超声新技术诊断甲状腺癌的应用进展

闫　娜(综述)，王伟娟 ,庄　磊※

(1. 新疆医科大学研究生院，乌鲁木齐 830000； 2. 兰州军区乌鲁木齐总医院超声科，乌鲁木齐 830000)



超声新技术诊断甲状腺癌的应用进展

闫娜1△(综述)，王伟娟2,庄磊2※

(1. 新疆医科大学研究生院，乌鲁木齐 830000； 2. 兰州军区乌鲁木齐总医院超声科，乌鲁木齐 830000)

摘要：甲状腺结节的检出率不断攀升，但结节的良恶性鉴别仍是影像诊断的难点。B型和多普勒超声检查作为甲状腺首选的影像学检查方法，对甲状腺病变的诊断具有高度敏感性，在临床上得到了广泛应用和认可，但在鉴别甲状腺良恶性结节方面特异性不高。三维超声、超声弹性成像和超声造影等新技术的迅猛发展，大幅度提高了诊断甲状腺癌的特异性。

关键词：甲状腺癌；三维超声成像；超声弹性成像；超声造影成像

甲状腺结节是含有恶性或良性甲状腺细胞异常生长的结果，良性结节以结节性甲状腺肿多见，多因长期的增生、复旧使甲状腺组织中滤泡肿大，滤泡腔充满胶质，形成增生结节。甲状腺乳头状癌是甲状腺癌中最常见的类型，甲状腺乳头状癌由柱状上皮乳头状突起组成，主要来源于滤泡上皮异型增生，内可见沙粒样钙化及囊性变。在甲状腺结节中，恶性肿瘤仅占4%～6%[1]，甲状腺结节的临床管理主要是排除恶性病变，目前在临床中对甲状腺恶性肿瘤的诊断仍然是一个重要挑战。细针穿刺活检是一种微创手术，对甲状腺癌的诊断是一个有效的方法，具有高达93%的灵敏度[2]。然而，细针穿刺活检对细胞学家的诊断经验及能力要求较高，以及为了获得满意的结果可能需要重复穿刺活检，因此限制了这一方法的广泛使用。超声检查是诊断甲状腺癌的主要方法之一，近年来随着三维超声、超声造影和弹性成像等新技术的应用，超声检查在甲状腺癌诊断中显示出越来越显著的优势。现就超声新技术在鉴别诊断甲状腺良恶性结节方面的临床应用价值及局限性进行综述。

1传统超声对甲状腺癌的诊断

B型超声和多普勒超声是诊断甲状腺结节的首选检查方法，因为它是一种非侵入性、低成本、精确可重复的检查，在临床得到了广泛的应用。对于经验丰富的医师超声有很高的敏感性，根据结节的可疑特征：低回声、钙化、无周边晕环、内部丰富的血流信号、形态不规则及纵横比>1的生长模式，进而辨别出恶性甲状腺结节，尤其是当这些特性同时出现在一个给定的甲状腺病变中，常规超声诊断的敏感性很高；但很多良性甲状腺结节中同时也会出现一种或多种恶性病变的特征，甲状腺结节误诊率就会增加，令传统超声检查对甲状腺癌的诊断缺乏特异性[3]。

2三维超声对甲状腺癌的诊断

三维超声成像技术通过获取和存储体积参数并进行重组显示病变的立体三维图像，可对各个断层截面进行重建，能立体展现各组织结构的解剖特征和空间关系。Fernandez等[4]利用彩色能量技术进行血管三维重建，显示血管三维形态、空间分布与走行、肿瘤与血管的空间位置关系等，有助于对良恶性肿瘤进行鉴别。Jang等[5]对15例恶性结节及63例良性结节进行二维和三维图像的独立分析研究，结果表明，对甲状腺恶性肿瘤的诊断三维超声成像比二维超声具有更高的敏感性，三维超声下所测受试者工作特征曲线(the receiver-operating characteristic curve，ROC曲线)下面积值均大于二维超声。

