应变力与剪切波弹性成像诊断甲状腺结节的价值比较

高 琼 席雪华 汤珈嘉 王琳萍 高璐滢 赖兴建 张 波 姜玉新

甲状腺结节在临床很常见，利用高分辨率超声在成人中的检出率可达68%[1]。在1974～2013年间，美国甲状腺癌的总发生率每年增长3%，同时与该疾病相关的病死率也有所增加[2]。准确鉴别甲状腺良恶性结节既能让患者及时得到治疗，也能减少不必要的检查。目前诊断甲状腺结节的影像学方法首选超声，但良恶性结节声像图表现有相似之处，仅靠常规超声鉴别仍有困难。超声引导下细针穿刺活检(fine needle aspiration biopsy，FNAB) 虽然是术前评估甲状腺结节敏感度、特异性最高的方法，能得到病理诊断，但其有创，同时诊断结果准确性受取材、操作者经验等多种因素影响。

Ophir等[3]在1991年首次提出超声弹性成像，利用向组织施加外部或内部压力从而产生应变、位移或速度的改变，通过信号和图像处理技术直接或间接地反映组织的硬度特征，从而帮助诊断良恶性病变。近年来弹性成像技术进步飞快，目前已成为鉴别甲状腺良恶性结节的新颖手段。研究认为弹性成像是鉴别甲状腺良恶性结节的有效方法，但部分研究发现其效果不佳[4～8]。弹性成像分类较多，临床中常用的有应变力(strain elastography, SE)及剪切波弹性成像(shear-wave elastography,SWE)，哪种方式诊断价值更高也并无定论[9]。因此，本研究选取两种弹性成像SE及SWE，比较两者单独及联合常规超声诊断甲状腺良恶性结节的价值。

对象与方法

1.研究对象：连续性纳入2017年10月～2018年9月北京协和医院欲行甲状腺切除手术的85例患者133个结节，术前1天行常规超声、SE及SWE检查，均以病理结果作为金标准。纳入标准：①患者年龄>18岁(均符合)；②图像质量良好，不影响弹性评分及弹性测量(SWE图像质量不佳，排除6个结节)；③结节有准确病理结果(患者仅进行侧叶切除，排除6个结节；结节与病理结果不能准确对应，排除5个结节)，最终纳入75例患者116个结节(良性/恶性：34/82)。本研究经北京协和医院医学伦理学委员会批准，获得所有患者知情同意。

2.仪器：常规超声和SE采用 Phillip IU22 超声诊断仪，L12-5线阵探头，配备实时应变力弹性成像软件；SWE采用法国声科 AixPlorer 超声诊断仪，L4-15 线阵探头，配备实时剪切波弹性软件。

3.方法：(1)操作方法：患者取仰卧位，充分暴露颈部，先行常规超声检查，记录结节最大径、成分、回声、形态、边缘及强回声灶，定位结节具体位置且固定，启用实时弹性成像模式，探头放置于结节处，不加压，嘱患者屏气，静置3～5s待图像稳定后，冻结图像。所有患者均由同一名经过培训的超声医生完成。(2)常规超声：根据2017年版ACR-甲状腺影像报告和数据系统(Thyroid Imaging Reporting and Data System，TI-RADS)提出的评分标准计算总分，0分为TR1良性，2分为TR2非可疑恶性，3分为TR3轻度可疑恶性，4～6分为TR4中度可疑恶性，≥7分为TR5高度可疑恶性[10]。本研究以TR5作为恶性，TR1～4作为良性。(3)SE：根据图像中结节的颜色采用改良5分法评分，整体为绿色计1分；中心呈蓝色，周边为绿色计2分；绿色和蓝色各占一半计3分；整体为蓝色计4分；结节及周边组织均为蓝色计5分[11]。以1～3分作为良性，4～5分作为恶性。(4)SWE：用仪器配备Q-BOX功能测量结节的杨氏模量值，取样框直径2mm，取Emean值，对同一结节重复定位并测量3次，取平均值。(5)常规超声联合弹性成像时，若弹性成像诊断为恶性，该结节TI-RADS分级上升一级，最终分级为TR5的结节诊断为恶性，其余均诊断为良性。

