超声弹性成像及声辐射力脉冲成像鉴别甲状腺实性结节良恶性的临床价值

检查、UE检查、ARFI检查。UE选用弹性分级法，ARFI检测病灶组织的剪切波速度（SWV）。以病理诊断作为金标准，评价3种方法在甲状腺实性结节良恶性鉴别中的灵敏度、特异度及准确度；构建ROC曲线。 结果 曲线下面积（AUC）为0.960，SWV值最佳诊断点为2.89。诊断甲状腺恶性单发实性结节：CU、UE五级评分法及ARFI法SWV值的灵敏度、特异度分别为69.44%（25/36）、81.81%（72/88）；77.78%（28/36）、88.63%（78/88）；88.89%（32/36）、93.18%（82/88）。 结论 UE、ARFI技术均优于CU对甲状腺实性结节性质的判断，而ARFI技术的准确性较高，在鉴别甲状腺实性结节良恶性中有较高的临床价值。

[关键词] 超声弹性成像；声辐射力脉冲成像；甲状腺实性结节

[中图分类号] R581.9 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2015）07（c）-0060-05

Clinical value of ultrasound elastography and acoustic radiation force impulse imaging in identification of the innocuousness or malign of thyroid solid nodule

KANG Yan-fei GE Xiao-yan CHENG Jing

Abdominal Color Doppler Ultrasound Room of Functional Department，the First Affiliated Hospital of Medical College of Shihezi University in Xinjiang Uygur Autonomous Region，Shihezi 832008，China

[Abstract] Objective To investigate the clinical value of ultrasound elastography （UE） and acoustic radiation force impulse （ARFI） in the identification of innocuousness and malignancy of thyroid solid nodule. Methods From May 2013 to July 2014，102 patients （124） with thyroid nodule and confirmed by postoperative pathology were selected，and they were given conventional ultrasonography （CU） examination，UE examination and ARFI detection respectively.Elastic classification method was applied in UE，shear wave velocity （SWV） of lesion tissue was detected by ARFI.Pathological diagnosis was used as the gold standard to evaluate sensitivity，specificity and accuracy of 3 methods in the identification of innocuousness and malignancy of thyroid solid nodule；ROC curve was constructed. Results Area under curve （AUC） was 0.960，optimal diagnostic point of SWV value was 2.89.Diagnosis of thyroid malignant solitary solid nodule：sensitivity，specificity of CU，scoring method of UE five grade and SWV value for ARFI method was 69.44% （25/36），81.81% （72/88）；77.78% （28/36），88.63% （78/88）；88.89% （32/36），93.18% （82/88） respectively. Conclusion UE technology and ARFI technology is superior to CU for judgement of thyroid solid nodule′ nature，but accuracy of ARFI technology is higher，and has high clinical value in the identification of innocuousness and malignancy of thyroid solid nodule.

[Key words] Ultrasound elastography；Acoustic radiation force impulse imaging；Thyroid solid nodule

甲状腺癌占头颈部恶性肿瘤的首位，而甲状腺乳头状癌是最常见的一种病理类型，约占甲状腺恶性肿瘤的78%，女性患者多见。目前在全球范围内，甲状腺癌的发病率都在上升，这其中甲状腺微小乳头状癌增幅最显著，因此，甲状腺结节良恶性的早期鉴别诊断对临床有重要意义。常规超声（CU）在判断甲状腺结节良恶性方面有一些特殊征象，且能检出直径<0.5 cm的结节，但对结节良恶性判断的能力有限[1]，而且也很难提供关于组织软硬度方面的信息。实时超声弹性成像（UE）技术作为近期出现的一种新技术改变了这种状况，通过对不同组织弹性硬度的检查，为甲状腺结节病变性质的判定提供了一种新的诊断方法[2]。作为UE新技术的声辐射力脉冲成像（acoustic radiation force impulse，ARFI），可将组织的弹性硬度信息进行定量化分析，使结果更具客观性。本文将上述两种检查方法运用于甲状腺实性结节鉴别诊断中，来评价其应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年5月～2014年7月于本院就诊的102例甲状腺结节患者，男35例，女67例，年龄23～68岁，共124个结节。结节选取标准：①实性结节或以实性为主结节（囊性成分<20%）；②结节直径≥0.7 cm（取样框大小为 0.6 cm×0.5 cm）；③经术后组织病理学检查证实。排除标准：①甲状腺弥漫性病变；②甲状腺功能检查有异常者；③临床资料、相关影像学检查或实验室结果不完整者及未随访到病理结果者。结节直径0.7～4.2 cm，位于右叶68个、左叶53个、峡部3个。所有患者均于手术前进行甲状腺的CU、UE及ARFI检查。