三维超声可清晰显示甲状腺结节的边界是否规则、是否存在毛刺、是否对周围组织造成浸润、血流的空间走行分布，已被证实是一项有效的实用技术。相比二维超声成像，三维超声成像的主要缺陷是成像质量较差[6]。未来可运用三维超声的薄层光滑表面绘制技术对评价甲状腺结节边缘提供更详尽的信息[7]。

3超声弹性成像技术对甲状腺癌的诊断

据报道，甲状腺恶性肿瘤的硬度是正常组织10倍以上[8]。触诊是临床诊断甲状腺病变的基本方法，然而触诊具有一定的主观性，很容易受结节大小、位置以及检查者经验的影响。实时超声弹性成像，被称为“电子触诊”，是无创获取组织硬度信息的一项新技术。

目前用来评价正常组织和甲状腺病变的硬度主要有以下3种技术[9]:①超声弹性成像；②声辐射力脉冲弹性成像；③剪切波弹性成像。

3.1超声弹性成像超声弹性成像的基本原理是对待检组织施加一个内部或者外部的动态或静态的激励，根据弹性力学、生物力学等物理规律，被检组织将会产生一个响应，在位移、应变以及速度的分布上会产生一定差异。利用超声成像技术及数字信号、图像处理等方法，能够估测出组织内部的形变情况，从而间接或直接反映出组织内部的力学属性即弹性模量等方面的差别。

弹性成像的评价有两种通用标准：第一是弹性评分的定性评价，第二是应变率的定量评估。甲状腺结节弹性评分成像是以彩色编码代表不同组织的弹性大小[10]，结节按硬度大小被定义为0～4分。Ghajarzadeh等[3]对1180个甲状腺结节(817例良性、363例恶性)进行分析后得出：恶性肿瘤的弹性评分的分界值为2～3分，其平均灵敏度为86%，特异度为66.7%；Ning等[11]研究报道，应变率>4.2预测恶性肿瘤，灵敏度和特异度分别达 81%和83%。Sun等[12]对4468例总共5481个结节进行弹性评分的研究和983例1063个结节进行应变率的研究进行了Meta分析：弹性评分评价甲状腺结节良恶性的平均灵敏度和特异度分别为0.79和0.77，应变率评价甲状腺结节平均灵敏度和特异度分别0.85和0.80。证实了超声弹性成像对甲状腺结节的鉴别有较高的敏感性和特异性，是一项减少不必要的细针穿刺活检的实用技术。

但超声弹性成像鉴别甲状腺良恶性肿块方面也存在一定局限性。第一，它必须使用高端超声检查设备。第二，超声弹性成像不适用于较大钙化和囊性病变的结节。此外，当结节位置不合适(例如在峡部或下极)，由于压缩力分布不均匀，导致结果可靠性差[13]。第三，超声弹性成像检测甲状腺滤泡癌仍然是一个难题，极易误诊为良性结节。Sun等[12]的Meta分析中，共报道11例滤泡状癌中10例误诊为良性结节，其原因可能是滤泡癌质地柔软。因此大多数研究认为，超声弹性技术目前还不能作为替代灰阶超声来鉴别甲状腺结节性质，但可在一定程度上提高可疑甲状腺癌结节的诊断特异性[14 ]。

