超声弹性成像对甲状腺结节良恶性鉴别的研究进展

宋 焱，章春泉

甲状腺癌是甲状腺最常见的恶性肿瘤，约占全身肿瘤的1.0%，其中乳头状腺癌约占60%，多见于年轻女性。临床上表现为甲状腺内结节，质地硬、固定、表面不光滑，但具有一定的隐匿性，故区分甲状腺结节的良恶性成为诊断的关键。目前，临床大多通过触诊来判断组织硬度进而提供肿瘤良恶性方面的部分信息，但触诊主观性比较大，而常规影像学检查也很难提供关于组织软硬度方面的信息。超声 弹 性 成 像 (ultrasound elastography，UE)是近年来发展起来的一项超声新技术，可提供有关组织内部弹性特征 (即组织在外力作用下发生形变的程度)的信息。1991年Ophir等［1］首次提出弹性成像的概念，其原理是组织发生压缩变形，较软的部分比硬的部分更易发生形变，并通过组织在外力作用下发生形变的程度来分析病灶的软硬度。近些年来UE得到迅速发展，并在乳腺、前列腺、肝脏等部位的病变中得到广泛关注和研究［2－3］。2007年Lyshchik等［4］报道了UE在甲状腺方面的相关研究，目前已应用于甲状腺疾病的诊断。本文就UE在甲状腺结节良恶性诊断中的应用进行综述。

1 UE中图像的分析方法

目前，国内外学者对UE的分析方法都有一定的研究，但都还处于探索阶段，诊断方法和标准不一。Garra等［5］对超声弹性图提出了定性分析方法，并采用灰阶彩色图来分析，结果显示软组织如脂肪组织呈现出明亮的区域，致密的组织如恶性肿瘤呈现出较暗的区域。Hiltawsy等［6］认为病灶区弹性图像显示出不同的颜色，绿色表示组织平均硬度，红色表示较平均组织软，蓝色表示较平均组织硬。目前大多数学者应用Itoh等［7］提出的5分法对结节进行评价，其标准为:1分，病变区与周围组织完全为绿色覆盖;2分，病变区内蓝绿混杂，呈马赛克状;3分，病变区以蓝色为主，周边见部分绿色;4分，病变区完全为蓝色覆盖;5分，病变区完全为蓝色覆盖，且病变周围的组织也为蓝色。

研究发现超声弹性图像能反映被测组织的硬度并将其分为5级［8－9］，标准为:1级，整个结节均有弹性，病灶变形明显;2级，大部分结节有弹性，病灶部分扭曲变形;3级，仅结节周边有弹性，病灶边缘扭曲变形;4级，结节内无弹性，病灶区域没有变形;5级，结节和周边组织均无弹性，病灶及周边没有明显变形。

2 UE在甲状腺结节良恶性鉴别方面的应用

2.1 弹性成像等级评分法 目前，应用UE对甲状腺良恶性结节进行硬度分级的评分标准不一，但大多采用 Itoh等［7］提出的5分评价标准。弹性分级以实性部分的弹性表现为主，而其中的囊性成分表现为“蓝－绿－红”分层现象。有学者将此特异性表现称为“BGR sign”(即Blue－Green －Red sign)［9］，此征象可作为囊性结构的特征性弹性图表现。

国内罗葆明等［10］提出改良5分法评分标准:1分，病灶整体或大部分显示为绿色;2分，病灶显示为中心呈蓝色，周边为绿色;3分，病灶范围内显示为绿色和蓝色所占比例相近;4分，病灶整体为蓝色或内部伴有少许绿色;5分，病灶及周边组织均显示为蓝色，病灶内部伴有或不伴有绿色。灰阶超声和UE联合应用标准则在灰阶可疑恶性的基础上，如果UE评分≥4分则诊断为恶性。

俞清等［11］回顾性分析了158例共211个病灶的UE检查结果，发现甲状腺囊性病灶具有特征性的“BGR”征象。甲状腺腺瘤或增生结节的弹性评分多≤4分，而腺癌的评分多＞4分。任新平等［12］研究报道提示，结节性甲状腺肿等甲状腺良性病变的UE评分多≤3分，甲状腺癌则为4～5分。