1.2 仪器

使用Siemens Acson S2000超声诊断仪，采用频率6.0～10.0 MHz，中心频率为7.5 MHz的线阵探头，具有实时UE技术及ARFI成像技术。

1.3 检查方法

患者取仰卧位，并抬高颈肩部，充分暴露检查区域，对甲状腺行横、纵多切面扫查，测量甲状腺大小，仔细观察结节二维及彩色血流分布情况，记录结节的位置、大小、形态、边界、内部回声、有无微小钙化、纵横比及血流分布情况。然后启动弹性成像程序，调节感兴趣区（region of interest，ROI）范围达结节2～3倍，至少≥1.5倍。嘱患者屏住呼吸，图像趋于稳定时，进入UE及ARFI模式。ARFI状态时，在同一位置测量时保持探头位置、探测方向及深度不变，共测量7次剪切波速度（SWV），并剔除最高值及最低值，取余下5个值的平均值。同时应注意避开钙化、液化及坏死区域进行测量，并尽可能避开颈部大血管。当组织硬度较硬时，超出测量范围（0～9 m/s）显示为x.xx m/s，排除人为因素，将x.xx m/s 视为9 m/s[3]。

1.4 常规超声诊断标准

甲状腺恶性结节超声二维表现多为低回声；形态不规整、边界不清；微钙化；后方回声衰减；纵横比≥1等5项为危险因素，≥3项作为诊断恶性的标准[4-6]。本组研究中参照此标准来划分良恶性。

1.5 UE图像硬度分级

根据国内外研究[7-9]中超声弹性成像技术在甲状腺结节疾病的应用标准分析，本研究采用五级评分法，具体诊断标准如下。0级：病灶区域呈红-绿-蓝三色相间；Ⅰ级：病灶区域与周围组织呈均匀绿色；Ⅱ级：病灶区域以绿色为主（绿色区域面积>50%）；Ⅲ级：病灶区域以蓝色为主（蓝色区域面积占50%～90%）；Ⅳ级：病灶区域几乎被蓝色覆盖（蓝色区域面积>90%）。采用0～Ⅱ级作为甲状腺良性结节的诊断标准，以Ⅲ～Ⅳ作为甲状腺恶性结节的诊断标准。

1.6 统计学处理

数据采用SPSS 18.0软件进行统计学分析，ARFI中SWV测量值以均数±标准差（x±s） 表示，采用两独立样本t检验比较甲状腺良、恶性实性结节SWV测量值的差异。构建受试者工作特征（ROC）曲线，并计算曲线下面积（AUC），根据约登指数（约登指数=灵敏度+特异度-1）最高的临界点确定SWV值的最佳诊断临界值，然后以病理诊断为金标准，统计出3种方法诊断的灵敏度、特异度及约登指数，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果

102例患者共124个实性结节，88个良性结节，其中58个结节性甲状腺肿，13个滤泡性腺瘤，10个结节性甲状腺肿伴腺瘤样结节增生，1个局灶性亚急性甲状腺炎，2个局限性桥本性甲状腺炎，4个结节性甲状腺肿伴慢性桥本性甲状腺炎；36个恶性结节，其中31个甲状腺乳头状癌，3个滤泡状腺癌，2个髓样癌。

