超声弹性成像在诊断甲状腺良恶性结节方面的应用

李维芝(综述)，柳莉莎(审校)

(新疆医科大学附属肿瘤医院超声科，乌鲁木齐 830011)

超声弹性成像在诊断甲状腺良恶性结节方面的应用

李维芝△(综述)，柳莉莎※(审校)

(新疆医科大学附属肿瘤医院超声科，乌鲁木齐 830011)

摘要：超声弹性成像(UE)是近年来广泛应用于医学领域的一项新技术，被称为超声继A、B、D、M型之后的E型(elastography)模式。其能够提供有关组织内部弹性特征(组织在外力作用下发生形变的程度即硬度)的信息，因而可以进一步辨别病变区域性质，为临床诊断及鉴别诊断提供更广泛的信息。该文就近年来UE技术在诊断甲状腺良恶性结节方面的研究进行综述。

关键词：超声检查；甲状腺结节；弹性成像；诊断

目前，超声检查是诊断甲状腺疾病的首选检查方法，但常规超声对甲状腺结节的良恶性诊断并不理想。作为甲状腺的弹性成像检查，恰恰反映了结节的硬度情况，因此弹性成像是对常规超声的一种补充。超声弹性成像(ultrasonic elastography,UE)作为近几年发展起来的新技术之一，可以较为客观地体现出组织的相对硬度；目前，此技术较多的应用在浅表组织弹性检测和肝纤维化程度检测等方面，用于鉴别局灶性病变的良恶性,其在乳腺疾病方面应用最多见[1]。然而，近几年其在检查甲状腺疾病方面的报道也逐渐增多[2]。现就UE在诊断甲状腺良恶性结节中的应用予以综述。

1UE原理及发展历程

1.1UE的原理Dinter 等[3]第一个提出了UE技术，并将其应用于甲状腺结节的临床检查及诊断过程中，并在甲状腺疾病的良、恶性鉴别诊断方面进行了大量研究。UE的基本原理为：人体组织受到一定压力时，较软的组织易受压发生变形，而较硬的组织则不易发生变形；超声仪器通过分析组织变形前后的射频信号，得到相应组织内部的应变分布信息，并进行彩色编码，从而产生彩色弹性成像[4]。组织的生物学特性是此项技术的基础，也就是不同组织对同一压力产生了不一样的形变，弹性系数越大(即硬度大)的组织，发生的应变就越小(即位移变化小)，相反，弹性系数越小(即硬度小)的组织，发生应变就越大(即位移变化大)；实时组织弹性成像图显示：组织受压后，弹性系数小的表现为红色；弹性系数大的表现为蓝色；弹性系数中等的表现为绿色，UE以色彩对不同组织进行弹性编码，从而反映组织硬度[5]。有实验研究结果显示，UE尚能有效区分不同硬度的物体，但其反映的并非被测体的硬度绝对值，而显示的是与周围组织相比较所得的硬度相对值[6]。

1.2UE的发展历程UE被称为继A、B、D、M型之后的E型(elastography)模式[7]。其经历了两代发展历程，第一代：静态方法，即助力式，属于压迫弹性成像(包括手动加压、血管弹性成像和心脏弹性成像等类别)。第二代：动态方法，即声力式，有两种类型：其一是外加低频振动源——在体外施加低频振动源，使组织内部产生瞬时剪切波，利用互相关法估算剪切波传播的横向及纵向位移；其二是利用超声辐射力——通过声学射频压力使其局部内部振动并追踪组织运动，而超声辐射力技术又有剪切波弹性成像、声辐射力激励成像和超声剪切成像3种方法[8]。

2UE的检查操作、弹性成像评分及应变率比值

2.1UE检查的操作UE反映的是被测体与周围组织相比的硬度相对值，检查时探头所置的范围及所使用的压力、压放频率都将影响诊断，而探头所置的弹性成像感兴趣区域应包括病变组织和一定范围的周围组织[9]。罗葆明等[10]通过研究乳腺UE检查感兴趣区大小对诊断结果的影响，发现感兴趣区面积>病灶2倍时，能更好反映病变区与周围组织的相对硬度，从而得到较准确的诊断。因此，在整个临床操作过程中，应当尽量减小操作者压力与压放频率对图像的影响，避免发生假阳性[11]。