结 果

1.一般资料：根据纳入及排除标准，最终纳入75例(女性/男性为25/50)，共116个结节，其中良性结节34个(结节性甲状腺肿28个，腺瘤2个，结节性甲状腺肿伴腺瘤样增生3个，上皮样细胞结节1个)，恶性结节82个(甲状腺乳头状癌81个，甲状腺髓样癌1个)。患者年龄19～73岁，平均年龄为46.70±11.02岁。良恶性组间性别、年龄和结节最大径比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.常规超声、SE及SWE诊断效能：SE改良5分法和SWE Emean值在判断结节良恶性上差异有统计学意义(P<0.05)，Emean的最佳诊断阈值为30.89kPa，≤30.89kPa诊断为良性，>30.89kPa诊断为恶性(表1)。常规超声、SE及SWE诊断甲状腺结节的敏感度、特异性、阳性预测值、阴性预测值及准确度分别为86.59%、88.24%、94.67%、73.17%、87.07%；87.80%、61.76%、84.71%、67.74%、80.17%；54.88%、76.47%、84.91%、41.27%、61.21%。SE诊断敏感度显著高于SWE(P=0.000)，AUC(P=0.203)及准确度高于SWE，特异性稍低于SWE(P=0.359，表2，图1A)。

表1 75例患者的116个结节超声特征[n(%)]

*ACR版TI-RADS规定结节的每种强回声灶均记录并分别评分

3.弹性成像与常规超声联合诊断效能比较：联合SE后,常规超声的敏感度显著提高(86.59% vs 96.34%，P=0.000)，特异性及AUC显著下降(88.24% vs 44.12%，P=0.003；0.874 vs 0.761，P=0.010)。联合SWE后，常规超声敏感度提高(86.59% vs 91.46%，P=0.133)，特异性及AUC下降(88.24% vs 73.53%，P=0.074；0.874 vs 0.825，P=0.137)，差异均无统计学意义(表2，图1B，图2)。

讨 论

超声是诊断甲状腺结节的首选影像学手段。根据本研究结果，依据不同甲状腺结节超声指南，常规超声的诊断准确度为80.9%～87.8%，本研究中常规超声准确度达87.07%[12]。但是良恶性结节的超声征象有部分重叠，同时不同的医生对声像图的判断有差异，常规超声对于部分甲状腺结节的鉴别仍有困难。欧洲医学和生物学超声学会联合会(EFSUMB)的指南和建议指出SE和SWE是常规超声的一种附加工具，用于指导先前在FNA活检中诊断为良性病变的随访。研究也证实弹性成像是鉴别甲状腺良恶性结节的有效方法[4～6]。本研究中两种弹性成像方式对于鉴别甲状腺结节良恶性都有一定价值，其中SE敏感度较高，SWE特异性较高。

SE通过视觉评分方法和半定量的应变率来评估局灶性病变。最常用的是评分法,2007年首次报道用于甲状腺结节,但由于原5分法不能包含所有的超声弹性成像表现[4]。罗葆明等[11]在5分法的基础上进行了改良，即本研究所用的改良5分法，且其研究表明该方法更简便、准确。以3分为最佳诊断阈值，其诊断甲状腺结节的敏感度为80.5%～97.0%、特异性为88.2%～100%，其中特异性明显高于本研究[4，5]。SWE是利用剪切波在不同组织中的传播速度不同而成像，传播速度与杨氏模量有关，杨氏模量越大，硬度越大，可实现定量分析甲状腺结节硬度。研究报道SWE诊断甲状腺恶性结节的敏感度和特异性分别达到84%、90%，因其较高的特异性能减少不必要的细针穿刺活检[13]。

表2 超声弹性成像单独及联合常规超声对甲状腺结节的诊断价值

CU.常规超声;SE.应变力弹性成像;SWE.剪切波弹性成像;AUC.受试者工作特征曲线下面积;与SE比较，#P<0.05；与CU比较，*P<0.05

图1 弹性成像单独及联合常规超声对甲状腺结节诊断价值比较A.SE及SWE诊断甲状腺恶性结节的ROC曲线；B.常规超声及其联合SE、SWE诊断甲状腺恶性结节的ROC曲线

