王時(shí)宏,李清山,吳欣,宋兆杰,李梁,胡姣
(武警邊防總醫(yī)院特檢科,廣東深圳 518029)
超聲彈性成像鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的研究進(jìn)展
王時(shí)宏,李清山,吳欣,宋兆杰,李梁,胡姣
(武警邊防總醫(yī)院特檢科,廣東深圳 518029)
甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見(jiàn)病,目前診斷甲狀腺結(jié)節(jié)主要依賴(lài)于超聲顯像。常規(guī)超聲對(duì)大部分結(jié)節(jié)的性質(zhì)能做出準(zhǔn)確判斷,但是對(duì)于一些超聲表現(xiàn)不典型的病例往往較難做出準(zhǔn)確判斷。近年來(lái)不少學(xué)者利用彈性成像對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)進(jìn)行研究。本文就目前國(guó)內(nèi)外用聲脈沖輻射力成像技術(shù)(Acoustic radiation force impulse,ARFI)對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的研究進(jìn)展情況做簡(jiǎn)要述評(píng)。
甲狀腺結(jié)節(jié);常規(guī)超聲;彈性成像
甲狀腺結(jié)節(jié)是一種常見(jiàn)的疾病,臨床上有多種甲狀腺疾病(如甲狀腺退行性變、炎癥、自身免疫以及新生物等)都可以表現(xiàn)為結(jié)節(jié),甲狀腺結(jié)節(jié)可以單發(fā),也可以多發(fā),通過(guò)觸診、超聲檢查以及尸檢發(fā)現(xiàn)甲狀腺結(jié)節(jié)的概率分別為2%~6%、19%~35%和8%~65%[1],其中惡性結(jié)節(jié)占1.5%~10%[2],尤其以單發(fā)結(jié)節(jié)為惡性的可能性更大,通過(guò)觸診結(jié)節(jié)大小、位置、質(zhì)地以及血液生化檢查對(duì)鑒別良惡性結(jié)節(jié)有一定的幫助,但敏感性及特異性都不高,此時(shí)影像學(xué)檢查顯得尤為重要。超聲檢查具有快捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)時(shí)以及對(duì)淺表器官成像佳等特點(diǎn),對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)診斷具有很好的敏感性以及特異性,隨著技術(shù)的進(jìn)步,超聲彈性成像鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性得到了更多的重視和研究。
多數(shù)研究認(rèn)為甲狀腺惡性結(jié)節(jié)常規(guī)超聲表現(xiàn)如下:(1)點(diǎn)狀微小鈣化,即強(qiáng)回聲光點(diǎn)多小于1 mm或無(wú)聲影;(2)低回聲或者極低回聲(低于頸前肌肉);(3)不規(guī)則邊界或者有小分葉;(4)縱橫比> 1;(5)后方回聲衰減;(6)血流以?xún)?nèi)部為主,呈高阻力型[2-5]。但是甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的超聲表現(xiàn)存在重疊現(xiàn)象。例如,微鈣化(病理提示與乳頭狀癌的砂礫體相關(guān))診斷惡性結(jié)節(jié)的敏感度最高[5-6],但有近15%的良性結(jié)節(jié)可以出現(xiàn)微鈣化[6],少數(shù)惡性結(jié)節(jié)亦可出現(xiàn)環(huán)狀較粗大鈣化(例如髓樣癌)[2]。甲狀腺癌多為低回聲,這只是一個(gè)敏感指標(biāo),不是甲狀腺癌特有的,良性結(jié)節(jié)亦較常見(jiàn)[2,6-7]。有人提出以極低回聲作為惡性結(jié)節(jié)的一個(gè)特征,雖然特異度提高(94%),但敏感度明顯下降(27%)[5]。通常良性結(jié)節(jié)以周邊血流為主,惡性結(jié)節(jié)則以?xún)?nèi)部血流為主,但部分良惡性結(jié)節(jié)為相同的血流分布[8]。血流以?xún)?nèi)部為主的結(jié)節(jié)中有一半以上是良性結(jié)節(jié),而低血流信號(hào)的結(jié)節(jié)中有14%為惡性結(jié)節(jié)[2]。由于濾泡癌尤其是分化好的濾泡癌和濾泡性腺瘤的超聲特征很相似,表現(xiàn)為單發(fā)實(shí)性、有包膜的高回聲結(jié)節(jié),纖維包膜超聲表現(xiàn)為邊界清楚的低回聲暈,且有研究證實(shí)分化好的濾泡癌和濾泡性腺瘤的血管空間分布以及細(xì)胞學(xué)特征類(lèi)似[2,9-10],通過(guò)常規(guī)超聲進(jìn)行鑒別有一定的難度。僅憑一種超聲表現(xiàn)診斷良惡性結(jié)節(jié)的敏感度和特異度較低,只有結(jié)節(jié)內(nèi)出現(xiàn)多種惡性結(jié)節(jié)表現(xiàn),診斷準(zhǔn)確率才能提高,但同時(shí)敏感度會(huì)減低[2,5-6,11]。
