李文波，張 波，朱慶莉，姜玉新，孫 健，張 青，楊 萌，李建初

1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，北京100730；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院病理科，北京100730

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三維能量多普勒超聲血管成像在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性診斷中的應(yīng)用價值

李文波1，張 波1，朱慶莉1，姜玉新1，孫 健2，張 青1，楊 萌1，李建初1

1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，北京100730；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院病理科，北京100730

［摘要］背景與目的：三維能量多普勒超聲血管成像（three-dimensional power Doppler angiography，3D-PDA）是一種新的血流成像技術(shù)，但在甲狀腺領(lǐng)域的研究尚不多見。該研究觀察甲狀腺結(jié)節(jié)的3D-PDA特征，探討3D-PDA對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷價值。方法：采用3D-PDA對甲狀腺結(jié)節(jié)及周邊血流進行三維重建。分析血流分布、血管數(shù)量、血管走行是否規(guī)則、空間分布是否對稱、結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富及周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富。分析甲狀腺結(jié)節(jié)的3D-PDA特征，比較良惡性結(jié)節(jié)之間的差異。結(jié)果：在103個甲狀腺結(jié)節(jié)中，良性50個（48.5%），惡性53個（51.5%）。在3D-PDA中，血管走行不規(guī)則、空間分布不對稱、結(jié)節(jié)內(nèi)局限性血流豐富及周邊實質(zhì)局限性血流豐富診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的靈敏度分別為64.2%、56.0%、54.7%和60.4%，特異度分別為96.0%、88.0%、96.0%和94.0%。3D-PDA診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準確率分別為83.0%、94.0%、93.6%、83.9%和90.3%。結(jié)論：3D-PDA可以更好地觀察甲狀腺結(jié)節(jié)的血流分布及走行情況，對甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷有重要意義。

［關(guān)鍵詞］甲狀腺結(jié)節(jié)；三維能量多普勒超聲血管成像；診斷

姜玉新，北京協(xié)和醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師。中華醫(yī)學(xué)會超聲醫(yī)學(xué)分會候任主任委員，《中華超聲影像學(xué)雜志》總編輯。

臨床、教學(xué)、科研工作主要方向：乳腺腫塊超聲診斷、甲狀腺結(jié)節(jié)超聲診斷、血管與婦產(chǎn)科超聲、超聲造影。

The value of three-dimensional Doppler angiography in the diferentiation of benign and malignant thyroid nodules

LI Wenbo1, ZHANG Bo1, ZHU Qingli1, JIANG Yuxin1, SUN Jian2, ZHANG Qing1,YANG Meng1, LI Jianchu1
（1.Department of Ultrasound, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China; 2.Department of Pathology, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China）

Correspondence to:JIANG Yuxin E-mail:yuxinjiangxh@163.com

［Abstract］Background and purpose:Three-dimensional power Doppler angiography（3D-PDA）is a new technique to investigate the vessels in the organs, but the research in thyroid is limited.The purpose of this research was toinvestigate three-dimensional power Doppler angiography（3D-PDA）in differentiating malignant from benign thyroid nodules.Methods:This study prospectively evaluated 103 lesions in 94 patients who were scheduled for surgery.The patients underwent preoperative 3D-PDA scanning.Analysis of the 3D-PDA characteristics includes blood flow pattern, the number of blood vessels, the shape of vessels, the spatial distribution of the vessels, the existence of rich local blood flow within nodules or in the parenchyma surrounding the nodules.This study also analyzed the difference between the benign lesions and the malignant lesions.Results:There were 50 benign lesions and 53 malignant lesions.The sensitivity and specificity of irregular vessels, the asymmetry spatial distribution, rich local blood flow within nodules or in the parenchyma surrounding the nodules were 64.2%, 96.0%; 56.0%, 88.0%; 54.7%, 96.0%; 60.4% and 94.0%, respectively.The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and accuracy of 3D-PDA were 83.0%, 94.0%, 93.6%, 83.9% and 90.3%, respectively.Conclusion:3D-PDA provides a useful tool to investigate vascularization of thyroid leisions.This technique is feasible for clinical application and plays an important role in diagnosis of thyroid nodules.

