声脉冲辐射力成像模块中VTQ-SWV技术在甲状腺不同直径范围结节中的诊断价值

邵春晖，李秀昌，李培英，向然

1.宝鸡市人民医院超声科，陕西 宝鸡 721000；2.山东第一医科大学第二附属医院，山东 泰安 271000

甲状腺结节(thyroid nodule，TN)分为甲状腺良性结节(thyroid benign nodule，TBN)与甲状腺恶性结节(thyroid malignant nodule，TMN)两类，因甲状腺结节大小不同其诊断效能差异较大。甲状腺结节的形态各异，大小不等，尤其对甲状腺微小结节(3.0~10.0 mm)定性诊断比较困难，目前有多种行之有效的检查方法，比如超声造影、粗针穿刺活检、FNAC等，但要在无创条件下准确评估其良恶性仍有难度[1-3]。声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)模块中的虚拟声触诊组织定量-剪切波速度(virtual touch tissue quantification-shear wave velocity，VTQ-SWV)技术对甲状腺病变有一定的鉴别诊断价值，但实际操作中对于同一病灶，不同的检查医生、不同的仪器及不同的操作手法均会导致检查结果的不同[4]。即便所有的主观和客观因素一致，ARFI技术模块中的VTQ-SWV技术所检查的结果诊断准确性不理想[5-6]。本研究为解决上述问题将进一步探讨甲状腺不同大小范围的结节对ARFI模块中VTQ-SWV诊断甲状腺病灶符合率的影响，以提高该技术在甲状腺不同直径范围结节中良、恶性的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年1月至2021年6月在陕西省宝鸡市人民医院就诊的门诊及住院行甲状腺病灶细针穿刺活检、粗针穿刺活检或手术的346例甲状腺患者，应用常规超声及ARFI检查，并经甲状腺病灶细针穿刺细胞学检查(fine needle aspiration cytology，FNAC)、粗针穿刺活检或手术证实共有369个结节(左侧叶中部96个，左侧叶上下极共55个，右侧叶中部139个，右侧叶上下极36个，双侧叶近峡部共43个)。346例患者中男性113例，女性233例；年龄18~79岁，平均(40.56±10.74)岁。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者知情并同意接受VTQ-SWV检查。369个甲状腺结节大小范围为3.0~45.0 mm，按结节直径大小分成4组，其中3.0~10.0 mm者59个，11.0~20.0 mm者140个，21.0~30.0 mm者89个，31.0~45.0 mm者81个，见表1。

表1 369个不同结节直径范围的结节总数及TBN、TMN分布情况[个(%)]

1.2 病例选择 纳入标准：①体检或影像学检查发现甲状腺腺体内有异常结节；②混合性结节实性成分≥75%；③结节直径为3.0~45.0 mm；④有活检或手术病理结果；⑤所有患者甲状腺功能均在正常范围内。排除标准：①混合性结节囊性成分>25%；②结节大小不在本组研究范围内；③结节曾有过微波、射频或穿刺活检、FNAC等介入操作及放射性治疗史等；④无活检或手术病理结果；⑤结节位于气管后方、紧贴颈总动脉或伴有多发粗大钙化不能获得VTQ-SWV值。

1.3 仪器 德国西门子公司AcusonS2000，9-L4探头，频率14 MHz。配ARFI模块VTQ技术。SWV中ROI大小固定(长×宽：6 mm×5 mm)。

1.4 方法 选择最佳体位和2D超声灰阶图像清晰显示调节各功能键使图像达到诊断要求，记录结节各项参数(如边界、纵横比、动脉相血管血流阻力指数RI等)并存储图像。开启ARFI选用VTQ模式，使取样框位置与所测结节位置一致，避开颈动脉、气管，嘱患者轻闭气，按“Update”键测量甲状腺结节的VTQ-SWV速度值，为得到比较准确的数据，所有结节连续性VTQ检查7次，测值数据去除两个极端值后计算剩余5组数据的均值。