Rago等［9］对92例甲状腺单发结节患者行UE检查，根据硬度和弹性进行评分。随后对结节进行手术病理或针吸细胞学检查以确认UE诊断的准确性。结果表明，UE评分为1～3分共62例，均为良性病变;4～5分共30例，均为恶性病变。因此，4～5分高度提示恶性病变，其特异度为100%，阳性预测值为100%。故UE作为鉴别甲状腺良恶性结节的一个辅助诊断方法，具有很高的特异性和阳性检测率。

2.2 弹性成像应变率 (strain ratio，SR)比值法 如前所述，超声弹性等级评分法主要是依据病灶区颜色的分布进行评分［13］。然而，由于颜色的分布依赖于外部手的压力，并且不同的观察者对不同颜色的分布有自己的判断［14］，故基于这种方法的诊断并不客观。弹性成像SR比值作为UE技术中的半定量方法，已经开始应用于组织硬度的估算［15］。SR比值测量技术是UE技术中一种估算组织软硬度的新方法，它是采用超声仪器提供的弹性成像测量方法，选定甲状腺结节与周围正常组织范围为感兴趣区域，用周围正常组织应变率与病灶应变率相比得出比值，其评价病灶软硬度更为客观。

测量SR的具体方法为:操作者在获得实时UE图后，利用超声仪器提供的测量方法，分别勾画两处需要对比的组织感兴趣区域 (ROI)，选定结节作为感兴趣区A，周围正常甲状腺组织作为感兴趣区B，计算SR比值，推断结节相对于周围正常甲状腺组织的硬度。SR比值越大，结节相对于参考的正常甲状腺组织越硬。绘制受试者工作特征 (ROC)曲线，通过曲线下面积判断SR比值鉴别甲状腺结节良恶性的准确性。参考 Swets［16］的标准，ROC曲线下面积在0.7～0.9时，诊断方法有一定的准确性。根据约登指数(敏感性+特异性－1)的最大值确定截断点即最佳诊断临界点。

刘芳等［17］收集了84例患者共124个结节行甲状腺UE检查，所有结节经手术和病理证实，包括恶性病变34个，良性病变90个。利用弹性成像的测量方法，将选定的结节和周围正常甲状腺组织作为ROI，在获得弹性图像的同时可以测量SR。结果证实，34个甲状腺恶性结节SR均值为 (6.93±3.99)，90个甲状腺良性结节SR均值为 (2.49±1.31)，可见甲状腺恶性结节弹性成像SR显著高于良性结节 (P＜0.05)。绘制ROC曲线，确定弹性成像SR比值5.6为最佳诊断界点，对应的敏感性为76.5%，特异性为98.9%，准确性为92.7%。

余珊珊等［18］对98例患者的129个病灶行甲状腺UE检查，计算病灶与周围正常甲状腺组织的弹性成像SR比值，结节性质以病理结果为金标准，采用ROC曲线确定弹性成像SR比值的最佳临界值。结果显示，恶性组平均SR比值为8.08，良性组为2.14，差异有统计学意义 (P＜0.01)。通过ROC曲线确定的弹性成像SR比值诊断甲状腺占位性病变良恶性的临界值为4.095，其诊断的敏感性为81.0%，特异性为91.7%，准确性为89.9%。由此可以看出超声弹性SR比值可为甲状腺占位性病变的初步判断提供一项新的诊断指标。

Ning等［19］对99个甲状腺结节进行研究，由5位专科医生根据弹性成像分级评分系统对结节进行评分，并在机计算SR比值，使用ROC曲线对这两种方法评估。结果显示，根据等级评分法与SR比值法计算出ROC曲线下面积的平均值分别为0.79和0.88，SR比值法在曲线下面积的评估值高于弹性硬度分级标准。ROC曲线确定的良恶性最佳诊断界点是3.5，对应的敏感性为82%，特异性为72%。说明在鉴别甲状腺不同结节方面，SR比值可成为一种有用的指数，它可以提供量化指标并且提高诊断准确性。