图2 甲状腺结节的弹性成像及常规超声声像图患者，男性，36岁。右叶中部实性结节，TI-RADS分级为R5，结节x手术病理为甲状腺乳头状癌；A.常规超声图纵切面；B.常规超声横切面；C.应变力弹性图像，评分5分；D.剪切波弹性图像，测量Emean值为14.8kPa

关于SE和SWE哪种方法诊断效能更好一些的问题，一项纳入56项研究的Meta分析中，SE的敏感度、特异性、AUC (83.0%、81.2%、0.885)均高于SWE(78.7%、80.5%、0.842)[6]。另一项Meta分析中SE对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断比SWE更为准确，两者的敏感度基本相当，但特异性、AUC比较差异有统计学意义(P<0.05)[14]。本研究中SE的敏感度、阴性预测值、准确度及AUC均高于SWE，并且SE操作简便，能实现实时评估，可较快得到诊断结果。然而评分法只能实现定性诊断，并不能获得准确的数值评价结节硬度，SWE通过测量结节的杨氏模量，量化结节硬度，可以通过比较数值来判断良恶性。

受结节直径、成分、周围组织以及观察者差异等影响，弹性成像在不同的研究中诊断效率也有差异，并且目前对于弹性成像的标准操作方案并没有统一的诊断标准，所以弹性成像应用于甲状腺结节仍然很有争议。本研究中仅SE的敏感度稍高于常规超声，SWE及SE的特异性及准确度均低于常规超声。Seong等[7]提出对于无明确二维超声恶性征象的甲状腺结节，SE诊断敏感度、特异性、准确度分别是50.0%、57.2%、56.3%，诊断效果并不佳。与弹性成像比较，常规超声单独评估甲状腺结节的效果似乎更胜一筹。

造成弹性成像达不到高准确率的原因是多方面的。本研究中SE诊断的结节中，假阴性共有10个结节，其中8个评分为3分，评分法具有一定的主观性，3分与4分之间并无明显的差距；假阳性的结节共有13个，其中11个为低回声的实性结节，常规超声也诊断为恶性，部分良恶性结节超声特征具有重叠，准确区别仍有一定难度。SWE假阴性共有37个，其中23个最大直径<1cm，病灶较小容易受周围组织或血管搏动影响，而导致评分及测值不准，从而影响最终的判断，另有2个结节的Emean值接近于cut-off值；假阳性共有8个，其中1个为微小癌，2个结节有钙化，钙化会增加结节硬度，2个结节最大径分别为3.09cm、4.80cm，有研究者认为肿块较大时内部易出现钙化、囊变、纤维化等，且形态不规则，应变不均匀，容易出现假阳性。除了本研究提出的结节直径、钙化、结节本身特征及操作者的因素，Cappelli等[15]提出慢性淋巴细胞性甲状腺炎如果有显著的淋巴细胞浸润和纤维增生会导致良性结节的弹性评分偏高。除此之外，囊实性结节由于受到囊内液体影响，张力增大，硬度也随之增加[16]。

本研究中常规超声联合弹性成像后，敏感度提高至96.34%，提高了常规超声检出患者的能力，减少了误诊，但同时也降低了特异性和准确度，这样会增加患者心理负担及不必要的穿刺活检检查。由此可见，弹性成像的辅助诊断价值也是有限的。

本研究也存在一定的局限性，首先82个恶性结节中81个为乳头状癌，而乳头癌细胞大部分呈乳头状生长，纤维间质较多，且存在砂粒体结构，结节整体硬度较硬。但甲状腺髓样癌、滤泡癌纤维间质较少，质地较软，病理类型也是影响诊断效果的因素。其次，纳入研究的均是住院患者，存在选择偏倚。

综上所述，SE和SWE判断甲状腺结节性质均有一定价值，SE诊断甲状腺结节敏感度、准确性高于SWE，而SWE的特异性高于SE。但两者单独诊断甲状腺结节价值有限，常规超声联合弹性成像能够提高诊断敏感度。