2.1 實(shí)時(shí)彈性成像基本原理以及優(yōu)勢(shì)彈性成像根據(jù)各種不同組織的彈性系數(shù)(組織抵抗彈性變形的能力)不同,在加外力或交變振動(dòng)后其應(yīng)變亦不同[12],組織越硬,應(yīng)變?cè)叫?。值得注意的是組織內(nèi)部的應(yīng)變分布不僅與組織的彈性系數(shù)分布有關(guān),還和組織的形狀和邊界條件等因素有關(guān);彈性圖像能比較好地反映較硬組織的彈性分布[13],通常甲狀腺結(jié)節(jié)的硬度越高,惡性可能性越大[14]。Lyshchik等[15]研究發(fā)現(xiàn)彈性成像顯示的結(jié)節(jié)大小與病理細(xì)胞學(xué)所測(cè)大小沒(méi)明顯差別,而甲狀腺惡性結(jié)節(jié)彈性成像圖中所測(cè)面積大于灰階超聲圖所測(cè),良性結(jié)節(jié)無(wú)明顯改變[16],因此彈性成像較常規(guī)超聲能更準(zhǔn)確的反映結(jié)節(jié)的真實(shí)大小。所以,通過(guò)比較彈性成像與常規(guī)超聲所測(cè)結(jié)節(jié)大小的差異對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷提供幫助。然而分化較好的濾泡癌,僅有輕微包膜侵犯,可導(dǎo)致病灶彈性成像與灰階聲像所測(cè)面積相差不大,面積比值偏低[16]。當(dāng)然,該研究[16]中僅一例分化好的濾泡癌,因此面積比對(duì)于分化好的濾泡癌的診斷價(jià)值還有待大樣本的研究證實(shí)。實(shí)時(shí)彈性成像技術(shù)是將受壓前后回聲信號(hào)移動(dòng)幅度的變化轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)彩色圖像,以色彩的不同來(lái)反映組織硬度;有研究結(jié)果顯示實(shí)時(shí)彈性成像對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)有較高的診斷價(jià)值,其診斷惡性結(jié)節(jié)的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性平均為91.6%、84.3%、85.6%[11,16-21],且有研究結(jié)果顯示實(shí)時(shí)彈性成像對(duì)于乳頭狀癌的診斷準(zhǔn)確率達(dá)100%[22]。但是其反映的不是病變組織的絕對(duì)硬度值,只是與周邊組織相比較的相對(duì)硬度值[17]。實(shí)時(shí)彈性成像需要人為的施壓,因此主觀性較強(qiáng),穩(wěn)定性不足。
2.2 超聲彈性成像新技術(shù)ARFI原理以及優(yōu)勢(shì)
2.2.1 ARFI原理ARFI是彈性成像的一項(xiàng)新技術(shù),包括聲觸診組織成像(Virtual tough tissue imaging,VTI)技術(shù)和聲觸診組織量化(Virtual tough tissue qualification,VTQ)技術(shù),即從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面評(píng)估病變硬度。聲脈沖輻射力成像技術(shù)(ARFI)是利用短時(shí)程(0.03~0.4 ms)、高強(qiáng)度的聚焦推力脈沖作用于感興趣區(qū)(Region of interest,ROI)內(nèi)的組織,組織在受力方向上(縱向)產(chǎn)生瞬時(shí)、微米級(jí)位移,位移的垂直方向上(橫向)產(chǎn)生剪切波,系統(tǒng)通過(guò)同時(shí)發(fā)射的高敏感度的探測(cè)波,捕捉縱向的位移變化與橫向的剪切波信息;組織的彈性與縱向的位移呈反比,與剪切波速的平方呈正比[23-26]。VTI技術(shù)依據(jù)局部組織縱向上的位移大小,以灰階形式成像,灰度愈大,提示彈性愈大;VTQ技術(shù)則是通過(guò)獲得的剪切波信息計(jì)算并顯示剪切波速度(即VTQ值),速度越大表示組織彈性越大。同時(shí)聚焦區(qū)外輻射力迅速衰減,剪切波只局限于組織內(nèi)部區(qū)域,可消除邊界條件的影響,組織越硬,剪切波傳播越快[27]。