3.2声辐射力脉冲(acoustic radiation force impulse，ARFI)弹性成像ARFI的原理是利用调制的聚焦超声波束在生物弹性组织内短时间(262 ms)施压以产生横向声剪切波，然后用特定的电子系统采集组织内剪切波信号，获取感兴趣区域的剪切波的速度，进而估测病变组织的组织弹性模量变化，包括声触诊组织成像(virtual touch tissue image,VTI)和声触诊组织定量(virtual touch tissue quantification,VTQ)技术。ARFI检测到感兴趣区域内的组织位移，并以灰阶超声呈现出来，称为VTI，以白色和黑色反映组织的硬度，白色代表组织较软，黑色代表组织较硬，甲状腺结节的VTI图像根据灰度级别分为四级[15]。采用ARFI定量测量感兴趣区域内的剪切波速度(m/s)，称为VTQ，能定量反映组织的弹性特征[16]；剪切波速度值越高，反映该组织越硬、弹性越差[17]。Friedrich-Rust等[18]的研究表明，恶性结节的剪切波速明显高于良性病变，当区分良性和恶性甲状腺结节的声脉冲速度截断值为3.3 m/s，特异度为95%。在另一项研究中，当剪切波截断值定为2.55 m/s，鉴别甲状腺结节良恶性的灵敏度为83%、特异度为93%[19]。目前的研究集中在VTI分级、VTI成像下结节面积与B型超声下结节面积之间的比值(area ratios,AR)、剪切波速度(shear wave velocity,SWV)这三个指标来评估甲状腺结节的良恶性。Zhang等[20]对107例113个甲状腺结节进行常规超声及ARFI弹性成像分析。在病理证实的46(40.71%)个恶性结节(34例乳头状癌，滤泡型乳头状腺癌10，髓样癌2例)和67(59.29%)良性结节中(60腺瘤样增生结节，7例腺瘤)，VTI显示60例良性结节VTI分级均<Ⅲ级，44个恶性结节≥Ⅲ级，良恶性结节的VTI分级之间的差异有统计学意义(P<0.05)，灵敏度、特异度、准确度分别为95.65%、89.55%、92.04%；使用AR的ROC曲线截断值诊断恶性结节的灵敏度、特异度、准确度分别为91.30%、86.60%、88.50%。VTQ技术表明恶性结节的SWV明显高于良性结节的SWV(6.65 m/s比 2.34 m/s，P<0.001)，SWV最佳截断点为2.9 m/s。该研究表明VTI分级、AR比值和SWV在的甲状腺良恶性结节之间的差异有统计学意义(P<0.05)，这三种方法都有助于甲状腺癌的鉴别诊断。

3.3剪切波弹性成像剪切波弹性成像目前在临床还未得到广泛应用，但相关的研究成果还是令人鼓舞。剪切波弹性成像技术应用一种超快速成像技术来跟踪捕获病变组织的形变，以剪切波实时速度信息反映组织的硬度，以千帕为单位表示组织硬度(0～180 kPa)。彩色编码的图像上较硬区域显示红色，较软区域显示蓝色[21]。该技术优点：可独立应用，不再需要对组织进行压缩；可重复性好；有定量的参数指标；系统可自动计算出感兴趣区域的组织千帕值和弹性指数。在Kim等[22]的回顾性研究中，99个结节(21例乳头状甲状腺癌和78例良性病变)中，SWE平均弹性指数(Emean)，最大弹性指数(Emax)和最小弹性指数(Emin)在乳头状甲状腺癌显著高于良性结节(P<0.001)，对恶性肿瘤预测的灵敏度和特异度分别为最大弹性指数(65 kPa)：76.1%，64.1%；最小弹性指数(53 kPa)：61.9%，76.1%；平均弹性指数(62 kPa)：66.6%，71.6%。表明联合使用定量SWE和B超能大幅度提高甲状腺癌的诊断特异性。如果甲状腺结节过小或者结节内含巨大钙化或蛋壳样钙化，弹性指数测量的精度可能发生改变[23]。

尽管一些初步的数据表明，剪切波弹性成像在超声弹性成像中更为精确，但进一步的大样本研究很有必要[24]。研究表明，静态弹性不适用于鉴别部分甲状腺良、恶性结节，如结节性甲状腺肿或甲状腺炎，弥漫性甲状腺疾病等[25]。淋巴细胞浸润和纤维化等甲状腺结构的改变，都可能会导致甲状腺硬度的变化。弹性的估计会由于结节附近的组织硬区存在而改变[26]。这些都是弹性成像在甲状腺结节的诊断中的局限性。

