剪切波弹性成像鉴别甲状腺良恶性结节的诊断价值

王 丹，徐辉雄*，贺亚萍,赵崇克,郭乐杭,王 撬,周邦国

·全科医生技能发展·

剪切波弹性成像鉴别甲状腺良恶性结节的诊断价值

王 丹1,2,3，徐辉雄1,2,3*，贺亚萍2,3,赵崇克2,3,郭乐杭2,3,王 撬2,3,周邦国2,3

目的 探讨剪切波弹性成像鉴别甲状腺良、恶性结节的诊断价值。方法 选择2016年3—6月在同济大学附属第十人民医院因甲状腺结节接受甲状腺手术且经病理检查确诊的甲状腺结节患者180 例，对患者进行剪切波弹性成像检查，分别测得结节的杨氏弹性模量及剪切波速度的最大值(E-max)、最大值标准差(E-max-SD)、最大值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值(E-max-Ratio)，平均值(E-mean)、平均值标准差(E-mean-SD)、平均值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值(E-mean-Ratio)。以手术病理检查结果为金标准，绘制以上指标鉴别甲状腺良、恶性结节的受试者工作特征曲线(ROC曲线)，分析其对甲状腺良、恶性结节的鉴别诊断价值。结果 共选取180例患者的180个结节，其中良性结节69 个、恶性结节111个。恶性结节杨氏弹性模量及剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio、E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio均高于良性结节(P<0.05)。各指标中，剪切波速度 的E-max鉴别甲状腺良、恶性结节的ROC 曲线下面积最大〔0.793,95%CI(0.727,0.850)〕，截断值为3.58 m/s,其灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、正确率分别为64.86%、85.51%、87.80%、60.20%、72.78%。结论 剪切波弹性成像有助于鉴别良、恶性甲状腺结节，为甲状腺疾病诊断提供了更多的依据。其中，剪切波速度的E-max定量评价的效果更优。

甲状腺结节；弹性成像技术；超声检查

王丹，徐辉雄，贺亚萍,等.剪切波弹性成像鉴别甲状腺良恶性结节的诊断价值[J].中国全科医学，2017，20(18)：2279-2284.[www.chinagp.net]

WANG D,XU H X,HE Y P,et al.Value of shear wave elastography imaging in differentiating benign and malignant thyroid nodules[J].Chinese General Practice，2017，20(18)：2279-2284.

目前甲状腺结节已成为公众健康问题，甲状腺结节的患病率为19%～67%，40岁以上患者约占患者总数的一半[1]。有研究显示，经高分辨率超声检查，随机选择人群中甲状腺结节的检出率为19%～68%，其中女性及中老年患者所占比例较高[2],甲状腺癌的发病率为5%～10%[3]。因此，甲状腺结节的良、恶性鉴别诊断对临床有重要意义。超声检查广泛应用于甲状腺疾病的筛查，由于既往的二维灰阶及彩色多普勒的局限性，其鉴别甲状腺良、恶性结节的诊断效能差异较大，灵敏度和特异度分别为17.4%～87.1%、38.9%～95.0%[4]。近年来，新兴的超声弹性成像可通过评估组织受到外力时的弹性变化反应组织内部结构的硬度，从而为甲状腺结节的良、恶性诊断提供重要依据[5-7]。本研究采用剪切波弹性成像对甲状腺结节的硬度进行检测，定量获得甲状腺结节各项弹性参数，初步探讨该技术在甲状腺良、恶性结节鉴别诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年3—6月在同济大学附属第十人民医院因甲状腺结节接受甲状腺手术且经病理检查确诊的甲状腺结节患者180例，共选取了180个结节进行回顾性分析(对于多个结节患者仅选取1个最大结节或最可疑结节)。结节入选标准：(1)实性或以实性为主的结节(囊性成分<25%)；(2)直径≥5 mm。结节排除标准：(1)纯囊性结节；(2)既往行甲状腺手术或其他治疗。180例患者中男45例、女135例；年龄22～78岁，平均年龄(51.5±12.9)岁，其中女性平均年龄(51.8±13.3)岁，男性平均年龄(50.7±11.9)岁。结节直径范围5～56 mm，平均直径(13.1±8.5)mm，其中良性结节平均直径(15.5±10.0)mm，恶性结节平均直径(11.5±7.1)mm，良、恶性结节直径间差异有统计学意义(t=2.762，P=0.007)。病灶位于甲状腺左叶87个、右叶89 个、峡部4 个。