2.2UE评分法根据病变区不同颜色表现，在弹性图像中定义如下：病变区绿色>50%即以绿色为主；病变区蓝色>50%即以蓝色为主，并据此将弹性图分为5级。0级：病变区以囊性为主，呈红蓝绿三色相间；Ⅰ级：病变区与周围组织呈均匀绿色；Ⅱ级：病变区以绿色为主(绿色区面积为50%～90%，并分布较均)；Ⅲ级：病变区呈杂乱的、蓝绿相间的“马赛克状”或病变区以蓝色为主(蓝色区面积为50%～90%)；Ⅳ级，病变区以蓝色为主(蓝色区面积>90%以上)；0～Ⅱ级为甲状腺良性结节，Ⅲ～Ⅳ级为甲状腺恶性结节[12]。虽然筑波大学的5分评分法是国际上公认的，但对有些结节的评分依然欠准确，临床工作中往往面临的图像较复杂；评分法主要有0～Ⅳ级评分法、标准5分法和改良5分法[13]。如何制订更加有利于临床工作的评分标准，达成统一的评分方法，尚需在临床工作中积累更多经验及对设备不断改进。俞清等[14]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典型的BGR(Blue-Green-Red)表现；弹性评分≤4分的多为甲状腺腺瘤或增生结节，而评分>4分的多为腺癌。任新平等[15]研究报道显示，UE评分≤3分的多为结节性甲状腺肿等良性病变，而甲状腺癌则为4～5分。陈立斌和蒋天安[16]分析了98例共107个病灶，发现以≥3级诊断甲状腺癌的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为96.7%(59/61)、87.0%(40/46)、92.5%(99/107)、90.7%(59/65)、95.2%(59/65)，结果表明UE评级法是一种有价值的方法。Hong等[17]研究了90例共145个甲状腺结节的UE检查结果，发现弹性评分为4～6分的在恶性病变中占88%，而弹性评分为1～3分的在良性病变中占90%，甲状腺恶性病变的灵敏度88%、特异度90%、阳性预测值81%、阴性预测值93%，显示出UE对甲状腺良恶性疾病具有较高的检出率。

2.3UE应变率比值的测定UE等级评分法主要根据病灶区颜色分布来进行评分，而颜色分布取决于外部手的压力，且观察者不同对不同颜色的分布判断也不同，因此应用此方法所作出的诊断常常具有诊断医师的主观性。UE技术中的半定量方法——应变率(strain ratio,SR)比值测定已经逐步应用于组织硬度的估算[18]。SR比值测量技术作为UE技术中估算组织软硬度的一种新方法，采用超声设备提供的弹性成像测量法，选取甲状腺结节与邻近正常组织范围为感兴趣区，通过邻近正常组织SR与病变区SR相比得出比值，其评价病变区组织的软硬度更为客观[19]。测量SR的具体方法为：操作者在取得实时UE图像后，利用超声设备提供的测量方法，在图中标记出病灶区(ROIA)及对照区(ROIB)，取得弹性应变率(ROI B值/ROIA值)，创建受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线，得出曲线下面积，找出SR最佳诊断界值，SR≥界值判定为恶性，SR<界值判定为良性[20]。根据Swets[21]的参考标准，受试者ROC的曲线下面积在0.7～0.9时，诊断结果具有一定准确性。参考约登指数(敏感性+特异性-1)的最大值确定临界点即最佳诊断临界点[19]。