2.3 实时剪切波弹性成像 (shear－wave elastography，SWE)法 目前UE在甲状腺结节良恶性鉴别方面主要应用的是静态应变弹性成像，如上述的等级评分法和SR比值法，但二者均为半定量、间接地反映组织相对硬度，诊断有一定局限性，重复性不高。而近年来发展起来的实时SWE与静态应变率弹性成像相比，操作简单，无依赖性，无需对组织施压，从而避免了因手动施压等人为因素、颈部肌肉张力差异及甲状腺弥漫性病变对结果的影响。SWE是通过探头发射声辐射脉冲对组织施加激励，在组织中产生足够强度的剪切波。由于剪切波在不同组织中传播速度不同，仪器通过定量分析系统 (QBOXTM)，根据剪切波速度计算出组织的杨氏模量值 (kPa)。此技术已开始应用于肌肉、乳腺及甲状腺等领域［20－22］。

具体方法为:患者取仰卧位，充分暴露颈部。使用Shear Wave实时SWE超声诊断仪，首先在灰阶状态下确定甲状腺结节的数目和位置，然后切换至SWE模式，探头轻放于皮肤，选定取样框 (完全覆盖病灶)，嘱患者屏气，静置3 s待图像稳定后定帧、存储。于检查后1周调取SWE原始数据，感兴趣区选取时尽可能覆盖病灶，记录杨氏模量平均值。以手术病理结果为诊断金标准，绘制ROC曲线，计算曲线下面积，根据约登指数最高临界点确定杨氏模量平均值的诊断界点。

崔可飞等［23］应用实时SWE技术对83例患者共113个甲状腺实性结节测量杨氏模量值，良性组杨氏模量值为 (23.57±9.35)kPa，恶性组为 (43.73±19.82)kPa，两者间差异有统计学意义 (P＜0.05)。通过ROC曲线确定良、恶性结节杨氏模量值的临界点为27.49 kPa，其敏感性为93.2%，特异性为81.2%，准确性为85.8%，ROC曲线下面积为0.91。实时SWE技术可对甲状腺结节良恶性做出定量诊断，为鉴别甲状腺结节的良恶性提供了一种新的方法。

3 UE的局限性

UE技术近年来逐渐应用到临床，但在技术上还需要不断完善。弹性成像等级评分法和SR比值法的基础为弹性成像图，与操作者的手法、经验有一定的关系。有些结节受形态及周围组织解剖结构特点的影响，在对结节扫查时很难进行均匀施压，导致弹性图颜色分布不均，从而对结果产生影响。就目前初步的临床研究分析，有相当数量的良性病灶易被误评为恶性级别，如肿瘤间质内存在微小钙化，导致肿瘤组织硬度增加，使得弹性分级也相应增高;部分囊实性混合回声病灶由于囊性部分包绕实性部分，导致受压后产生的形变相对较小，使得这部分显示为相对较硬的蓝色区域，弹性分级增高［24］。

从有关SWE的研究中发现，甲状腺良恶性结节之间杨氏模量平均值有重叠现象［23］，并在以往静态弹性成像［25］研究中也存在此现象，可能与病变的病理学基础有关。且当结节靠近颈部大动脉时，动脉的搏动会对杨氏模量的测量产生影响。

目前的国内外研究现状提示，需要更多的前瞻性临床研究来验证UE对于甲状腺占位病变的诊断准确率，并完善其诊断标准。

4 UE的应用前景

UE是一种可对组织硬度进行判断的新技术，它可以弥补常规超声的不足，扩展了超声诊断的范围，可以更加直观地显示出病灶并鉴别出病变性质，其独特的应用价值在临床实践中逐渐突显出来。目前研究者多认为UE的优势在于其可以更加直接、敏感、客观、准确地发现传统超声图像上较隐匿或者临床早期不易触及的微小病灶［5］，可以很大程度地提高甲状腺恶性结节的早期检出率。随着弹性成像设备的日渐完善及临床实践的不断深入，临床操作者技术的不断熟练，一些技术手段的逐步改进，如设定最佳的弹性参数分级，减少图像的伪像等，相信应用弹性成像这一技术可以达到更准确的诊断。

总之，弹性成像技术的各种优势，使现代超声技术更为完善，可结合传统超声作为甲状腺疾病早期诊断的方法，在实际临床工作中有着广阔的应用前景。

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