1.5 观察指标 观察结节的大小、形态、位置、数目、边界、内部回声、彩色血流、VTQ-SWV测值等

1.6 统计学方法 应用MedCalc19.0统计软件进行统计分析。采用K-S检验检验数据是否服从正态分布，正态分布计量资料以均数±标准差(x-±s)表示。根据数据类型分别采用t检验、χ2检验或方差分析等方法分析，以P<0.05为差异具有统计学意义。各诊断效能的计算方法为灵敏度(Se)=a/(a+c)，特异度(Sp)=d/(d+b)，误诊率=b/(b+d)，漏诊率=c/(a+c)，总符合率=(a+d)/(a+b+c+d)，正确指数=灵敏度+特异度-1，比数积=(a×d)/(b×c)，阳性预测值(PPV)=a/(a+b)，阴性预测值(NPV)=d/(c+d)(其中a代表真阳性，b代表假阳性，c代表假阴性，d代表真阴性)。以病理结果为“金标准”，应用MedCalc统计软件对4组结节VTQ-SWV速度值画出ROC曲线，得出AUC，再依据敏感度-(1-特异度)得出正确指数的最高界值获得Cut off值。

2 结果

2.1 VTQ-SWV诊断甲状腺良恶性结节的价值 以病理结果为诊断“金标准”，369个甲状腺结节中232个TBN的VTQ-SWV均值为(2.18±0.72)m/s(测值范围：0.78~4.06 m/s)；137个TMN的VTQ-SWV均值为(3.95±1.32)m/s(测值范围：0.52~7.52 m/s)，TBN与TMN的VTQ-SWV均值比较差异具有显著统计学意义(t=16.662，P<0.01)。应用ROC曲线分析369个甲状腺结节VTQ-SWV对甲状腺结节良、恶性的判断价值，其AUC=0.827，95%CI区间为0.785~0.864，Cut off值为3.29，其诊断甲状腺良、恶性结节的敏感性和特异性分别为84.7%、76.3%。说明VTQ-SWV对鉴别诊断甲状腺结节的良恶性具有较好的临床价值(图1)。甲状腺恶性结节的CDFI图、VTQ-SWV图及病理图见图2、图3和图4。

图1 VTQ-SWV诊断甲状腺结节良恶性的ROC曲线

图2 甲状腺结节彩色多普勒血流图

图3甲状腺结节VTQ-SWV测值图

图4 甲状腺结节病理图

表3 11.0~20.0 mm组甲状腺结节VTQ-SWV测值结果与病理结果比较(个)

2.2 不同直径范围组甲状腺结节的病理结果与VTQ-SWV测值结果比较 以Cut off值3.29 m/s分类出不同直径范围组中良恶性结节的个数及各组数据结果分布见表2~表5。通过对上述各直径范围组结节数据的统计分析，各组诊断效能参数结果对比见表6。对比上述甲状腺结节各直径范围组间诊断效能数据可见，VTQ-SWV在甲状腺结节直径范围11.0~20.0 mm组中Se、Sp、误诊率、漏诊率、总符合率、正确指数、比数积、PPV、NPV分别为88.89%、61.63%、38.37%、11.11%、72.14%、50.5%、12.86、59.26%、89.83%，该组VTQ-SWV诊断甲状腺结节的敏感性最高，在该直径范围组的甲状腺结节组应用最有价值。不同直径范围组结节与甲状腺结节良、恶性诊断符合个数之间的关系见表7。直径在3.0~10.0 mm范围组的甲状腺结节共59个，与病理结果相对照，VTQ-SWV诊断符合的阴性个数为7个，诊断符合的阳性个数为1个，VTQ-SWV诊断符合的总个数为8个，VTQ-SWV诊断该范围组结节的总符合率约为13.56%，在该范围组结节中VTQ-SWV的Se和Sp最低。直径在11.0~20.0 mm范围组的甲状腺结节共140个，与病理结果对照分析发现，VTQ-SWV诊断符合的阴性个数为53个结节，诊断符合的阳性个数为48个结节，VTQ-SWV诊断符合的总个数为101个，VTQ-SWV诊断该范围组结节的总符合率约为72.14%，VTQ-SWV诊断的Se为88.89%、Sp为61.63%，在所有结节直径范围分组中最高，对该范围组结节鉴别诊断价值最有意义。