陈立斌和蒋天安[16]对58例共61个病灶的甲状腺癌患者和 40例共46个结节的甲状腺良性结节患者行UE评级，以最佳临界点SR≥3.4 诊断为甲状腺癌，灵敏度、特异度分别为91.8%(56/61)、89.1%(41/46)；结果显示，SR比值法在鉴别甲状腺良恶结节方面同UE评分法一样，也具有较高效能。此结果与俞清等[22]的研究结果相似。Ning等[23]研究了99个甲状腺结节，采用UE评分法和SR比值法，并通过ROC曲线来评估此两种方法；结果表明，ROC曲线下面积的平均值为等级评分法0.79、SR比值法0.88，SR比值法的评估值比弹性硬度分级标准的评估值高；ROC曲线判定的良恶性最佳诊断临界值为3.5，其相应的灵敏度、特异度分别为82%和72%；显示出鉴别甲状腺的不同结节，SR比值是一个有用的指数，其提供了量化指标而且提高了诊断准确率。安秀艳等[20]对165例共196个甲状腺结节进行研究，结果显示，弹性SR诊断甲状腺良恶性结节的ROC曲线下面积为0.826，最佳诊断界值为2.51，其灵敏度81.63%、特异度72.79%、准确率75.00%,说明SR在鉴别诊断甲状腺良恶性结节方面有中等价值。袁家英[24]对89例共147个甲状腺结节进行研究，发现弹性SR诊断甲状腺结节良、恶性病变的曲线下面积为0.946，最佳诊断临界点为3.79，其对应的灵敏度89.6%、特异度90.26%、准确率 91.15%，说明弹性SR参数能够作为诊断甲状腺结节的依据。

3甲状腺UE的影响因素

3.1病灶的大小郑雅兰等[12]研究了212例共347个甲状腺结节，术前均行UE检查，所有病例均被手术及病理证实；结果表明，研究中<1 cm的甲状腺结节90个，灵敏度91.8%、准确率88.9%，比1～2 cm组略高，而远高于2～3 cm组、≥3 cm组,说明1 cm乳腺肿块的灵敏度82.5%、特异度87.8%，而≤1 cm的乳腺肿块灵敏度88.0%、特异度100.0%，表明UE诊断早期乳腺癌有一定价值。

3.2病灶病理特点据研究报道，甲状腺结节的硬度与其病理结构关系密切，甲状腺乳头癌因瘤细胞结构呈分支状的复杂排列,内部常伴沙砾体,对邻近甲状腺组织浸润，都会引起结节硬度增高，SR较高；髓样癌内部呈滤泡状排列的瘤细胞，间质内通常含有淀粉样物质沉积，质地较软，SR较低；滤泡癌由于不同的分化程度导致硬度差异较大，分化好的滤泡癌滤泡内充满胶质，质地较软，SR较低，而主要由滤泡和胶质组成的结节性甲状腺肿及腺瘤，质地较软，SR较低[20]。UE在诊断甲状腺疾病方面误诊的原因主要有：甲状腺结节的钙化、纤维化增加了结节硬度，使其SR减小，易误诊为恶性；结节囊性变，大的囊变区在受压时能够缓冲压力，导致结节实性部分SR减小，显得相对较硬，因此容易把实性部分误诊为恶性；癌结节太小而漏诊，有些甲状腺微小癌不一定独立存在，有可能在大的良性结节内隐藏着，因此必要时还需另外分析结节内的异常回声区；良恶性结节在硬度分布上有一定的重叠区[26]。所以，对于临床疑似的恶性病变仍需进行穿刺活检获取组织病理学结果，从而降低甲状腺恶性结节的漏诊率[27]。

4UE的新技术

UE技术已经从乳腺疾病拓展到了甲状腺、前列腺、肝脏、宫颈等。目前，在诊断颈部淋巴结良恶性方面、深静脉血栓成像、估算皮肤或肌肉的弹性模量甚至对于脑肿瘤的检测等领域，UE都有涉足，而且取得了一定成果[28]。目前发展起来的UE技术包括有瞬时超声弹性成像、实时组织超声弹性成像、声辐射力脉冲弹性成像、谐波运动成像、剪切波弹性成像。其中，声辐射力脉冲弹性成像技术又包含了声触诊组织成像和声触诊组织定量。在吴长君等[29]的研究中，发现135个良恶性结节在构建ROC曲线后，声触诊组织定量的曲线下面积为0.944，根据Swets[21]的判断标准，声触诊组织定量的诊断准确性较高。随着这些新技术的日趋成熟和完善，相信会给临床工作带来更大的指导意义。