1.2 仪器与方法 常规超声和剪切波弹性成像检查均采用日本Toshiba Aplio 500型超声诊断仪，14L5线阵探头，频率5～14 MHz。患者取仰卧位，先行二维灰阶及彩色多普勒超声检查，常规行纵、横切面扫查，观察并记录甲状腺结节的部位、大小、形态、边界、内部回声及血流状况。常规超声确认目标病灶后，选取病灶的最大长轴切面，调节至剪切波弹性模式。预设的杨氏弹性模量为0～180 kPa，剪切波速度为0～8 m/s，检查过程中注意轻置探头于颈部，必要时增加探头与颈部皮肤之间的耦合剂。

嘱患者屏住呼吸，移动彩色取样框至目标病灶处，并尽量包括周围甲状腺组织。待弹性图像质量稳定后，选取“单次激发模式”，随后冻结图像。回放，选取合格的图像，对甲状腺结节区域进行测量。合格图像的要求为：(1)剪切波传播模式图显示等时到达曲线间距平行且稳定；(2)彩色取样框内均有颜色填充且颜色稳定；(3)正常甲状腺组织表现为均匀的蓝色；(4)彩色取样框上方无明显的压迫伪像。

选择感兴趣区域T1覆盖病灶边界，记录T1内弹性参数为均值(E-mean)；选定直径为2 mm的感兴趣区域T2置于结节内最硬处时，记录T2内弹性参数为最大值(E-max)；再次调节直径为2 mm的感兴趣区域R并置于周边正常甲状腺组织处，记录R内弹性参数为参照。弹性参数包括杨氏弹性模量和剪切波速度，测量指标包括杨氏弹性模量与剪切波速度的E-max及其标准差(E-max-SD)，E-mean及其标准差(E-mean-SD)，E-max、E-mean以正常甲状腺组织为参照的硬度比值(E-max-Ratio、E-mean-Ratio)。每次测量时杨氏弹性模量模式与剪切波速度模式切换应用，重复上述操作3次以上，排除不合格的图像后，取图像质量最佳的一次作为测量弹性图(见图1、2，本文图1、2彩图见本刊官网www.chinagp.net相应文章)。

弹性图经计算机处理后转换为可视化的声像图，常规设置以红色表示组织硬度较高，蓝色表示组织硬度较低。每例患者均由2 名从事弹性超声检查2年以上的超声医师采用双盲法分别测定并独立完成评估。

2 结果

2.1 病理检查结果 本研究180个结节经病理检查确诊为良性结节69个(38.3%)、恶性结节111个(61.7%)。具体病理分型为：(1)良性结节包括结节性甲状腺肿49个、慢性弥漫性淋巴细胞性甲状腺炎19个、甲状腺滤泡性腺瘤1个；(2)恶性结节包括甲状腺乳头状癌110个、甲状腺髓样癌1个。

2.2 剪切波弹性成像指标比较 甲状腺良、恶性结节杨氏弹性模量的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio及E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。甲状腺良、恶性结节剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio及E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio比较，差异均有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.3 鉴别诊断价值分析 (1)杨氏弹性模量：E-max、E-max-SD、E-max-Ratio鉴别甲状腺良、恶性结节的截断值分别为39.8kPa、4.5kPa、2.6，AUC分别为0.779、0.707、0.763；E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio鉴别甲状腺良、恶性结节的截断值分别为18.4kPa、6.5kPa、1.8，AUC分别为0.774、0.749、0.763(见表2、图3)。

(2)剪切波速度：E-max、E-max-SD、E-max-Ratio鉴别甲状腺良、恶性结节的截断值分别为3.58m/s、0.18m/s、1.60，AUC分别为0.793、0.646、0.774；E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio鉴别甲状腺良、恶性结节的截断值分别为2.40m/s、0.52m/s、1.26；AUC分别为0.767、0.685、0.769(见表2、图4)。

注：a 甲状腺左叶结节，大小为13.9 mm × 8.8 mm,常规超声显示低回声，边界清晰，形态规则；b 彩色多普勒超声示周边少量血流信号；c病理检查证实为结节性甲状腺肿，HE染色(×40)；d 右图显示平行规则的等时到达曲线；e 结节的杨氏弹性模量的最大值(E-max)、最大值标准差(E-max-SD)、最大值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值(E-max-Ratio)分别为分别为24.3 kPa、5.1 kPa、2.3，平均值(E-mean)、平均值标准差(E-mean-SD)、平均值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值(E-mean-Ratio)分别为12.0 kPa、4.3 kPa、1.1；f 结节的剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio别为2.82 m/s、0.30 m/s、1.48，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分别为1.98 m/s、0.33 m/s、1.04

图1 甲状腺良性结节超声、病理检查结果及剪切波弹性成像

Figure 1 Manifestations of ultrasound,pathology and SWE imaging of benign thyroid nodules