［Key words］Thyroid nodule; Three-dimensional power Doppler angiography; Diagnosis

甲狀腺是人體血供豐富的內(nèi)分泌器官，了解其血供特點對于甲狀腺結(jié)節(jié)的臨床診斷具有重要意義。彩色多普勒血流成像是目前檢測甲狀腺結(jié)節(jié)血供的重要影像學(xué)手段。近年來，隨著電子科技技術(shù)及圖形處理技術(shù)的不斷成熟，三維能量多普勒超聲血管成像（three-dimensional power Doppler angiography，3D-PDA）出現(xiàn)并得到發(fā)展［1-2］，但其在甲狀腺領(lǐng)域的研究尚不多見。本研究前瞻性分析了甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)3D-PDA特征，探討其在診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)中的應(yīng)用價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象

2008年3月—2009年4月于北京協(xié)和醫(yī)院行甲狀腺結(jié)節(jié)手術(shù)且術(shù)前三維超聲資料完整的連續(xù)患者共96例前瞻性納入研究，其中2例手術(shù)前退出未獲得病理結(jié)果，其余94例患者共103個結(jié)節(jié)均獲得病理結(jié)果?；颊咝惺中g(shù)原因包括：① 查體或影像學(xué)檢查可疑甲狀腺惡性結(jié)節(jié)90例（95.7%）；② 甲狀腺乳頭狀癌術(shù)后，可疑復(fù)發(fā)2例（2.1%）；③ 多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤2例（2.1%）。在103個結(jié)節(jié)中，男性18例（17.5%），女性85例（82.5%），年齡19～71歲，平均年齡（43.6±12.2）歲。

1.2 儀器與檢查方法

研究采用GE Voluson E8型超聲診斷儀，二維超聲檢查采用11L-D二維高頻探頭，頻率6～15 MHz；三維超聲檢查采用RSP6-16-D三維容積探頭，均選擇儀器預(yù)設(shè)的甲狀腺檢查條件。

患者仰臥位，頭部后仰，頸部充分仰伸。清楚顯示甲狀腺結(jié)節(jié)，囑患者避免吞咽動作，盡量屏住呼吸，根據(jù)結(jié)節(jié)大小選擇取樣框大小及掃查角度，保持探頭穩(wěn)定。采用內(nèi)置三維能量多普勒模式進行掃查，獲得三維能量多普勒超聲資料。

彩色多普勒血流顯像及三維能量多普勒超聲圖像以數(shù)字化模式存入設(shè)備內(nèi)置硬盤。使用4D VIEW PC（version 7.0）軟件進行分析。

1.3 圖像分析

使用4D VIEW PC（version 7.0）軟件，在render mode中選擇color type、color surface mode進行觀察，通過旋轉(zhuǎn)、切割獲得不同切面，并就以下6個方面進行分析：

① 結(jié)節(jié)血流分布：周邊少許或無、周邊為主、內(nèi)部為主、極其豐富；② 血管數(shù)量：分析血管體積占結(jié)節(jié)體積比例，以血管體積比表示，分為＜25%、25%～50%、50%～75%和＞75% 4級；③ 血管走行分為規(guī)則（血管走行平滑、管徑均勻成條狀，分支逐漸由粗變細）和不規(guī)則（血管走行扭曲、呈囊狀擴張、血管管徑節(jié)段性變細，吻合支雜亂）；④ 空間分布分為對稱（在結(jié)節(jié)對稱部位血管數(shù)量、管徑均一）和不對稱（在結(jié)節(jié)對稱部位血管數(shù)量、管徑分布不均一）；⑤ 結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富，具有粗大穿支血管時定義為存在局限性血流豐富；⑥ 周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富，結(jié)節(jié)周邊定義為結(jié)節(jié)邊界向外0.5 cm，除外正常走行的大血管及其分支和屬支。

