宋 焱,章春泉
甲狀腺癌是甲狀腺最常見的惡性腫瘤,約占全身腫瘤的1.0%,其中乳頭狀腺癌約占60%,多見于年輕女性。臨床上表現(xiàn)為甲狀腺內(nèi)結(jié)節(jié),質(zhì)地硬、固定、表面不光滑,但具有一定的隱匿性,故區(qū)分甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性成為診斷的關(guān)鍵。目前,臨床大多通過觸診來判斷組織硬度進(jìn)而提供腫瘤良惡性方面的部分信息,但觸診主觀性比較大,而常規(guī)影像學(xué)檢查也很難提供關(guān)于組織軟硬度方面的信息。超聲 彈 性 成 像 (ultrasound elastography,UE)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)超聲新技術(shù),可提供有關(guān)組織內(nèi)部彈性特征 (即組織在外力作用下發(fā)生形變的程度)的信息。1991年Ophir等[1]首次提出彈性成像的概念,其原理是組織發(fā)生壓縮變形,較軟的部分比硬的部分更易發(fā)生形變,并通過組織在外力作用下發(fā)生形變的程度來分析病灶的軟硬度。近些年來UE得到迅速發(fā)展,并在乳腺、前列腺、肝臟等部位的病變中得到廣泛關(guān)注和研究[2-3]。2007年Lyshchik等[4]報(bào)道了UE在甲狀腺方面的相關(guān)研究,目前已應(yīng)用于甲狀腺疾病的診斷。本文就UE在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性診斷中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。
目前,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)UE的分析方法都有一定的研究,但都還處于探索階段,診斷方法和標(biāo)準(zhǔn)不一。Garra等[5]對(duì)超聲彈性圖提出了定性分析方法,并采用灰階彩色圖來分析,結(jié)果顯示軟組織如脂肪組織呈現(xiàn)出明亮的區(qū)域,致密的組織如惡性腫瘤呈現(xiàn)出較暗的區(qū)域。Hiltawsy等[6]認(rèn)為病灶區(qū)彈性圖像顯示出不同的顏色,綠色表示組織平均硬度,紅色表示較平均組織軟,藍(lán)色表示較平均組織硬。目前大多數(shù)學(xué)者應(yīng)用Itoh等[7]提出的5分法對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià),其標(biāo)準(zhǔn)為:1分,病變區(qū)與周圍組織完全為綠色覆蓋;2分,病變區(qū)內(nèi)藍(lán)綠混雜,呈馬賽克狀;3分,病變區(qū)以藍(lán)色為主,周邊見部分綠色;4分,病變區(qū)完全為藍(lán)色覆蓋;5分,病變區(qū)完全為藍(lán)色覆蓋,且病變周圍的組織也為藍(lán)色。
研究發(fā)現(xiàn)超聲彈性圖像能反映被測組織的硬度并將其分為5級(jí)[8-9],標(biāo)準(zhǔn)為:1級(jí),整個(gè)結(jié)節(jié)均有彈性,病灶變形明顯;2級(jí),大部分結(jié)節(jié)有彈性,病灶部分扭曲變形;3級(jí),僅結(jié)節(jié)周邊有彈性,病灶邊緣扭曲變形;4級(jí),結(jié)節(jié)內(nèi)無彈性,病灶區(qū)域沒有變形;5級(jí),結(jié)節(jié)和周邊組織均無彈性,病灶及周邊沒有明顯變形。
2.1 彈性成像等級(jí)評(píng)分法 目前,應(yīng)用UE對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)進(jìn)行硬度分級(jí)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不一,但大多采用 Itoh等[7]提出的5分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。彈性分級(jí)以實(shí)性部分的彈性表現(xiàn)為主,而其中的囊性成分表現(xiàn)為“藍(lán)-綠-紅”分層現(xiàn)象。有學(xué)者將此特異性表現(xiàn)稱為“BGR sign”(即Blue-Green -Red sign)[9],此征象可作為囊性結(jié)構(gòu)的特征性彈性圖表現(xiàn)。