注：a 甲状腺峡部结节，大小为11.0 mm×9.0 mm,常规超声显示低回声，边界欠清晰，形态欠规则，微钙化，后方有声影；b 彩色多普勒超声示周边血流信号；c病理检查证实为甲状腺乳头状癌，HE染色(×200)；d 右图显示平行规则的等时到达曲线；e 结节的杨氏弹性模量的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio分别为109.5 kPa、15.4 kPa、8.2，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分别为70.3 kPa、34.1 kPa、5.3；f 结节的剪切波速度的E-max、E-max-SD、E-max-Ratio分别为6.00 m/s、0.42 m/s、2.90，E-mean、E-mean-SD、E-mean-Ratio分别为4.52 m/s、1.61 m/s、2.18

图2 甲状腺恶性结节超声、病理检查结果及剪切波弹性弹性成像

注：E-max=最大值，E-max-SD=最大值标准差，E-max-Ratio=最大值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值，E-mean=平均值，E-mean-SD=平均值标准差，E-mean-Ratio=平均值以正常甲状腺组织为参照的硬度比值

注：AUC=受试者工作特征曲线下面积

3 讨论

近年来，超声弹性成像通过客观反应组织结构的硬度信息，对判断病灶的良、恶性及预后具有一定的临床价值[6-10]。超声弹性成像通过定量检测杨氏弹性模量指标，能更客观地提供诊断依据，在甲状腺、乳腺、肝脏、前列腺等疾病中的应用已被报道[11-14]。目前，超声弹性成像技术主要包括法国Super Sonic Imagine(SSI)技术及德国西门子Virtual Touch Imaging Quantification(VTIQ)技术。

3.1 杨氏弹性模量指标分析 2010年，SEBAG等[15]率先将SSI技术应用于甲状腺疾病的诊断，其研究入组了146个结节，恶性结节占19.9%，恶性结节的杨氏弹性模量E-max平均为(150±95)kPa，高于良性结节的(36±30)kPa(P<0.001)，以结节的杨氏弹性模量的E-max 65 kPa为截断值，灵敏度为85.2%、特异度为93.9%、阳性预测值为80.0%、阴性预测值为95.9%、正确率为93.6%。随后，LIU等[16]又研究了SSI技术的杨氏弹性模量的E-mean，纳入了271例患者的331个甲状腺结节，良、恶性结节杨氏弹性模量的E-mean分别为(20.4±8.8)kPa、(36.8±19.4)kPa，以结节杨氏弹性模量的E-mean 24.0 kPa为截断值，灵敏度为70.3%、特异度为74.8%、阳性预测值为55.5%、阴性预测值为85.2%、正确率为73.4%。本研究中良、恶性结节杨氏弹性模量的E-max分别为(28.9±17.8)kPa 和(58.5±35.7)kPa，截断值为39.8 kPa,灵敏度为63.06%、特异度为88.41%、阳性预测值为89.74%、阴性预测值为59.80%、正确率为72.78%。良、恶性结节杨氏弹性模量E-mean分别为(16.6±8.1)kPa和(30.5±18.9)kPa,截断值18.4 kPa，灵敏度为65.77%、特异度为84.06%、阳性预测值为86.90%、阴性预测值为60.42%、正确率为72.78%。

图3 杨氏弹性模量指标鉴别诊断甲状腺良、恶性结节的ROC曲线

Figure 3 ROC curve of Young′s elasticity modulus for differentiating benign and malignant thyroid nodules

图4 剪切波速度指标鉴别诊断甲状腺良、恶性结节的ROC曲线

Figure 4 ROC curve of shear wave speed for differentiating benign and malignant thyroid nodules

本研究中良、恶性结节杨氏弹性模量的E-max稍低于既往文献[15]，杨氏弹性模量的E-mean较既往文献有较高的特异度和阳性预测值[16]。

3.2 剪切波速度指标分析 有文献报道了关于甲状腺结节的VTIQ技术，AZIZI等[17]纳入了707个行手术或行穿刺的结节，其中恶性结节82个，得出的剪切波速度截断值为3.54 m/s，AUC为0.780、灵敏度为79.27%、特异度为71.52%、阳性预测值为26.75%、阴性预测值为96.34%。本研究剪切波速度的E-max截断值3.58 m/s，AUC为0.793、灵敏度为64.86%、特异度为85.51%、阳性预测值为87.80%、阴性预测值为60.20%，本研究剪切波速度E-max截断值与上述报道相近，但阳性预测值和AUC提高。提示剪切波弹性成像具有更好的鉴别甲状腺良、恶性结节的诊断效能。本研究剪切波速度E-max阴性预测值较低，误诊率增加，分析原因可能与本研究纳入了较多的<10 mm的结节有关，由于现在高频超声的广泛应用，越来越多的小结节被诊治。本研究剪切波速度的E-mean截断值为2.40 m/s,AUC为0.767、灵敏度为63.06%、特异度为88.41%、阳性预测值为89.74%、阴性预测值为59.80%。