1.4 病理學(xué)診斷

由2位具有5年以上工作經(jīng)驗的甲狀腺病理學(xué)醫(yī)師，對所有手術(shù)切除后的甲狀腺病灶切片獨立觀察后做出診斷。病理醫(yī)師做出診斷時不知道患者的臨床表現(xiàn)及超聲診斷。結(jié)果不一致時，經(jīng)討論做出最后診斷。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 一般情況及甲狀腺結(jié)節(jié)病理類型

在103個甲狀腺結(jié)節(jié)中，良性50個，惡性53個。良性組年齡20～68歲，平均年齡（45.5±10.6）歲；惡性組年齡19～71歲，平均年齡（41.9±13.5）歲。良惡性組平均年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＝0.136）。良性病變的平均最大徑為（2.39±0.96）cm，范圍為0.78～5.32 cm；惡性病變的平均最大徑為（2.13±1.07）cm，范圍為0.66～5.14 cm。良、惡性組之間結(jié)節(jié)的最大徑差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＝0.204）。53個惡性結(jié)節(jié)包括甲狀腺乳頭狀癌48個，濾泡癌1個，髓樣癌3個，淋巴瘤1個。50個良性結(jié)節(jié)包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫40個，甲狀腺腺瘤8個，橋本甲狀腺炎1個，纖維性甲狀腺炎1個。

2.2 良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的3D-PDA聲像圖特征比較

甲狀腺3D-PDA良惡性結(jié)節(jié)在血管走行、空間分布、結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富及周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.01，表1）。

表 1　甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)3D-PDA聲像圖特征比較Tab.1 Comparison of the 3D-PDA characteristics between benign and malignant thyroid nodules

2.3 ≤2 cm及＞2 cm甲狀腺惡性結(jié)節(jié)3D-PDA聲像圖特征比較

在53個甲狀腺惡性結(jié)節(jié)中，≤2 cm30個，＞2 cm23個。在血管體積比、血管走行和結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05）。在血流分布和結(jié)節(jié)周邊是否存在局限性血流豐富方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05，表2）。

在甲狀腺惡性結(jié)節(jié)中，血流分布“周邊為主”占51%，在≤2 cm組惡性結(jié)節(jié)中，“周邊少許或無血流”占23.3%（7/30），而在＞2 cm組惡性結(jié)節(jié)中不存在“周邊少許或無血流”。

在≤2 cm組惡性結(jié)節(jié)中，73.3%（22/30）結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)存在局限性血流豐富，而在＞2 cm組惡性結(jié)節(jié)中，56.5%（13/23）結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)不存在局限性血流豐富。在甲狀腺惡性結(jié)節(jié)中，小結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)血流豐富出現(xiàn)的比例更高。

2.4 3D-PDA對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷價值

甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)在血管走行是否規(guī)則、空間分布是否對稱、結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富和周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義。良性病灶多血管走行規(guī)則，空間分布對稱，結(jié)節(jié)內(nèi)及周邊實質(zhì)不存在局限性血流豐富（圖1）；惡性病灶多走行不規(guī)則，空間分布不對稱，結(jié)節(jié)內(nèi)及周邊實質(zhì)存在局限性血流豐富（圖2）。以上4個方面診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準確率見表3。其中血管走行不規(guī)則和結(jié)節(jié)內(nèi)局限性血流豐富特異度最高，血管走行不規(guī)則準確率最高。聯(lián)合各項征象，可以提高3D-PDA診斷的靈敏度及準確率。利用Kappa分析2位醫(yī)師對甲狀腺病變3D-PDA的診斷一致性，κ值為0.80。

表 2　≤2 cm及＞2 cm組甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的3D-PDA聲像圖特征比較Tab.2 Comparison of the 3D-PDA characteristics of malignant thyroid nodules between ≤2 cm and ＞2 cm groups

圖 1　3D-PDA：血管走行規(guī)則、分布對稱Fig.1 3D-PDA:the vessels are regular and symmetry Surgery pathology:Nodular goiter

圖 2　3D-PDA：血管走行不規(guī)則、分布不對稱Fig.2 3D-PDA:the vessels are irregular and asymmetry Surgery pathology:Papillary thyroid carcinoma

表 3　3D-PDA診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的價值Tab.3 Diagnostic values of 3D-PDA for thyroid nodules

