二、超声弹性成像在甲状腺局灶性病变中的应用
超声探头在组织外表面施加一个按压外力,组织受力会产生形变。组织硬度较大时,形变量比较小;组织较软时,则形变量比较大。通过测量甲状腺结节对外部按压力的响应来确定其硬度大小。弹性成像是借图像色彩来反映组织软硬度,能生动地显示和定位病变。判定标准主要包括:①弹性评分法(图3-12):不同研究对弹性图评分标准、模式不同,评分有4、5、6分法,部分学者提出了7分法甚至8分法并应用于临床。而目前大多数采取罗葆明等改良评分5分法,即1 分表示病灶整体或大部分呈绿色;2 分表示病灶中心蓝色,周边绿色;3 分表示蓝色和绿色在病灶中所占比例接近;4 分表示病灶整体为蓝色或内部伴有少许绿色;5 分表示病灶及周边组织均呈蓝色,内部基本无绿色。一般认为≤3 分为良性,≥4 分为恶性。②应变率比值法(SR)(图3-13):有研究认为良性判断标准为该比值﹤3.3,比值≥3.3则为恶性。病变组织与正常组织的应变率之比,通常取病变同一水平、相同大小的腺体组织做对比。Sun等对 5481个甲状腺结节进行Meta 分析,其中包括4468例患者通过弹性评分,983例患者1063个结节通过应变率比值法检测。弹性评分评估甲状腺结节良恶性的敏感度、特异度分别为 0.79、0.77,而应变率比值的敏感度及特异度则为0.85、0.80,弹性评分和应变率比值的AUC分别为0.8941、0.9285,可见应变率比值法要优于弹性评分法。
嘱患者平稳呼吸,避免吞咽动作,调节弹性成像取样框,一般应大于病灶范围的2~3倍,对于较大结节放大取样框与屏幕等宽,使病灶的2/3置于取样框内,尽量避开颈部血管及气管。手持探头垂直于肿块最大纵切面并做轻微的上下加压振动,频率为2秒左右,“弹簧”图标显示3个以上弹簧圈或者压力指数维持在3~4且持续5秒以上者为宜。稳定的弹性图像标准为:甲状腺浅层结缔组织及被膜显示为连续的带状红色,颈部浅层肌肉显示为均匀一致的蓝色;甲状腺组织显示为绿色,内部散在少许点状红色及黄色。
VTI评判标准主要包括硬度分级法(图3-14)及面积比值法(图3-15)两种。
(1)VTI弹性成像分级标准如下:①Ⅰ级:病灶区全白或见少许点状黑色;②Ⅱ级:病灶区大部分为白色,小部分为黑色;③Ⅲ级:病灶区黑色白色比例相当;④Ⅳ级:病灶区大部分为黑色,少部分为白色;⑤Ⅴ级:病灶区几乎全为黑色并见少量白色;⑥Ⅵ级:病灶区为全黑。以VTI≥Ⅳ级作为良恶性结节诊断截值,其诊断灵敏度、特异度及准确率最高,分别为79.4%、96.8%、88.0%。
(2)面积比值法是指分别测量VTI图像及二维灰阶图像面积,获得两者的面积比值。陈琪等将甲状腺病灶最长径(L)分成 3 组:L≤1cm组、1cm﹤L≤2cm组和L﹥2cm,采用面积比值法对3组结节的面积比值分别以1.32、1.11和1.09为诊断临界值,比较硬度分级法及面积比值法对不同大小甲状腺结节定性诊断的效能,3组结节的两种方法ROC曲线下面积分别为0.908/0.937、0.910/0.851、0.895/0.727,即说明VTI硬度分级法和面积比值法在甲状腺良、恶性结节鉴别方面均具有较高的诊断价值,而在较大的结节中(即L﹥2cm组)硬度分级法的诊断效能高于面积比值法。
(1)患者呼吸和邻近血管搏动会影响该技术的诊断效果:在操作中应尽量减少这些客观因素的干扰,要求患者配合呼吸、减少吞咽等。
(2)VTI图像在最大纵切面进行硬度评分和病灶边缘勾画时,有经验依赖性,可根据情况进行病灶边缘勾勒带的微调,尽量统一评价标准有助于提高VTI成像技术诊断的客观性。
(3)李泉水等病理对照中发现:甲状腺结节不同位置(如前缘及上下缘)的恶性结节的VTI弹性成像不能真实地反映出甲状腺癌的硬度,诊断必须结合二维超声及彩色多普勒,这可能与结节靠近包膜,弹性成像缺乏与正常的甲状腺组织做对比等因素有关。总之,VTI技术应用于甲状腺病灶的良恶性鉴别诊断中应统筹观察、系统评估。