2.2 CU检查结果

本组88个良性结节中，常规超声图像符合3项及3项以上恶性特征者16个，少于3项者72个；而36个恶性甲状腺结节中，符合3项及3项以上恶性特征者25个，少于3项者11个。

2.3 弹性成像UE分级

88个良性结节中，UE分级0～Ⅱ级者78个，Ⅲ～Ⅳ者10个； 而36个甲状腺恶性结节中，UE分级0～Ⅱ级者8，Ⅲ～Ⅳ者28个。

2.4 ARFI中SWV测量值的结果

本组88个良性甲状腺结节，SWV为1.43～9.00 m/s，平均（2.05±0.46）m/s；36个恶性结节，SWV为2.24～9.00 m/s，平均（3.92±1.76）m/s，差异有统计学意义（P<0.01）（图1、图2）。

图1 甲状腺良性结节UE成像及ARFI成像

A：UE弹性分级为Ⅱ级，提示良性可能，即病灶区区域面积>50%；B：SWV=2.36 m/s，提示良性可能，术后病理诊断为（左侧）结节性甲状腺肿

图2 甲状腺恶性结节UE成像及ARFI成像

A：UE弹性分级为Ⅳ级，提示恶性可能，即病灶区区域面积>90%；B：SWV超过最大测量范围，显示为x.xx m/s，提示恶性可能，术后病理诊断为（左侧）甲状腺乳头状癌

2.5 ROC曲线及SWV最佳诊断临界值的确定

绘制CU、UE、ARFI 3种检查方法在甲状腺实性结节良恶性诊断中的ROC曲线（图3）。根据ARFI技术ROC AUC为0.960，当约登指数取最大值0.82时，相对应的SWV值2.89即为最佳诊断临界值，即SWV值≥2.89诊断为恶性，<2.89诊断为良性，其所对应的灵敏度为88.89%，特异度为93.18%，约登指数为0.82。

图3 CU、UE及ARFI诊断甲状腺良恶性的ROC曲线

2.6 3种诊断技术灵敏度、特异度的比较

CU及UE五级评分法诊断甲状腺恶性实性结节的灵敏度、特异度分别为69.44%（25/36）、81.81%（72/88）和77.78%（28/36）、88.63%（78/88）。当SWV值截断点取2.89时，ARFI技术对甲状腺恶性实性结节诊断的灵敏度、特异度分别为88.89%（32/36）、93.18%（82/88），ARFI技术诊断甲状腺实性结节良恶性的价值优于CU及UE技术（P<0.05）（表1）。

表1 CU、UE及ARFI诊断甲状腺实性结节与病理诊断结果的比较（个）

3 讨论

超声是目前甲状腺疾病主要临床影像检查手段之一，因其敏感性及诊断准确率较高，被认为是术前甲状腺结节诊断的首选检查方法。二维超声判定甲状腺结节恶性的征象主要为低回声、边界不清，形态不规整、内伴有沙粒样或簇状微小钙化、后方回声有衰减、纵横比≥1等[10-12]，这些特点在甲状腺良恶性结节之间虽存在有显著差异，但由于甲状腺结节组织病理结构复杂多变，良恶性结节的特征之间有较大的交叉重叠[13-14]，使二维超声在甲状腺结节病变性质判定中存在一定局限性。本研究中常规灰阶超声特征诊断甲状腺恶性肿瘤的特异度及敏感度均较低，证明了这一点。

UE技术作为一项新的检查方法，于1991年Ophir等[15]首次阐述，该技术通过外力对病变部位及其周围组织施加压力，由于不同组织之间的弹性系数不同，受压后其所产生的形变程度和弹性位移就不同，将这种变化用灰阶或彩色编码的图像表现出来，能直接反映组织硬度。Lyshchik 等[16]最早在甲状腺结节性疾病中运用UE技术并做了大量研究，通过弹性成像呈现的硬度来反映组织内部病理变化，在临床上该技术提高了甲状腺结节良恶性鉴别的诊断准确性，但是由于UE技术多由超声操作者通过外部施压，来实现组织的形变，反映组织的硬度，这样易受操作者施压强度及周边条件的影响[17]，因此，其不足之处在于重复率低、受操作者主观因素影响较大，并且仅能定性或半定量分析病变区硬度。