3 討 論

1961年，Baum等［3］闡述了三維超聲成像概念，其基本成像原理是通過掃描獲取帶有空間位置信息的一系列二維超聲圖像，然后進行三維重建與顯示。近20年，由于電子科技技術(shù)及圖像處理技術(shù)的發(fā)展，三維超聲在臨床得到廣泛應(yīng)用，包括婦科、產(chǎn)科、心臟、肝臟和前列腺等［4-8］。3D-PDA是在能量多普勒基礎(chǔ)上應(yīng)用血管三維重建方法對感興趣的血管進行立體成像，將超聲成像原理與三維技術(shù)融合。在檢測血管方面具有如下優(yōu)勢：具有能量多普勒的優(yōu)點，其顯示血流連續(xù)性好，不受血流速度、血管方位和聲束探測角度的影響，無混疊現(xiàn)像，顯示信號動態(tài)范圍廣，能檢測到小血管及低速血流信號［9］。具有三維超聲的優(yōu)勢，可以更直觀全面地顯示甲狀腺其內(nèi)及周邊的血管樹或血管網(wǎng)，達到與血管造影技術(shù)相似的效果，其無創(chuàng)、簡單易行［10］。3D-PDA在甲狀腺的應(yīng)用目前國外文獻尚不多見。

目前3D-PDA對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)血管密度及模式的研究結(jié)論并不一致。有研究從病理上證實甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的微血管密度高于良性結(jié)節(jié)［11］，但多數(shù)研究顯示甲狀腺惡性結(jié)節(jié)以中心血流常見，良性結(jié)節(jié)多為周邊血流［12-14］。而Moon等［15］研究發(fā)現(xiàn)，良性結(jié)節(jié)以中心血流常見，惡性結(jié)節(jié)無血流更常見。本研究顯示，應(yīng)用3D-PDA顯示甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)血供特點，均為周邊為主多見，在血流分布和血管數(shù)量上差異無統(tǒng)計學(xué)意義。但是在血管的空間分布、血管走行、結(jié)節(jié)內(nèi)是否存在局限性血流豐富和周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富上差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

甲狀腺結(jié)節(jié)形成時，正常的血管結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。有研究表明，血管生成是甲狀腺結(jié)節(jié)形成、生長的重要調(diào)控環(huán)節(jié)，甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的血管生成均較正常甲狀腺增多［16］。與良性病變相比較，惡性病變新生血管內(nèi)皮細胞分化差，細胞間連接松散，出現(xiàn)裂隙，甚至血管末端開放，直接與腫瘤細胞相連接，新生血管壁較薄，基底膜不完整，平滑肌缺乏以及缺少神經(jīng)支配，形態(tài)不規(guī)則，粗細不一。甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的血管解剖和空間分布存在差異。3D-PDA可以更完美地顯示血管空間分布及形態(tài)特征。

在江泉等［17］報道三維能量多普勒超聲的研究中，良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)具有各自特點。惡性結(jié)節(jié)血管內(nèi)徑明顯增粗，粗細不一，扭曲無序的分布狀態(tài)占73.3%。良性結(jié)節(jié)中囊性或囊實混合性病變血管在外周分布；而實性結(jié)節(jié)血管內(nèi)徑細小，均勻一致，由外及內(nèi)規(guī)律分布，共占87.2%（P＜0.05）。

惡性結(jié)節(jié)由于生長異質(zhì)性的需要，結(jié)節(jié)內(nèi)部血管分布不均勻，局部豐富與局部缺乏并存。Sehgal等［18］根據(jù)血管立體構(gòu)筑及分布特點，將乳腺腫瘤血管分為3個區(qū)域：① 腫瘤中心帶，血管稀少，很少有分支或吻合支，存在大片無血管區(qū)，認為中心帶與腫瘤壞死有關(guān)；② 腫瘤外帶，血管密集，竇狀擴張，相互吻合呈袢，提示外帶是腫瘤細胞生長旺盛區(qū)；③ 腫瘤周圍組織帶，血管粗大迂曲，血管極度擴張，相互融合呈片狀、胚竇樣。同乳腺癌一樣，甲狀腺癌同樣存在邊緣較中心血管增多、腫瘤周圍存在迂曲不規(guī)則血管的現(xiàn)象。