國內(nèi)羅葆明等[10]提出改良5分法評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):1分,病灶整體或大部分顯示為綠色;2分,病灶顯示為中心呈藍(lán)色,周邊為綠色;3分,病灶范圍內(nèi)顯示為綠色和藍(lán)色所占比例相近;4分,病灶整體為藍(lán)色或內(nèi)部伴有少許綠色;5分,病灶及周邊組織均顯示為藍(lán)色,病灶內(nèi)部伴有或不伴有綠色?;译A超聲和UE聯(lián)合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)則在灰階可疑惡性的基礎(chǔ)上,如果UE評(píng)分≥4分則診斷為惡性。
俞清等[11]回顧性分析了158例共211個(gè)病灶的UE檢查結(jié)果,發(fā)現(xiàn)甲狀腺囊性病灶具有特征性的“BGR”征象。甲狀腺腺瘤或增生結(jié)節(jié)的彈性評(píng)分多≤4分,而腺癌的評(píng)分多>4分。任新平等[12]研究報(bào)道提示,結(jié)節(jié)性甲狀腺腫等甲狀腺良性病變的UE評(píng)分多≤3分,甲狀腺癌則為4~5分。
Rago等[9]對(duì)92例甲狀腺單發(fā)結(jié)節(jié)患者行UE檢查,根據(jù)硬度和彈性進(jìn)行評(píng)分。隨后對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行手術(shù)病理或針吸細(xì)胞學(xué)檢查以確認(rèn)UE診斷的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明,UE評(píng)分為1~3分共62例,均為良性病變;4~5分共30例,均為惡性病變。因此,4~5分高度提示惡性病變,其特異度為100%,陽性預(yù)測值為100%。故UE作為鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的一個(gè)輔助診斷方法,具有很高的特異性和陽性檢測率。
2.2 彈性成像應(yīng)變率 (strain ratio,SR)比值法 如前所述,超聲彈性等級(jí)評(píng)分法主要是依據(jù)病灶區(qū)顏色的分布進(jìn)行評(píng)分[13]。然而,由于顏色的分布依賴于外部手的壓力,并且不同的觀察者對(duì)不同顏色的分布有自己的判斷[14],故基于這種方法的診斷并不客觀。彈性成像SR比值作為UE技術(shù)中的半定量方法,已經(jīng)開始應(yīng)用于組織硬度的估算[15]。SR比值測量技術(shù)是UE技術(shù)中一種估算組織軟硬度的新方法,它是采用超聲儀器提供的彈性成像測量方法,選定甲狀腺結(jié)節(jié)與周圍正常組織范圍為感興趣區(qū)域,用周圍正常組織應(yīng)變率與病灶應(yīng)變率相比得出比值,其評(píng)價(jià)病灶軟硬度更為客觀。
測量SR的具體方法為:操作者在獲得實(shí)時(shí)UE圖后,利用超聲儀器提供的測量方法,分別勾畫兩處需要對(duì)比的組織感興趣區(qū)域 (ROI),選定結(jié)節(jié)作為感興趣區(qū)A,周圍正常甲狀腺組織作為感興趣區(qū)B,計(jì)算SR比值,推斷結(jié)節(jié)相對(duì)于周圍正常甲狀腺組織的硬度。SR比值越大,結(jié)節(jié)相對(duì)于參考的正常甲狀腺組織越硬。繪制受試者工作特征 (ROC)曲線,通過曲線下面積判斷SR比值鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的準(zhǔn)確性。參考 Swets[16]的標(biāo)準(zhǔn),ROC曲線下面積在0.7~0.9時(shí),診斷方法有一定的準(zhǔn)確性。根據(jù)約登指數(shù)(敏感性+特異性-1)的最大值確定截?cái)帱c(diǎn)即最佳診斷臨界點(diǎn)。
劉芳等[17]收集了84例患者共124個(gè)結(jié)節(jié)行甲狀腺UE檢查,所有結(jié)節(jié)經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí),包括惡性病變34個(gè),良性病變90個(gè)。利用彈性成像的測量方法,將選定的結(jié)節(jié)和周圍正常甲狀腺組織作為ROI,在獲得彈性圖像的同時(shí)可以測量SR。結(jié)果證實(shí),34個(gè)甲狀腺惡性結(jié)節(jié)SR均值為 (6.93±3.99),90個(gè)甲狀腺良性結(jié)節(jié)SR均值為 (2.49±1.31),可見甲狀腺惡性結(jié)節(jié)彈性成像SR顯著高于良性結(jié)節(jié) (P<0.05)。繪制ROC曲線,確定彈性成像SR比值5.6為最佳診斷界點(diǎn),對(duì)應(yīng)的敏感性為76.5%,特異性為98.9%,準(zhǔn)確性為92.7%。