新的弹性成像方法ARFI技术的出现，使组织硬度的分析进入客观定量化。其原理与传统弹性成像不同[18]，是对传统弹性成像技术的进一步的发展。ARFI技术无需对组织施加外力，而是由超声波自动发出脉冲波对组织加压，可以克服周边组织以及受操作者主观因素干扰等不足。组织受到脉冲辐射力后产生剪切波，通过检测不同时间点的组织SWV，来量化反映组织硬度。病灶SWV值越高，组织硬度越大，弹性越差，SWV值能直接反映感兴趣区的硬度情况，是绝对的组织硬度量化指标[19]。

本研究结果显示，CU检查与UE检查对甲状腺良、恶性结节的灵敏度分别为69.44%、77.78%，特异度分别为81.81%、88.63%。UE技术对甲状腺实性结节良恶性判断的灵敏度及特异性均优于常规二维超声检查，两者差异有统计学意义（P<0.05），然而UE技术是将组织形变进行彩色编码，将组织的应变差异可视化，图像的分级主要靠操作者主观去判断，容易误诊，而ARFI技术以SWV来客观量化的反映组织弹性硬度，大大减低了周边组织及操作者主观因素的影响。本研究中就体现了ARFI技术在甲状腺实性结节良恶性鉴别中的优越性。以2.89 m/s作为良恶性诊断临界点时，其灵敏度、特异度为88.89%、93.18%，均高于CU及UE检查。

ARFI技术对甲状腺实性结节的鉴别诊断虽优于CU及UE技术，但ARFI技术也存在一定局限性有待进一步讨论。由于ARFI技术状态下易受患者呼吸影响，故检查时嘱患者屏气。同时ARFI技术检查中弹性取样框为固定形态、大小，当病变范围较小（<弹性取样框）时，测值将因包含有周边组织而受影响；当病变范围较大时，或病变组织内合并囊性变及广泛钙化时，病变局部组织硬度的明显变化将影响整个病变组织的剪切波速度测值。组织内部结构不同导致病理性质差异，而组织硬度与其内部结构密切相关[20-22]，病理情况下组织结构发生变化，其硬度也发生相应变化。本研究中由于实性结节内合并纤维化、钙化等因素，尤其钙化成分多或环状钙化时，引起组织硬度增加，SWV值明显增高，而将良性的病变误诊为恶性。另外对于甲状腺髓样癌，恶变的滤泡旁细胞排列呈滤泡状，导致瘤组织内细胞成分较多、纤维成分较少，瘤组织质地变软；滤泡癌的分化程度差别大，且分化好的滤泡癌由于滤泡成分较多，含有较多胶质，质地较软，因此对于上述两种癌由于病理结构的特殊性导致硬度减低而容易误诊为良性。本研究中也证实了这一点，因此检查者在实际操作时应联系UE技术及ARFI技术的影响因素，尽可能准确地判定病灶性质。

综上所述，CU检查对甲状腺结节良恶性的鉴别有较高的误诊及漏诊，而UE技术在甲状腺恶性结节的诊断中灵敏度、特异度均较高，但容易受操作者主观因素影响，而ARFI技术避免了操作者的主观影响，可重复性强，定量分析结节硬度，明显提高了超声对甲状腺恶性结节的诊断准确性，因此在临床中有较好的应用价值，但是本研究中甲状腺乳头状癌病例较多，滤泡癌及髓样癌病例较少，因此本研究的结果无法全面反映所有类型的甲状腺结节的硬度，还应在今后的工作中进一步研究、探讨。

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（收稿日期：2015-03-16 本文编辑：许俊琴）

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