超声新技术诊断甲状腺结节的应用进展

王萱 芮忠颖 郑薇 谭建

天津医科大学总医院核医学科 300052

随着临床上疾病诊疗技术的发展以及人们自我健康意识的提高，近些年来，甲状腺结节的发病率逐步上升，发病人群大多数为青年及中年女性[1]，成人甲状腺结节的发病率为4%～8%，其中7%～15%会发展为甲状腺癌[2]。良性与恶性甲状腺结节的治疗方案和预后完全不同，为了提供给患者更加优化的治疗方案，结节的定性诊断非常重要。超声检查由于具有检查费用低、无创伤、重复性高和诊断快速的优点，目前仍是甲状腺结节影像学检查的首选方法。笔者针对超声特别是超声新技术在甲状腺结节诊断中的应用进展进行综述。

1 常规超声

1.1 二维灰阶超声

常规超声检查包括二维灰阶超声和彩色多普勒超声。其中，二维灰阶超声根据声阻抗的不同，可以显示甲状腺组织的解剖学结构，包括甲状腺结节的大小、所处区域、边界、形状、包膜、纵横比和颈部淋巴结是否存在可疑转移以及内部回声情况等，其对甲状腺组织的诊断效能较高。

2015 年版美国甲状腺协会（ATA）指南[3]建议对甲状腺结节患者或疑似患者进行甲状腺超声检查，记录并叙述结节的特征（包括结节的大小、回声、边界、钙化情况和纵横比），如果存在任何可疑的颈部淋巴结，需要详细说明。根据超声特征的不同，美国甲状腺协会（ATA）指南将甲状腺结节分为5 类：高风险、中风险、低风险、极低风险和良性结节，其恶性率分别为70%～90%、10%～20%、5%～10%、<3%和<1%。其超声特征如下。（1）高风险结节。实性低回声结节或部分囊性结节的实性成分至少包括以下超声特征之一：不规则的边界（浸润、分叶或毛刺）、微钙化、纵横比>1、边缘钙化中断伴软组织成分突出和甲状腺外侵犯。（2）中风险结节。低回声实性结节，边界光滑、无微钙化，甲状腺外侵犯或纵横比>1。（3）低风险结节。具有等回声或高回声的实性结节，或包含偏心实性成分的一些囊性结节，无微钙化、边界不规则，甲状腺外侵犯或纵横比> 1。（4）极低风险结节。无低、中和高风险结节中的任何一项特征的海绵状或部分囊性结节。（5）良性结节。纯粹的囊性结节（无固体成分）。

甲状腺影像报告和数据系统（thyroid imaging reporting and data system，TI-RADS）将甲状腺结节的下列超声特征归结为恶性征象：（1）纵横比≥1；（2）边缘形态不规则；（3）回声非常低；（4）轻微钙化；（5）腺体被膜中断或不清楚；（6）颈部淋巴结转移。TI-RADS 最初由Horvath 等[4]提出用于甲状腺结节恶性风险评估和分类诊断，将甲状腺结节分为以下6 类。TI-RADS 1 类：正常甲状腺；TI-RADS 2 类：良性结节（恶性率为0）；TI-RADS 3 类：良性结节可能性（恶性率<5%）；TI-RADS 4 类：疑似恶性结节[4a（恶性率为5%～10%）和4b（恶性率为10%～80%）]；TI-RADS 5 类：恶性结节可能性（恶性率>80%）；TI-RADS 6 类：经活检证实的恶性结节。

1.2 彩色多普勒超声

血液供应是肿瘤生长的基础。良性与恶性甲状腺结节的血液供应方式不同[5]，能够成为鉴别甲状腺结节良恶性的一项可靠指标。

从20 世纪80 年代后期开始，彩色多普勒血流显像（color Doppler flow imaging, CDFI）开始应用于甲状腺疾病的诊断[6]。1993 年，Lagalla 等[7]将甲状腺结节的血流信号分为4 种类型。Ⅰ型：结节无明显的血流信号；Ⅱ型：结节的周边出现血流信号；Ⅲ型：结节的周边及内部均显示有血流信号；Ⅳ型：结节血管化增加。其中，甲状腺癌的血流信号主要为Ⅲ型。CDFI 可以显示结节周边及内部的血液流动特性及相关参数，提供甲状腺结节的血液供应和血流分布情况。

2 超声新技术

2.1 超高频超声

超高频超声是将普通高频超声探头的频率升高，其探头的频率为20 MHz[8]，而普通高频超声探头的频率为7～12 MHz。超高频超声是浅表器官疾病的个体化、精准化诊断方法，通过超高频超声能够清晰地观察选定的患病位置，病变部位的界限、形状和内部暗区等细小的变化，并根据图像分析得出相应的诊断。超声诊断技术中探头频率的逐步提升，使得分辨率也得到了明显地优化，可以明确显示浅表器官的微小的病变区和细小管状结构的变化情况，为提升浅表器官疾病诊断的精确性提供了有利的帮助[9]。与此同时，一些研究结果也显示超高频超声能更准确地显示结节内部微钙化等的微结构特性；且能够将组织内部的血液供应情况更加真实地显示出来[10]。