余珊珊等[18]對(duì)98例患者的129個(gè)病灶行甲狀腺UE檢查,計(jì)算病灶與周圍正常甲狀腺組織的彈性成像SR比值,結(jié)節(jié)性質(zhì)以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),采用ROC曲線確定彈性成像SR比值的最佳臨界值。結(jié)果顯示,惡性組平均SR比值為8.08,良性組為2.14,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.01)。通過ROC曲線確定的彈性成像SR比值診斷甲狀腺占位性病變良惡性的臨界值為4.095,其診斷的敏感性為81.0%,特異性為91.7%,準(zhǔn)確性為89.9%。由此可以看出超聲彈性SR比值可為甲狀腺占位性病變的初步判斷提供一項(xiàng)新的診斷指標(biāo)。
Ning等[19]對(duì)99個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行研究,由5位??漆t(yī)生根據(jù)彈性成像分級(jí)評(píng)分系統(tǒng)對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行評(píng)分,并在機(jī)計(jì)算SR比值,使用ROC曲線對(duì)這兩種方法評(píng)估。結(jié)果顯示,根據(jù)等級(jí)評(píng)分法與SR比值法計(jì)算出ROC曲線下面積的平均值分別為0.79和0.88,SR比值法在曲線下面積的評(píng)估值高于彈性硬度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。ROC曲線確定的良惡性最佳診斷界點(diǎn)是3.5,對(duì)應(yīng)的敏感性為82%,特異性為72%。說明在鑒別甲狀腺不同結(jié)節(jié)方面,SR比值可成為一種有用的指數(shù),它可以提供量化指標(biāo)并且提高診斷準(zhǔn)確性。
2.3 實(shí)時(shí)剪切波彈性成像 (shear-wave elastography,SWE)法 目前UE在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別方面主要應(yīng)用的是靜態(tài)應(yīng)變彈性成像,如上述的等級(jí)評(píng)分法和SR比值法,但二者均為半定量、間接地反映組織相對(duì)硬度,診斷有一定局限性,重復(fù)性不高。而近年來發(fā)展起來的實(shí)時(shí)SWE與靜態(tài)應(yīng)變率彈性成像相比,操作簡單,無依賴性,無需對(duì)組織施壓,從而避免了因手動(dòng)施壓等人為因素、頸部肌肉張力差異及甲狀腺彌漫性病變對(duì)結(jié)果的影響。SWE是通過探頭發(fā)射聲輻射脈沖對(duì)組織施加激勵(lì),在組織中產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的剪切波。由于剪切波在不同組織中傳播速度不同,儀器通過定量分析系統(tǒng) (QBOXTM),根據(jù)剪切波速度計(jì)算出組織的楊氏模量值 (kPa)。此技術(shù)已開始應(yīng)用于肌肉、乳腺及甲狀腺等領(lǐng)域[20-22]。
具體方法為:患者取仰臥位,充分暴露頸部。使用Shear Wave實(shí)時(shí)SWE超聲診斷儀,首先在灰階狀態(tài)下確定甲狀腺結(jié)節(jié)的數(shù)目和位置,然后切換至SWE模式,探頭輕放于皮膚,選定取樣框 (完全覆蓋病灶),囑患者屏氣,靜置3 s待圖像穩(wěn)定后定幀、存儲(chǔ)。于檢查后1周調(diào)取SWE原始數(shù)據(jù),感興趣區(qū)選取時(shí)盡可能覆蓋病灶,記錄楊氏模量平均值。以手術(shù)病理結(jié)果為診斷金標(biāo)準(zhǔn),繪制ROC曲線,計(jì)算曲線下面積,根據(jù)約登指數(shù)最高臨界點(diǎn)確定楊氏模量平均值的診斷界點(diǎn)。
崔可飛等[23]應(yīng)用實(shí)時(shí)SWE技術(shù)對(duì)83例患者共113個(gè)甲狀腺實(shí)性結(jié)節(jié)測量楊氏模量值,良性組楊氏模量值為 (23.57±9.35)kPa,惡性組為 (43.73±19.82)kPa,兩者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05)。通過ROC曲線確定良、惡性結(jié)節(jié)楊氏模量值的臨界點(diǎn)為27.49 kPa,其敏感性為93.2%,特異性為81.2%,準(zhǔn)確性為85.8%,ROC曲線下面積為0.91。實(shí)時(shí)SWE技術(shù)可對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性做出定量診斷,為鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性提供了一種新的方法。