5UE在应用中存在的局限性及优势

5.1UE的局限性①具有一定的人为因素影响，不同检查者的操作手法不同，如手持探头的振动频率及手部加压的力度大小是否均匀等；另外，在弹性评分法中对于2～3分这个区间结节的良恶性重叠较多，弹性成像图中的色彩分布会因不同的人而给出不同的评分。②其他干扰因素，如颈动脉搏动、患者的呼吸及吞咽、机器噪声、设备型号不同等，还有结节大小及位置、病变区与参照区的选择等[30]。

5.2UE的优势虽然甲状腺UE目前仍有一定局限和不足，但是，超声检查方便、快捷、安全、无创，成为了诊断甲状腺结节疾病的主要手段[31]。弹性成像技术拓展了超声检查的内涵，作为一种新技术，UE在鉴别诊断甲状腺肿块良、恶性方面，相比评分法，SR值可以提供半定量的应变信息，其临床应用价值较高，可作为常规超声的重要补充[2]。

6小结

UE作为一种新技术，在临床应用中对于常规超声的一些不足可以得到很好的完善，使得超声诊断范围拓宽，从而显示出UE在临床实践中的应用价值之所在。随着弹性成像技术的完善及新技术的飞速发展，经过学者们的潜心钻研，设备的不断完善，在实际的临床工作中，操作者手法的不断纯熟，一些干扰因素得以排除，结合传统超声的方法，相信UE技术的诊断符合率会越来越高，弹性成像会有美好前景。

参考文献

[1]胡向东，何文.超声弹性成像技术临床应用现状[J].中华临床医师杂志，2010,4(12)：2364-2369.

[2]韩红霞，宁春平，田家玮，等.弹性成像评分法与应变率比值对甲状腺肿块鉴别诊断的对比研究[J].中华超声影像学杂志，2011，20(5)：402-405.

[3]Dinter DJ，Weidner AM，Wenz F，etal.Imaging diagnostics of the prostate[J].Urologe A，2010，49(8)：963-975.

[4]李红宇，丁红宇.灰阶超声结合超声弹性成像改良评分法在甲状腺实性结节中的应用[J].中国医学影像学杂志，2010，5(4)：648-651.

[5]Khalil AS,Chan RC,Chau AH,etal.Tissue elasticity estimation with optical coherence elastography:toward mechanical characterization of in vivo soft tissue[J].Ann Biomed Eng,2005,33(11):1631-1639.

[6]俞清，王文平，季正标，等.实时超声弹性成像评估物体硬度的实验研究[J].中华超声影像学杂志，2007，16(11)：997-999.

[7]闫玉玺，原韶玲.超声弹性成像技术在甲状腺病变诊断中的应用进展[J/CD].中华医学超声杂志：电子版，2011,8(11)：2396-2400.

[8]李德来，舒贞权.医学超声成像前沿技术述评[J].中国医疗器械信息，2011,17(6)：19-22.

[9]Kallel F,Ophir J.Limits on the contrast of strainconcentrations in elastography[J].Ultrasound Med Biol,1998,24(8):1215-1219.

[10]罗葆明，曾婕，欧冰，等.乳腺超声弹性成像检查感兴趣区域大小对诊断结果影响[J].中国医学影像技术，2007，23(9)：1330-1332.

[11]冯俊玲，王瓯晨.64例甲状腺癌患者常规二维超声和弹性成像超声检查的比较研究[J].中国现代医生，2012,50(15)：88-89.

[12]郑雅兰，郑媛媛，王谷一.不同大小及深度的甲状腺结节超声弹性成像的临床研究[J].中国临床医学影像杂志，2013，24(5)：357-359.

[13]罗葆明，欧冰，智慧，等.改良超声弹性成像评分标准在乳腺肿块鉴别诊断中的价值[J]．现代临床医学生物工程学杂志，2006，12(5)：396-398．

[14]俞清，徐智章，王文平，等.甲状腺占位性病变的实时超声弹性成像表现[J].中国医学影像技术，2007，23(11)：1612-1614.