2.2.2 ARFI較實(shí)時(shí)彈性成像的優(yōu)勢(shì)不僅可以通過(guò)VTI對(duì)組織硬度進(jìn)行定性分析,同時(shí)還可以通過(guò)VTQ提供量化指標(biāo)減少主觀性;提高了對(duì)比度轉(zhuǎn)換系數(shù),從而更好的反映病變的真實(shí)硬度[13];無(wú)需人為施壓,重復(fù)性好。在測(cè)量結(jié)節(jié)剪切波速時(shí)可以盡量避開(kāi)較大的鈣化、囊變、出血等干擾,僅對(duì)結(jié)節(jié)實(shí)質(zhì)部分進(jìn)行彈性評(píng)估。有研究顯示實(shí)時(shí)彈性成像對(duì)于囊性結(jié)節(jié)無(wú)明顯價(jià)值[11]。而另一研究[28]針對(duì)常規(guī)超聲難以分辨囊實(shí)性的淺表包塊,應(yīng)用ARFI對(duì)包塊進(jìn)行檢查,結(jié)果顯示ARFI技術(shù)對(duì)于囊性病灶的診斷符合率為94.4%,敏感度為91.6%,特異度為100%。
然而ARFI的取樣框大小不可調(diào)節(jié),對(duì)于小于取樣框的結(jié)節(jié),可能會(huì)受到周?chē)谞钕俳M織的干擾;對(duì)于較大的結(jié)節(jié),可能會(huì)因?yàn)榻Y(jié)節(jié)內(nèi)部分布不均勻而不能準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)節(jié)的硬度。有學(xué)者針對(duì)被測(cè)者呼吸、取樣框靠近頸動(dòng)脈處、探頭加壓、探頭傾斜、橫切、取樣框的深度等因素對(duì)VTQ值的影響,并研究不同測(cè)量次數(shù)ARFI值均值間的差異,探求最佳的重復(fù)測(cè)量次數(shù),該研究結(jié)果顯示[29]探頭加壓、橫切、傾斜、取樣框靠近頸動(dòng)脈搏動(dòng)處及深度對(duì)VTQ值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,是否屏氣對(duì)VTQ值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;對(duì)甲狀腺非結(jié)節(jié)部位的測(cè)量只需3次,對(duì)可疑惡性結(jié)節(jié)需重復(fù)測(cè)量5次及以上。因此在研究過(guò)程中,應(yīng)避免上述影響因素或在相同的條件下進(jìn)行測(cè)量,減少不必要的誤差。
2.2.3 ARFI對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別有研究[30]顯示正常組織與良性結(jié)節(jié)間的剪切波速無(wú)明顯差別,但惡性結(jié)節(jié)與正常組織、良性結(jié)節(jié)之間差異明顯,該研究提出以正常甲狀腺組織剪切波速的參考值范圍上限作為良惡性結(jié)節(jié)的鑒別參考值。有研究[24]提出以2.555 m/s區(qū)分甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為93.42%、79.17%、95.95%、91.84%。另一研究[31]根據(jù)ROC曲線選取鑒別良惡性病灶的VTQ測(cè)值臨界值為3.09,其對(duì)應(yīng)的敏感度為93.75%,特異度為89.65%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為83.33%,陰性預(yù)測(cè)值為96.29%。由此可見(jiàn),VTQ可較好的評(píng)估甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性,對(duì)于良惡性結(jié)節(jié)的VTQ值范圍有待多中心大樣本研究。
有研究[32]根據(jù)結(jié)節(jié)VTI圖像的灰階不同分為六級(jí),Ⅰ級(jí):病灶區(qū)全白或見(jiàn)少許點(diǎn)狀黑色;Ⅱ級(jí):病灶區(qū)大部分為白色,少部分為黑色;Ⅲ級(jí):病灶區(qū)黑色白色比例相當(dāng);Ⅳ級(jí):病灶區(qū)大部分為黑色,少部分為白色;Ⅴ級(jí):病灶區(qū)幾乎全為黑色并見(jiàn)少量點(diǎn)狀白色;Ⅵ級(jí):病灶區(qū)為全黑。該研究結(jié)果顯示以VTI≥Ⅳ級(jí)作為良惡性結(jié)節(jié)診斷點(diǎn),其ROC曲線敏感性、特異性及準(zhǔn)確率分別為87.5%、91.8%、90.9%。但是,此研究中惡性結(jié)節(jié)例數(shù)較少,VTI分級(jí)以哪一級(jí)作為良惡性結(jié)節(jié)診斷點(diǎn),有待更大樣本進(jìn)一步研究證實(shí)。