表2 3.0~10.0 mm组甲状腺结节VTQ-SWV测值与病理结果比较(个)

表4 21.0~30.0 mm组甲状腺结节VTQ-SWV测值结果与病理结果比较(个)

表5 31.0~45.0 mm组甲状腺结节VTQ-SWV测值结果与病理结果比较(个)

表6 各结节直径范围组各诊断效能参数结果比较(%)

表7 不同结节直径范围组与甲状腺结节良、恶性诊断符合个数之间的关系

2.3 四组不同直径范围结节ROC曲线比较 TN的良、恶性判定以FNAC、粗针穿刺活检或手术病理结果为诊断“金标准”，对四组不同直径范围甲状腺结节绘制其VTQ-SWV测值的ROC曲线进行对比，见图5。四组不同直径范围组甲状腺结节ROC曲线AUC、95%CI、Cut off值对应的灵敏度、特异度比较见表8。

图5 四组不同直径范围组甲状腺结节ROC曲线

表8 四组不同直径范围结节的AUC、95%CI、Cut off值对应的灵敏度、特异度比较

3 讨论

本文首次将甲状腺结节按不同直径范围分组进行研究，研究发现在不同直径范围的甲状腺结节中VTQ-SWV技术的诊断准确性不同，不同直径范围的甲状腺结节选择各自有效的检查方式有利于疾病的诊断和治疗，对甲状腺微小癌早期合理影像学无创检查鉴别诊断是关键，准确的病理结果为临床提供诊疗方案及术后改善预后意义重大，并可改善甲状腺疾病过度治疗的现状[7-8]。本研究中以病理结果为诊断“金标准”对4组不同直径范围甲状腺结节绘制其VTQ-SWV测值的ROC曲线进行对比，本文中直径范围在3.0~10.0 mm的甲状腺结节与李延芳等[9]研究的62例甲状腺结节以≤10.0 mm和>10.0 mm分为两组，与≤10.0 mm的甲状腺结节相比其AUC、Cut off值、灵敏度、特异度值均明显小，与>10.0 mm的结节相比，其AUC=0.784介于本研究中直径范围11.0~20.0 mm与21.0~30.0 mm之间；其VTQ-SWV的Cut off值为2.56 m/s、灵敏度为88.9%、特异度为77.2%，与本研究中各直径范围组数据均有差异，这与研究的样本量的多少有一定关系。XU等[10]关于ARFI模块VTQ-SWV测值在对不同病理结果甲状腺结节的鉴别诊断价值研究中获得的诊断效能与本文研究结果相近。

本文研究甲状腺结节直径范围分组参照了2019年11月第三版美国甲状腺协会的《甲状腺结节和甲状腺癌的临床诊治指南》，文中指出不同性质不同直径大小的甲状腺结节其治疗方案各异[11-14]。为了提高甲状腺不同直径范围结节的诊断准确性，减少甲状腺结节患者被过度治疗或延误治疗带来的创伤和负担，本文将甲状腺结节直径范围做了上述分组并采用ARFI技术模块中的VTQ-SWV技术对各个不同直径范围组别的诊断效能进行统计学比较，本文研究获得的数据结果和所研究甲状腺结节直径范围密切相关。本研究中，3.0~10.0 mm范围组的大部分结节直径为3.0~5.0 mm，VTQ-SWV的ROI区域为6 mm×5 mm固定大小，测量时ROI区域内包含了部分正常甲状腺组织致VTQ-SWV所测数据结果明显减低，导致恶性结节被误判为良性，容易导致漏、误诊的发生，部分甲状腺良性微小结节内有单发或多发的微小钙化灶形成，使VTQ-SWV测值结果较高超过其Cut off值而被误诊为恶性。上述几个方面可能是引起直径在3.0~10.0 mm范围的甲状腺结节漏、误诊的主要原因。