[15]任新平，詹维伟，周萍，等.实时超声弹性成像及灰阶超声检查在甲状腺占位性病变诊断的对比研究[J].中华超声医学杂志，2009,25(2)：128-132.

[16]陈立斌，蒋天安.超声弹性成像分级法及应变比值法诊断甲状腺良恶性肿块的价值[J].中华超声影像学杂志，2013，22(2)：180-181.

[17]Hong Y,Liu X,Li Z,etal.Real-time ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].J Ultrasound Med,2009,28(7):861-867.

[18]Luo S,Kim EH,Dighe M,etal.Thyroid nodule classification using ultrasound elastography via linear discriminant analysis[J].Ultrasonics,2011,51(4):425-431.

[19]宋焱，章春泉.超声弹性成像对甲状腺结节良恶性鉴别的研究进展[J].中国全科医学，2012，15(18)：2077-2079.

[20]安秀艳，丛淑珍，钱隽，等.对比研究超声弹性应变率与常规超声鉴别甲状腺结节的价值[J].中国临床医学影像学杂志，2013，24(2)：85-87.

[21]Swets JA.Measuring the accuracy of diagnostic systems[J].Science,1988,240(4857):1285-1293.

[22]俞清，王文平，李超伦，等．实时超声弹性成像定量参数分析在甲状腺结节诊断中的初步应用[J]．中华超声影像学杂志，2010，19(5)：408-410．

[23]Ning CP,Jiang SQ,Zhang T,etal.The value of strain ratio in differential diagnosis of thyroid solid nodules[J].Eur J Radiol,2012,81(2):286-291.

[24]袁家英.超声弹性应变率比值与X线钼靶对甲状腺结节诊断价值的比较[J].中国保健营养:中旬刊，2012，2(增刊):265-266.

[25]李明慧，柳莉莎.超声弹性成像评分标准对乳腺良恶性肿块的诊断价值[J].肿瘤，2011,31(5)：453-456.

[26]李选峰，朱张茜，潘高云，等.综合应用三种超声弹性成像指标鉴别甲状腺结节的良恶性[J].实用医学杂志,2012,28(8)：1355-1356.

[27]崔广和，张文晓，高立红，等.甲状腺肿块超声弹性成像与超声引导下穿刺活检病理相关性研究[J].滨州医学院学报，2011,34(3)：208-212.

[28]曾雪燕，刘蜻蜻.超声弹性成像技术的临床应用及研究进展[J].中国医学创新，2013，10(23):157-158.

[29]吴长君，郑淼，刘春波，等.声脉冲辐射力成像技术在甲状腺良恶性肿物鉴别诊断中的价值[J].中华超声影像学杂志，2012,21(9)：822-823.

[30]张家志，孙小林.实时超声弹性成像技术在甲状腺良恶性病变中的应用价值[J].中国中西医结合影像学杂志，2013,11(2)：182-184.

[31]刘雪雁.彩色超声诊断甲状腺结节性疾病136例分析[J]．当代医学，2011,17(26)：50-51.

Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

LIWei-zhi,LIULi-sha.

(DepartmentofUltrasonics,TumorHospitalAffiliatedToXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830011,China)

Abstract：Ultrasound elasticity(UE) imaging is a new technology in recent years which has been widely used in medical field,known as ultrasonic type E (elastography) model after type A,B,D,M.It can provide the internal elastic characteristics of the related tissueinformation( the tissue deformation degree under external force is hardness),thereby can help to further distinguish the local nature of the lesion,provide extensive information for the clinical diagnosis and differential diagnosis.Here is to make a review of the application of UE technology in research in benign and malignant thyroid nodules diagnosis in the recent years.

Key words：Ultrasonography； Thyroid Nodules; Elastography； Diagnosis

收稿日期：2014-08-04修回日期：2014-10-26编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.04.044

中图分类号：R730.41； R736.1

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)04-0690-03