根據(jù)AJCC第7版甲狀腺癌TNM分期［19］，最大徑≤2 cm的局限于甲狀腺內(nèi)的腫瘤分為T1期，腫瘤分期與手術(shù)方式的選擇、手術(shù)后的治療及預(yù)后均相關(guān)。因此將惡性結(jié)節(jié)分為≤2 cm組與＞2 cm組進一步分析其3D-PDA聲像圖特征。惡性結(jié)節(jié)中≤2 cm組與＞2 cm組結(jié)節(jié)在血流分布和結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)是否存在局限性血流豐富上差異有統(tǒng)計學(xué)意義?！? cm組結(jié)節(jié)中有7個為周邊少許或無血流，而＞2 cm組中不存在周邊少許或無血流，說明小結(jié)節(jié)中少血流更為常見。在≤2 cm組中，73.3%（22/30）觀察到結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)血流豐富，而在＞2 cm組中為43.5%（10/23）。對于較小的甲狀腺惡性結(jié)節(jié)（≤2 cm），結(jié)節(jié)周邊實質(zhì)出現(xiàn)局限性血流豐富更常見，推測原因可能是小的惡性結(jié)節(jié)更加依靠周圍血供，周圍血供的改變可能早于結(jié)節(jié)內(nèi)部血供改變，周圍血供的改變對于診斷惡性腫瘤有一定的意義，但尚需要進一步的研究證實。

3D-PDA以空間分布不對稱、血管走行不規(guī)則、結(jié)節(jié)內(nèi)局限性血流豐富和周邊實質(zhì)局限性血流豐富這四項診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)，特異度均較高，但靈敏度不高，因此聯(lián)合各項征象可以提高診斷的靈敏度及準確率。

三維超聲仍存在一定的局限性，如在三維重建過程中不可避免的信息丟失，在數(shù)據(jù)采集過程中患者的不自主活動、頸動脈搏動會導(dǎo)致三維偽像的產(chǎn)生等［20］。且由于三維定量超聲為非實時顯像，需要在檢查結(jié)束后花費時間進行后處理。本研究由于樣本量有限，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的病理類型多為甲狀腺乳頭狀癌，良性結(jié)節(jié)多為結(jié)節(jié)性甲狀腺腫，其他病理類型病例少，尚有待于擴大樣本量進一步證實。

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《中國癌癥雜志》2016年征訂啟事

《中國癌癥雜志》是由國家教育部主管、復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院主辦的全國性腫瘤學(xué)術(shù)期刊，讀者對象為從事腫瘤基礎(chǔ)、臨床防治研究的中高級工作者。主要報道：國內(nèi)外研究前沿的快速報道、專家述評、腫瘤臨床研究、基礎(chǔ)研究、文獻綜述、學(xué)術(shù)討論、臨床病理討論、病例報道、講座和簡訊等?！吨袊┌Y雜志》已入選中文核心期刊、中國科技核心期刊及全國腫瘤類核心期刊，并為中國科技論文統(tǒng)計源期刊，先后被“中國期刊網(wǎng)”、“萬方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”和“解放軍醫(yī)學(xué)圖書館數(shù)據(jù)庫（CMCC）”等收錄。

《中國癌癥雜志》為月刊，大16開，80頁銅版紙（隨文彩圖），每月30日出版，單價15元，全年180元。國際標準連續(xù)出版物號1007-3639，國內(nèi)統(tǒng)一連續(xù)出版物號CN 31-1727/R，郵發(fā)代號4-575。

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收稿日期：（2015-11-09 修回日期：2015-12-26）

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基金項目：國家自然科學(xué)基金（81171354）；國家自然科學(xué)基金（81301268）；國家國際科技合作專項項目（2015DFA30440）；北京市科技新星計劃（Z131107000413063）。

中圖分類號：R730.41

文獻標志碼：A

文章編號：1007-3639（2016）01-0060-07

DOI:10.3969/j.issn.1007-3969.2016.01.010