UE技術(shù)近年來逐漸應(yīng)用到臨床,但在技術(shù)上還需要不斷完善。彈性成像等級(jí)評(píng)分法和SR比值法的基礎(chǔ)為彈性成像圖,與操作者的手法、經(jīng)驗(yàn)有一定的關(guān)系。有些結(jié)節(jié)受形態(tài)及周圍組織解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響,在對(duì)結(jié)節(jié)掃查時(shí)很難進(jìn)行均勻施壓,導(dǎo)致彈性圖顏色分布不均,從而對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。就目前初步的臨床研究分析,有相當(dāng)數(shù)量的良性病灶易被誤評(píng)為惡性級(jí)別,如腫瘤間質(zhì)內(nèi)存在微小鈣化,導(dǎo)致腫瘤組織硬度增加,使得彈性分級(jí)也相應(yīng)增高;部分囊實(shí)性混合回聲病灶由于囊性部分包繞實(shí)性部分,導(dǎo)致受壓后產(chǎn)生的形變相對(duì)較小,使得這部分顯示為相對(duì)較硬的藍(lán)色區(qū)域,彈性分級(jí)增高[24]。
從有關(guān)SWE的研究中發(fā)現(xiàn),甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)之間楊氏模量平均值有重疊現(xiàn)象[23],并在以往靜態(tài)彈性成像[25]研究中也存在此現(xiàn)象,可能與病變的病理學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)。且當(dāng)結(jié)節(jié)靠近頸部大動(dòng)脈時(shí),動(dòng)脈的搏動(dòng)會(huì)對(duì)楊氏模量的測量產(chǎn)生影響。
目前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀提示,需要更多的前瞻性臨床研究來驗(yàn)證UE對(duì)于甲狀腺占位病變的診斷準(zhǔn)確率,并完善其診斷標(biāo)準(zhǔn)。
UE是一種可對(duì)組織硬度進(jìn)行判斷的新技術(shù),它可以彌補(bǔ)常規(guī)超聲的不足,擴(kuò)展了超聲診斷的范圍,可以更加直觀地顯示出病灶并鑒別出病變性質(zhì),其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值在臨床實(shí)踐中逐漸突顯出來。目前研究者多認(rèn)為UE的優(yōu)勢在于其可以更加直接、敏感、客觀、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)超聲圖像上較隱匿或者臨床早期不易觸及的微小病灶[5],可以很大程度地提高甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的早期檢出率。隨著彈性成像設(shè)備的日漸完善及臨床實(shí)踐的不斷深入,臨床操作者技術(shù)的不斷熟練,一些技術(shù)手段的逐步改進(jìn),如設(shè)定最佳的彈性參數(shù)分級(jí),減少圖像的偽像等,相信應(yīng)用彈性成像這一技術(shù)可以達(dá)到更準(zhǔn)確的診斷。
總之,彈性成像技術(shù)的各種優(yōu)勢,使現(xiàn)代超聲技術(shù)更為完善,可結(jié)合傳統(tǒng)超聲作為甲狀腺疾病早期診斷的方法,在實(shí)際臨床工作中有著廣闊的應(yīng)用前景。
1 Ophir J,Cespedes I,Ponnekanti H,et al.Elastography:a quantitative method for imaging the elasticity of biological tissues[J].Ultrasonic Imaging,1991,13:131-134.
2 Itoh A,Ueno E,Tohno E,et al.Breast disease:clinical application of US elastography for diagnosis [J].Radiology,2006,239(3):41-50.
3 Cho N,Moon WK,Park JS,et al.Nonpalpable breast masses:evaluation by US elastography [J]. Korean JRadiol,2008,9(11):1-8.