3.4超声造影成像近几年，随着超声造影技术的迅速发展，通过血管内超声造影评价恶性肿瘤的血流灌注特征，被广泛应用于临床诊断及研究。超声造影在甲状腺肿瘤方面的临床应用尚处于探索阶段。Jiang等[27]对189例患者的213个甲状腺结节进行研究，患者术前均进行超声造影。根据病理分型，213个结节包括68例甲状腺乳头状癌，98例结节性甲状腺肿，和47例滤泡性腺瘤。根据超声造影时间-强度曲线，对峰值强度从10%～90%的达峰时间进行比较，结果显示，在结节性甲状腺肿和滤泡性腺瘤、甲状腺乳头状癌之间，上升时间和峰值时间差异无统计学意义，在峰值强度中差异有统计学意义。研究总结甲状腺良恶性结节的时间-强度曲线特点：甲状腺乳头状癌的时间-强度曲线主要特点是一个缓慢的信号增强，峰值低于周围正常甲状腺组织。结节性甲状腺肿时间-强度曲线主要表现出快速的信号增强，峰值与周围正常甲状腺组织相同。滤泡性腺瘤时间-强度曲线主要特征的快速信号增强，峰值比周围正常甲状腺组织高。

4结语

传统超声检查作为甲状腺癌诊断的基础，仍具有不可取代的地位，三维超声、超声弹性成像及超声造影作为新的鉴别诊断技术，能提高甲状腺癌诊断的准确性、敏感性、特异性，同时也可以减少不必要的细针穿刺活检，具有广阔的应用及发展前景，但是这些新的超声诊断技术都具有一定的局限性，还需要不断的探索和改进。随着三维超声、超声弹性成像及超声造影技术的应用及发展，超声新技术对临床医师诊断甲状腺癌会起到更好的指导作用，值得进一步研究拓展。

参考文献

[1]Hegedüs L,Bonnema SJ,Bennedbaek FN.Management of simple nodular goiter:current status and future perspectives[J].Endocr Rev,2003,24(1):102-132.

[2]Sinna EA,Ezzat N.Diagnostic accuracy of fine needle aspiration cytology in thyroid lesions[J].J Egypt Natl Canc Inst,2012,24(2):63-70.

[3]Ghajarzadeh M,Sodagari F Shakiba M.Diagnostic accuracy of sonoelastography in detecting malignant thyroid nodules:a systematic review and meta-analysis[J].AJR Am J Roentgenol,2014,202(4):W379-W389.

[4]Fernandez LJ,Aguilar A,Pardi S.Three-dimensional ultrasound in small parts:is it just a nice picture? [J].Ultrasound Q,2004,20(3):119-125.

[5]Jang M,Kim SM,Lyou CY,etal.Differentiating benign from malignant thyroid nodules:comparison of 2- and 3- dimensional sonography[J].J Ultrasound Med,2012,31(2):197-204.

[6]Nelson TR,Pretorius DH,Lev-Toaff A,etal.Feasibility of performing a virtual patient examination using three-dimensional ultrasonographic data acquired at remote locations[J].J Ultrasound Med,2001,20(9):941-952.

[7]Slapa RZ,Slowinska-Srzednicka J,Szopinski KT,etal.Gray-scale three-dimensional sonography of thyroid nodules:feasibility of the method and preliminary studies[J].Eur Radiol,2006,16(2):428-436.

[8]Asteria C,Giovanardi A,Pizzocaro A,etal.US-elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].Thyroid,2008,18(5):523-531.

[9]Carneiro-Pla D.Ultrasound elastography in the evaluation of thyroid nodules for thyroid cancer.Curr Opin Oncol,2013,25(1):1-5.

[10]Itoh A,Ueno E,Tohno E,etal.Breast disease:clinical application of US elastography for diagnosis[J].Radiology,2006,239(2):341-350.

[11]Ning CP,Jiang SQ,Zhang T,etal.The value of strain ratio in differential diagnosis of thyroid solid nodules[J].Eur J Radiol,2012,81(2):286-291.

[12]Sun J,Cai J,Wang X.Real-time ultrasound elastography for differentiation of benign and malignant thyroid nodules:a meta-analysis[J].J Ultrasound Med,2014,33(3):495-502.

[13]Azizi G,Keller J,Lewis M,etal.Performance of elastography for the evaluation of thyroid nodules:a prospective study[J].Thyroid,2013,23(6):734-740.

[14]Ragazzoni F,Deandrea M,Mormile A,etal.High diagnostic accuracy and interobserver reliability of real-time elastography in the evaluation of thyroid nodules[J].Ultrasound Med Biol,2012,38(7):1154-1162.