目前的研究結(jié)果顯示ARFI對(duì)于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別有較好的診斷價(jià)值。然而,常規(guī)超聲是診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的基礎(chǔ),那么常規(guī)超聲結(jié)合ARFI是否能提高甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷,以及如何將兩者結(jié)果綜合分析以提高甲狀腺結(jié)節(jié)的鑒別診斷,有待進(jìn)一步研究。同時(shí),ARFI對(duì)于合并甲狀腺?gòu)浡圆∽兊慕Y(jié)節(jié),結(jié)節(jié)的VTI分級(jí)以及VTQ值是否受影響、影響有多大有待研究;ARFI對(duì)于直徑<1 cm的惡性結(jié)節(jié)的診斷價(jià)值以及由于目前研究的甲狀腺惡性結(jié)節(jié)多為乳頭狀癌,那么ARFI對(duì)于濾泡狀癌的診斷價(jià)值均有待進(jìn)一步研究。
[1]Dean DS,Gharib H.Epidemiology of thyroid nodules[J].Best Practice&Research Clinical Endocrinology&Metabolism,2008,22 (6):901-911.
[2]Desser TS,Kamaya A.Ultrasound of thyroid nodules[J].Neuroimaging Clinics of NorthAmerica,2008,18(3):463-478.
[3]李泉水,張家庭,田平,等.甲狀腺癌的聲像圖特征研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技,2006,(4):554-556.
[4]Bartolotta TV,Midiri M,Galia M,et al.Qualitative and quantitative evaluation of solitary thyroid nodules with contrast-enhanced ultrasound:initial results[J].European Radiology,2006,16(10): 2234-2241.
[5]Kim EK,Park CS,Chung WY,et al.New sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration biopsy of nonpalpable solid nodules of the thyroid[J].American Journal of Roentgenology, 2002,178(3):687-691.
[6]Mandel SJ.Diagnostic use of ultrasonography in patients with nodular thyroid disease[J].Endocrine Practice,2004,10(3):246-252.
[7]Papini E,Guglielmi R,Bianchini A,et al.Risk of malignancy in nonpalpable thyroid nodules:predictive value of ultrasound and color-Doppler features[J].Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2002,87(5):1941-1946.
[8]Appetecchia M,Bacaro D,Brigida R,et al.Second generation ultrasonographic contrast agents in the diagnosis of neoplastic thyroid nodules[J].Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, 2006,25(3):325-330.
[9]Foschini MP,Ragazzi M,Parmeggiani A L,et al.Comparison between echo-color Doppler sonography features and angioarchitecture of thyroid nodules[J].International Journal of Surgical Pathology,2007,15(2):135-142.