对直径在30.0~45.0 mm范围的恶性甲状腺结节穿刺活检或手术大体标本病理结果分析发现，并非结节的所有部分均为恶性，而是只有结节的少部分组织为恶性，因此WTQ-SWV对于直径大于30.0 mm的甲状腺结节可作为指导超声引导下穿刺活检的临床价值。因此大部分直径较大的恶性结节内恶性组织成分只占很少的一部分。本研究所用的西门子S2000其ARFI技术模块中的VTQ-SWV技术ROI大小范围仅为长×宽固定的6 mm×5 mm大小。本研究中的最大直径范围组内的甲状腺结节因体积较大，结节内部组织成分不一致，ROI不能包含全部结节组织，所以在本直径范围组结节内不同的ROI区域其VTQ-SWV测值不尽相同。例如直径30.0 mm的甲状腺结节，其面积约为706.5 mm2，如果要测出全部面积的组织速度，至少需要测23个ROI区域，如果每个结节测10次，一个直径30.0 mm大小的结节要测得比较全面的VTQ-SWV速度信息，则需要测230次，而日常超声检查工作繁重，逐一测量不切实际，如果不能测到结节的恶性区域，必然会造成漏诊或误诊。对于本组最大直径范围的结节，测量数据只显示某一局部组织的弹性速度，即便所测区域为恶性成分，如果恶性成分范围较小，所测数据算均值后得到的结节VTQ-SWV值偏低，这种测量误差不可避免，所以该组诊断符合率较差。

VTQ-SWV测量过程中如果患者有情绪紧张、呼吸急促、颈动脉博动明显、频繁吞咽动作等症状，所测量的VTQ-SWV值会出现很明显的波动，所以测量前培训患者配合操作非常重要，患者出现情绪紧张时应做好患者情绪的安抚工作。测量过程中探头与颈部皮肤保持密切接触但不能压迫甲状腺组织，因甲状腺组织受压后甲状腺体积变小硬度变大，所测得VTQ-SWV速度值会明显增高影响研究数据的准确性。测量时首先选定需要测量的感兴趣区，使常规超声切面达最佳切面(该切面最大程度清晰显示最多的结节切面信息)，旋转“Menue”键至“Virtual Touch”目录下选择“VTQ”键，使ROI区域内最大限度显示所要测结节的信息，观察显示屏幕上2D图像相对稳定时后测VTQ-SWV，每个结节同一位置相同基础条件下测量10次并去掉每组测量数据的两个极值，每个结节剩余8组数据求均值，这样可以最大限度降低测量误差。同一结节每次测量取样框深度应深度保持一致，因为同一甲状腺组织不同深度其SWV速度值不同。ARFI模块中的VTQ-SWV技术对于甲状腺结节的良恶性鉴别诊断是一种无创的定量检查技术，但也有一定的局限性[15-17]，如：①良性结节的纤维化、磷化及粗大的钙化会引起VTQ-SWV速度值偏高出现假阳性或结节内液化坏死或囊性变而VTQ-SWV测偏低出现假阴性；②操作不当导致探头施压过大或过轻，出现所测值明显异常，多次测量去掉两个极值取平均值可降低测量误差；③结节位置过深或紧邻颈动脉或气管时测量准确率会下降。

总之，ARFI模块中的VTQ-SWV技术在诊断不同直径范围甲状腺结节良恶性准确性与结节大小密切相关，不同直径范围甲状腺结节选择不同检查方式尤为重要，VTQ-SWV技术在直径11.0~20.0 mm范围组的甲状腺结节中鉴别诊断价值最高，在较大甲状腺结节中可指导超声引导下穿刺活检。