[15]Shuang-Ming T,Ping Z,Ying Q,etal.Usefulness of acoustic radiation force impulse imaging in the differential diagnosis of benign and malignant liver lesions[J].Acad Radiol,2011,18(7):810-815.

[16]Tozaki M,Saito M,Joo C,etal.Ultrasonographic tissue quantification of the breast using acoustic radiation force impulse technology:phantom study and clinical application[J].Jpn J Radiol,2011,29(8):598-603.

[17]Xu JM,Xu XH,Xu HX,etal.Conventional US,US elasticity imaging,and acoustic radiation force impulse imaging for prediction of malignancy in thyroid nodules[J].Radiology,2014,272(2):577-586.

[18]Friedrich-Rust M,Romenski O,Meyer G,etal.Acoustic Radiation Force Impulse-Imaging for the evaluation of the thyroid gland:a limited patient feasibility study[J].Ultrasonics,2012,52(1):69-74.

[19]Gu J,Du L,Bai M,etal.Preliminary study on the diagnostic value of acoustic radiation force impulse technology for differentiating between benign and malignant thyroid nodules[J].J Ultrasound Med,2012,31(5):763-771.

[20]Zhang FJ,Han RL,Zhao XM.The value of virtual touch tissue image (VTI) and virtual touch tissue quantification (VTQ) in the differential diagnosis of thyroid nodules[J].Eur J Radiol,2014,83(11):2033-2040.

[21]Bhatia KS,Tong CS,Cho CC,etal.Shear wave elastography of thyroid nodules in routine clinical practice:preliminary observations and utility for detecting malignancy[J].Eur Radiol,2012,22(11):2397-2406.

[22]Kim H,Kim JA,Son EJ,etal.Quantitative assessment of shear-wave ultrasound elastography in thyroid nodules:diagnostic performance for predicting malignancy[J].Eur Radiol,2013,23(9):2532-2537.

[23]Moon HJ,Sung JM,Kim EK,etal.Diagnostic performance of gray-scale US and elastography in solid thyroid nodules[J].Radiology,2012,262(3):1002-1013.

[24]Slapa RZ,Piwowonski A,Jakubowski WS,etal.Shear wave elastography may add a new dimension to ultrasound evaluation of thyroid nodules:case series with comparative evaluation[J].J Thyroid Res,2012,2012:657147.

[25]Rago T,Vitti P.Role of thyroid ultrasound in the diagnostic evaluation of thyroid nodules[J].Best Pract Res Clin Endocrinol Metab,2008,22(6):913-928.

[26]Magri F,Chytiris S,Capelli V,etal.Shear wave elastography in the diagnosis of thyroid nodules:feasibility in the case of coexistent chronic autoimmune Hashimoto′s thyroiditis[J].Clin Endocrinol (Oxf),2012,76(1):137-141.

[27]Jiang J,Huang L,Zhang H,etal.Contrast-enhanced sonography of thyroid nodules[J].J Clin Ultrasound,2015,43(3):153-156.

Progress of Diagnosis of Thyroid Cancer with New Techniques of UltrasonographyYANNa1,WANGWei-juan2,ZHUANGLei2.(1.GraduateSchoolofXinjiangMedicalCollege,Urumqi830000,China; 2.DepartmentofUltrasonography,UrumqiGeneralHospitalofLanzhouMilitaryCommand,Urumqi830000,China)

Abstract:Differential diagnosis of thyroid cancer from benign lesions is still a challenge to imaging doctors with the increasing incidence of thyroid nodules.Ultrasonography has become one of the important noninvasive diagnostic methods to evaluate patients with thyroid nodules with high sensitivity,though they lack specificity in differentiating benign from malignant nodules.With the rapid development of new technologies such as three-dimensional ultrasound,ultrasonic elastography and contrast-enhanced ultrasound,the diagnostic specificity of thyroid cancer has increased to a higher level.

Key words:Thyroid cancer； Three-dimensional sonography； Ultrasonic elastography； Contrast-enhanced ultrasound

收稿日期：2015-01-27修回日期： 2015-05-30编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.20.041

中图分类号：R730.41

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)20-3756-03