4 Lyshchik A,Higashi T,Asato R,et al.Thyroid gland tumor diagnosis at US elastography[J].Radiology,2007,237 (1):202-211.
5 Garra BS,Cespedes EI, Ophir J, et al.Elastography of breast lesions:initial clinical results[J].Radiology,1997,202(1):79-86.
6 Hiltawsy KM,Kruger M,Starke C,et al.Freehand ultrasound elastography of breast lesions:clinical results[J].Ultrasound in Med& Biol,2001,27(11):1461-1469.
7 Itoh A,Ueno E,Tohno E,et al.Comparison between ultrasonic elastogram and histologic findings in breast diseases.Seventh Congress of Asian Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology(AFSUMB 2004),Abstracts,330.
8 徐智章,俞清.超聲彈性成像原理及初步應(yīng)用[J].上海醫(yī)學(xué)影像,2005,14(1):3-5.
9 Rago T,Santini F,Scutari M,et al.Elastography:new developments in ultrasound for predicting malignancy in thyroid nodules [J].Clin Endocrinol Metab, 2007, 92 (8):2917-2922.
10 羅葆明,歐冰,馮霞,等.乳腺疾病實(shí)時(shí)組織彈性成像與病理對(duì)照的初步探討[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2005,21(9):662-664.
11 俞清,徐智章,王文平,等.甲狀腺占位性病變的實(shí)時(shí)超聲彈性成像表現(xiàn)[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2007,23(11):1612-1614.
12 任新平,詹維偉,周萍,等.實(shí)時(shí)超聲彈性成像及灰階超聲檢查在甲狀腺占位性病變?cè)\斷的對(duì)比研究[J].中華超聲醫(yī)學(xué)雜志,2009,25(2):128-132.
13 Hong Y,Liu X,Li Z,et al.Real- time ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules [J]. Ultrasound Med,2009,28(7):861-867.
14 Park SH,Kim SJ,Kim EK,et al.Interobserver agreement in assessing the sonographic and elastographic features of malignant thyroid nodules[J].AJR Am J Roentgenol,2009,193(5):416-423.
15 Luo S,Kim EH,Dighe M,et al.Thyroid nodule classification using ultrasound elastography via linear discriminant analysis[J].Ultrasonics,2011,51(4):425-431.
16 Swets JA.Measuring the accuracy of diagnostic systems[ J]. Science, 1988, 240(4857):1285-1293.
17 劉芳,肖螢,謝萍,等.超聲彈性成像應(yīng)變率值與灰階超聲診斷甲狀腺疾病的對(duì)照研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2010,26(8):692-694.
18 余珊珊,韓東剛,李小鵬,等.超聲彈性成像半定量評(píng)價(jià)甲狀腺占位性病變的價(jià)值探討[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2010,12(8):527-529.
19 Ning CP,Jiang SQ,Zhang T,et al.The value of strain ratio in differential diagnosis of thyroid solid nodules [J].Eur J Radiol,2012,81(2):286-291.
20 溫朝陽,范春芝,安力春,等.實(shí)時(shí)定量超聲彈性成像技術(shù)檢測肱二頭肌松弛和緊張狀態(tài)下彈性模量值差異[J].中華醫(yī)學(xué)超聲雜志 (電子版),2011,8(1):129-134.
21 黃炎,李俊來,王知力,等.實(shí)時(shí)剪切波彈性成像定量評(píng)價(jià)乳腺良惡性病變[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2011,27(3):561-564.
22 Sebag F, Lnobard VJ,Berbis J, et al.Shear wave elastography:a new ultrasound imaging mode for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].Clin Endocrinol Metab,2010,95(12):5281-5288.
23 崔可飛,付超,秦石成,等.實(shí)時(shí)剪切波彈性成像在甲狀腺實(shí)性結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中的臨床研究[C].中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)議論文匯編,2011.
24 Kurjak A,Stanjevic M,Azumendi G,et al.The potential of four-dimensional(4D)ultrasonography in the assessment of fetal awareness[J].Perinat Med,2005,33(1):46-53.
25 劉芳,肖螢.超聲彈性成像鑒別良惡性甲狀腺結(jié)節(jié) [J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2010,26(6):1028-1030.