣区组织纵向位移大小，获得反映组织硬度灰阶图，灰度越大，提示组织硬度越大，弹性越差；VTQ技术通过计算感兴趣区组织横向产生的剪切波速率，反映组织硬度，剪切波速率越高，提示组织越硬，弹性越差。Gu J等［14］研究发现，当标准虚拟触诊组织量化值为2.555m/s时，其鉴别诊断甲状腺良恶性结节的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和诊断符合率分别为86.36%、93.42%、79.17%、95.95%和91.84%。其他类似研究结果同样发现，声脉冲辐射力弹性成像在鉴别诊断甲状腺良恶性结节中的敏感性为71.6%～87.0%，特异性为83.4%～95.8%［15］。此外，Zhang YF等［12］对142例患者173个甲状腺结节研究发现，传统弹性成像技术鉴别诊断甲状腺结节的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为65.9%、66.7%、66.5%、40.3%和85.1%，而VTQ技术鉴别诊断的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为63.6%～75%、82.2%～88.4%、80.3%～82.1%、58.9%～65.1%和87.7%～90.5%。VTQ技术的诊断效能优于传统弹性成像技术，包括应变弹性成像技术和剪切波弹性成像技术，且VTQ技术对于＞20mm的甲状腺结节的诊断价值最高，而在≤10mm甲状腺结节诊断中的价值最低［16］。此外，VTQ技术也可以通过计算出的杨氏模量值来鉴别诊断甲状腺结节。据相关研究报道，当平均甲状腺结节杨氏模量值的截止区间为34.5-65kPa时，其鉴别诊断出恶性结节的敏感性和特异性分别为76.9%～90.3%和64.1%～93.9%［17］。

4 存在不足

超声弹性成像能够无创提供组织硬度信息，弥补传统超声的不足，但同样存在一些局限性：诊断结果易受操作者的经验和主观判断的影响；对于＞2cm的病灶，由于探头加压时受力不均，病灶周边也缺少正常组织作对比，弹性成像效果较差；VTQ一般只能准确测量出深度＜5.5cm的剪切波速率。易受病灶位置的影响，如对于靠近甲状腺后被膜的结节，由于其前方甲状腺及软组织的作用缓冲，使之受压后形变量减少，易误诊为恶性；颈动脉搏动和气管呼吸运动也会影响成像及所测值；对于结节内或周围含有较多钙化、出血机化及炎性纤维化时，会对病灶的弹性模量值产生影响，也可能造成误诊。

5 展望

综上所述，超声弹性成像技术已日趋成熟。应变弹性成像联合二维超声有助于甲状腺结节的鉴别诊断；剪切波弹性成像技术操作简单，可重复性好，且可以通过测量结节的杨氏模量值，客观的显示结节内部成分的硬度；声脉冲辐射力弹性成像中的VTQ技术可以为结节的鉴别诊断提供定量诊断依据。这些技术的发展进一步拓展超声诊断的空间，为甲状腺疾病提供一个更为客观的诊断方法，具有广阔的临床应用前景。

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314000 武警浙江省总队嘉兴医院特检科