3.3 本研究存在的局限性 本研究尚存在一定的局限性：(1)入组了180个结节，需要进一步行大样本量的多中心研究。(2)纳入研究患者均是接受手术的患者，有选择偏移，本研究38.3%为恶性结节，检出率较高。(3)本研究中良性结节主要为结节性甲状腺肿，恶性结节主要为甲状腺乳头状癌，对不同病理类型的甲状腺结节的诊断价值有待进一步评估。(4)本研究仅聚焦于剪切波的弹性参数，并没有联合普通二维超声，因而普通二维超声联合剪切波弹性成像声的诊断效能有待于进一步研究。(5)已知剪切波弹性成像无需增加额外压力，对操作者要求很高，但实际操作中患者的呼吸、颈部血管搏动及特殊的解剖位置均会影响检查结果。(6)另外，本研究未排除患有桥本甲状腺炎患者。有研究报道，此类患者会导致弹性模量指标偏高[18-19]。

作者贡献：王丹进行试验设计与实施、资料收集整理、撰写论文并对文章负责；贺亚萍、赵崇克、郭乐杭、王撬、周邦国进行试验实施、评估、资料收集；徐辉雄对文章进行质量控制及审校。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：赵跃翠)

·征稿启事·

“慢病管理/健康促进”栏目简介与征稿

慢性病管理、健康促进是我国基本公共卫生服务项目中的重要内容，也是社区卫生服务机构的主要工作内容。本栏目刊登内容包括：慢性非传染性疾病的危险因素及其评价，慢性非传染性疾病的管理、干预措施及效果评价，慢性非传染性疾病前期的综合防治措施及效果评价等。

欢迎大家踊跃投稿！为了提高稿件处理效率，欢迎登录本刊网站(www.chinagp.net)“在线投稿”进行投稿。投稿咨询电话0310-2067118。省级以上课题研究成果优先处理录用。

Value of Shear Wave Elastography Imaging in Differentiating Benign and Malignant Thyroid Nodules

WANGDan1,2,3,XUHui-xiong1,2,3*,HEYa-ping2,3,ZHAOChong-ke2,3,GUOLe-hang2,3,WANGQiao2,3,ZHOUBang-guo2,3

1.ShanghaiClinicalCollegeofAnhuiMedicalUniversity,Shanghai200072,China2.DepartmentofMedicalUltrasound,TenthPeople′sHospitalofTongjiUniversity,Shanghai200072,China3.UltrasoundResearchandEducationInstitute,TongjiUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200072,China

Objective To assess the performance of shear wave elastography(SWE) in differentiating benign and malignant thyroid nodules.Methods The selected 180 thyroid nodules participants were from Tenth People′s Hospital of Tongji University,who were treated by surgery,and were diagnosed confirmedly by pathological examination of the surgical specimens between March and June 2016.All of them underwent SWE for measuring the E-max,E-max-SD，E-mean，and E-mean-SD of Young′s elasticity modulus and shear wave speed(SWS) and ratio referenced as normal thyroid(E-max-Ratio，E-mean-Ratio),respectively.The pathological results were set as the gold standard.ROC curve of the above diagnostic markers was used to assess their performance in differentiating benign and malignant thyroid nodules.Results There were 69 benign and 111 malignant nodules in the total 180 thyroid nodules.E-max,E-max-SD,E-max-Ratio,E-mean,E-mean-SD,E-mean-Ratio of Young′s elasticity modulus and SWS in malignant nodules were significantly higher than those in benign nodules(P<0.05).The area under the curve(AUC) of SWS E-max was〔0.793,95%CI(0.727,0.850)〕,larger than that of the other markers,with a cutoff point of 3.58 m/s,providing sensitivity of 64.86%,specificity of 85.51%,positive predict value of 87.80%,negative predict value of 60.20%,accuracy of 72.78% in detecting malignant lesions.Conclusion The SWE technique could be helpful for the differential diagnosis of thyroid nodules by providing reference.Furthermore,the SWS E-max was better than other parameters in the differential diagnosis of thyroid nodules.

Thyroid nodule；Elasticity imaging techniques；Ultrasonography

国家自然科学基金资助项目(81401417)

R 581 R 445.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.04.y06

2016-12-20；

2017-03-20)

1.200072上海市，安徽医科大学上海临床学院

2.200072上海市，同济大学附属第十人民医院超声医学科

3.200072上海市，同济大学医学院超声医学研究所

*通信作者：徐辉雄,主任医师，教授；E-mail:xuhuixiong@126.com

*Correspondingauthor:XUHui-xiong,Chiefphysician,Professor；E-mail:xuhuixiong@126.com