单点剪切波速度测量(pSWE)的代表技术为VTQ,其原理是利用聚焦超声波束在感兴趣区域组织内产生横向剪切波,采集组织内剪切波信号,通过获得的低频剪切波的传播速度,进行组织弹性模量的估计(图3-16)。Calvete等应用VTQ技术对157个甲状腺结节(129个良性和28个恶性)进行分析,结果显示:良性甲状腺结节的平均SWV为(1.70±0.55)m/s,恶性结节则为(3.39±1.15)m/s。以SWV 2.50 m/s为诊断截值时鉴别甲状腺良恶性结节的敏感度可达85.7%。这与国内外文献相关报道基本一致,灵敏度为84%~90%,特异度为85%~95%。
采集图像过程中,应嘱患者屏住呼吸,纵切面感兴趣区放置于结节中央,避开钙化及液化区域,在病灶同一部位保持探头位置、方向及深度不变,将探头轻置于甲状腺表面,多次测量SWV,可获得平均值。SWV值越大表示病灶越硬,越小表示病灶越软,当组织过硬或过软时,超出仪器的测量范围,系统将出现“x.xx m/s”,当常规超声显示为实性结节时,SWV值可用9m/s代替。研究结节多发、位于峡部、后方回声有衰减、有钙化、贴近气管等因素可影响甲状腺癌(PTC)的SWV值。单纯依赖VTQ技术鉴别诊断甲状腺肿瘤良恶性仍有局限性。
在传统的VTI和VTQ基础上发展起来了VTIQ 剪切波弹性成像技术,可对肿块同时进行定性和定量分析。多位学者应用VTIQ在甲状腺结节良、恶性鉴别研究中均显示出较高的价值,其诊断截值为2.53~2.90m/s(图3-17)。吴松年等认为结节的大小影响SWV值,其利用VTIQ技术评价三组不同大小的TI-RADS 4类结节良恶性的诊断效能,三组结节诊断界值分别为2.44m/s、2.44m/s、2.49m/s,此时其诊断敏感性分别为79.0%、76.0%、88.6%,特异性分别为88.6%、89.5%、93.7%,准确性分别为83.5%、81.8%、90.1%。
硬度仅为结节的生物特性之一,当结节合并弥漫性甲状腺疾病,或者当少数甲状腺乳头状癌纤维、砂粒体等硬的间质成分偏少而包含较多质软的脂肪成分,而当部分良性结节纤维组织较多等情况时,可明显影响结节SWV值,使得硬度上与良、恶性结节存在重叠。因此,还需结合其他生物特性形成的超声征象联合诊断。
Zhang等进行了SWE在甲状腺良恶性结节诊断效能的Meta分析,结果显示,Emean诊断恶性甲状腺结节的灵敏度、特异度、阳性似然比、阴性似然比分别为0.84、0.90、7.39、0.20,表明SSI技术在甲状腺结节评价方面具有高敏感性和特异性,可能会减少不必要的细针穿刺活检(图3-18)。另外,Azizi等选取676例(共707处甲状腺结节)进行研究,以Emax 3.54m/s作为预测甲状腺癌的理想分界点时,灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为79.27%、71.52%、26.75%和96.34%,表明Emax为3.54m/s时具有良好的诊断效能。显然,目前选取Emax还是Emean作为诊断参考值,以及诊断截值的大小国内外仍没有统一标准。
受检者取平卧位,行二维超声检查确定病灶,尽量将病灶放于图像中央,探头轻放于甲状腺表面,嘱患者屏气,最大纵切面时启用SWE模式,感兴趣区(ROI)覆盖大于病灶的2~3倍,静置图像稳定后冻结,再选Q-Box键系统自动算出病灶的杨氏模量值(Emax、Emin及Emean等,单位 kPa),图像成功判定:进行实时剪切波弹性成像操作时,涂抹适当的耦合剂,探头轻放于体表病灶区,尽量不施压,静置图像不宜低于3秒。以颜色充满取样框90%以上,且颜色均匀一致为成功。测试区域内颜色充填不足、无颜色、出现大量杂色为不成功。另外,甲状腺位置较表浅,易受周围血管搏动及呼吸的影响,在研究时发现,检测时嘱患者屏气,避开周围颈动脉搏动测量,可使图像较稳定,减少无效测量次数。SSI成像中如果良性结节中有钙化或纤维化,导致结节硬度增高,杨氏模量值也相对增高,常出现假阳性结果。恶性结节伴发出血、坏死等发生时,硬度会降低,这时有可能会出现假阴性结果。甲状腺结节的位置、取样框的深度、受检者的呼吸、心跳均可影响弹性值的结果,甲状腺病灶性质仅依靠E值进行评价,准确性受限。