[10]Sillery JC,Reading CC,Charboneau JW,et al.Thyroid follicular carcinoma:sonographic features of 50 cases[J].American Journal of Roentgenology,2010,194(1):44-54.
[11]Asteria C,Giovanardi A,Pizzocaro A,et al.US-elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Thyroid,2008,18(5):523-531.
[12]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.
[13]羅建文,白凈.超聲彈性成像的原理及理論分析[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè),2003,26(3):97-102.
[14]Pacini F,Schlumberger M,Dralle H,et al.European consensus for the management of patients with differentiated thyroid carcinoma of the follicular epithelium[J].European Journal of Endocrinology, 2006,154(6):787-803.
[15]Lyshchik A,Higashi T,Asato R,et al.Thyroid Gland Tumor Diagnosis at US Elastography-1[J].Radiology,2005,237(1):202-211.
[16]Hong Y,Liu X,Li Z,et al.Real-time ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J]. Journal of Ultrasound in Medicine,2009,28(7):861-867.
[17]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(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2007,23(11):1612-1614.
[18]周萍,詹維偉,任新平,等.超聲彈性成像診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2009,17(4):262-265.
[19]叢淑珍,馮占武,甘科紅,等.甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)超聲彈性成像特征分析[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2010,26(9):1682-1683.
[20]孫國(guó)祥,王茵,張衛(wèi)平,等.實(shí)時(shí)組織彈性成像在良、惡性甲狀腺結(jié)節(jié)鑒別診斷中的價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2011,27(2): 295-298.
[21]劉洪軍,成建萍,司同,等.超聲彈性成像定性診斷甲狀腺結(jié)節(jié)[J].中國(guó)介入影像與治療學(xué),2011,8(3):213-215.
[22]Friedrich-Rust M,Sperber A,Holzer K,et al.Real-time elastography and contrast-enhanced ultrasound for the assessment of thyroid nodules[J].Experimental and Clinical Endocrinology&Diabetes, 2009,118(09):602-609.
[23]張光晨,吳長(zhǎng)君,倪子龍,等.聲脈沖輻射力成像技術(shù)在肝臟疾病中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2011,27(11):2357-2360.
[24]Gu J,Du L,Bai M,et al.Preliminary study on the diagnostic value of acoustic radiation force impulse technology for differentiating between benign and malignant thyroid nodules[J].Journal of Ultrasound in Medicine,2012,31(5):763-771.
[25]Nightingale K.Acoustic radiation force impulse(ARFI)imaging:a review[J].Current Medical Imaging Reviews,2011,7(4):328.
[26]Mauldin Jr FW,Zhu H,Behler RH,et al.Robust principal component analysis and clustering methods for automated classification of tissue response to ARFI excitation[J].Ultrasound in medicine&biology,2008,34(2):328-339.
[27]Nightingale K,Soo MS,Nightingale R,et al.Acoustic radiation force impulse imaging:in vivo demonstration of clinical feasibility [J].Ultrasound in medicine&biology,2002,28(2):227-235.
[28]張光晨,吳長(zhǎng)君,孟巍,等.聲脈沖輻射力成像技術(shù)在淺表腫塊囊實(shí)性鑒別中的應(yīng)用[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2011,20(7): 632-633.
[29]肖莉莉,趙雅萍,高凌云,等.聲輻射力脈沖成像技術(shù)對(duì)甲狀腺的應(yīng)用研究[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2012,41(5):126-130.
[30]Friedrich-Rust M,Romenski O,Meyer G,et al.Acoustic Radiation Force Impulse-Imaging for the evaluation of the thyroid gland:A limited patient feasibility study[J].Ultrasonics,2012,52(1):69-74.
[31]吳長(zhǎng)君,鄭淼,邢萍,等.聲脈沖輻射力成像技術(shù)在甲狀腺良惡性腫物鑒別診斷中的價(jià)值[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2012,21 (9):822-823.
[32]何勇,徐輝雄,張一峰,等.聲觸診組織彈性成像鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的價(jià)值[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2012,21(4):320-323.
R581.3
A
1003—6350(2014)11—1643—03
10.3969/j.issn.1003-6350.2014.11.0636
2014-03-14)
李清山。E-mail:756351824@qq.com