2.2 超声弹性成像（elasticity imaging，EI）

EI 包括剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）和应变弹性成像（strain elastography，SE），可以无创且准确地实时测量软组织硬度的变化[11]。其中，SE 又包括声脉冲辐射力成像（acoustic radiation force impulse imaging, ARFI）和实时组织弹性成像（real-time tissue elastography, RTE）[12-13]，其 原 理是通过压力诱发组织位移来评价靶组织的弹性。SWE 使 用 声 触 诊 组 织 量 化（virtual touch tissue quantification, VTQ）技术检测剪切波速度。剪切波速度与组织弹性的平方根成正比可以间接地反映组织的弹性[14]。VTQ 技术可以使探测器释放辐射脉冲激发局部组织，导致局部组织发生细微的变形，避免人工压力造成的误差，减少操作者依赖性，更客观地反映组织的弹性或硬度。VTQ 在检测恶性肿瘤的剪切波速度方面优于良性肿瘤，以剪切波速度2.995 m/s 为诊断阈值时，VTQ 诊断肿瘤良恶性的特异度和灵敏度分别为90.2%、92.3%[13]。

EI 可将受到压力前后的回波信号的移动幅度变化转换为实时的彩色图像，通过成像颜色的不同，展示不一样的组织硬度[15]。其采用EI 5 分法[16]对肿瘤进行评分：病灶呈红蓝相间或蓝绿红相间为0 分；病灶呈相对均匀的绿色为1 分；病灶呈蓝绿相间为2 分；病灶中心以蓝色为主为3 分；整个病灶均为蓝色为4 分。EI 评分≤2 分考虑为良性，≥3分考虑为恶性。

虽然常规超声常因其无创性和良好的重复性而被作为甲状腺结节影像学检查的首选方法，但是其在鉴别良性与恶性肿瘤中的特异度和准确率不高，分别为71%、73%[17]。然而，单纯采用EI 评分也有一些局限性。例如，受桥本甲状腺炎的影响，甲状腺容易纤维化，导致组织硬度变高；由于腺体本身的硬化，结节的弹性结果有可能会不准确[10]。因此，将常规超声检查结果与EI 评分相结合，即采用EI 评分替代内部回声这一特征，根据EI 评分、形态、纵横比、边界和血流信号这些特征诊断结节的良恶性的效能更高。

2.3 超声造影 （ contrast-enhanced ultrasound， CEUS ）

CEUS 主要涉及两方面内容：造影技术与超声造影剂。第三代超声微泡造影剂在临床上已经被广泛使用，其主要成分为脂质材料包裹的惰性气体，在声场交替声压的作用下，超声微泡造影剂会发生膨胀和收缩，并产生机械共振现象。机械共振现象可以大大增加微泡的散射强度，大幅提升成像的对比度[18]。造影技术的主要机制在于声场激励下造影剂产生的非线性散射回波信号，经过设定接收频率，探测器可以接收和增强微泡的非线性回波，同时过滤固有组织的基本回波。因此，CEUS 可以显示出常规超声无法检测出的腔隙与小血管，明确地呈现出血流动力学与微循环灌流的不同，提高了诊断的客观性[19-20]。

CEUS 是以实时观察结节及其内部和周边的血流情况为基础，判断结节的良恶性[21]。其图像解析包括以下方面。（1）增强均匀度：均匀增强、不均匀增强（包括局部不增强），重点是指病变增强达到其最高值时内部增强的均匀性；（2）增强程度：高增强、等增强和低增强，重点是指发生病变的位置增强达到其最高值时病变的回声强度与其四周甲状腺实质的比较。甲状腺恶性结节由于新生血管的迅速形成，其结构无序且不规则，故大部分表现出不均匀增强，若存在微钙化结构与间质性纤维化的情况，可表现为低增强和不均匀增强[22-23]。因此，如果是均匀的高增强或等增强，则诊断为良性结节；如果是不均匀增强或低增强，则诊断为恶性结节[24-25]。

有研究结果表明，SWE 在鉴别诊断CEUS 无增强的甲状腺结节的良恶性时有其独特的价值，其主要是通过测量弹性模量最大值及弹性模量平均值来进行综合评估；SWE 与CEUS 的结合应用，可对临床工作提供有价值的指导，减少一部分不必要的穿刺活检及手术治疗[26]。然而，CEUS 检测甲状腺结节也存在一些局限性：由于甲状腺结节实时CEUS 灌注时间短暂，准确地判断病变的增强模式是很困难的；另外，甲状腺为浅表器官，受到目前造影剂共振频率较低和线阵探头频率较高的限制，在高频声场中共振的微小气泡数量少，限制了其检查[18]。

2.4 超微血管成像（superb microvascular imaging,SMI）

SMI 包括灰阶超微血管成像（monochrome superb microvascular imaging, mSMI）与彩色超微血管成像（color superb microvascular imaging, cSMI）2 种成像模式。这2 种成像的机制不一样。其中，mSMI 通过抑制二维组织信息来强调血液流动信息，而cSMI可同时显示二维灰阶和彩色血流信息。这2 种方法都能在不使用造影剂的情况下，使细微、低流速的血流成像，因此可以灵敏地呈现出组织的血流灌注情况[27]。

甲状腺结节的血流信号的丰富程度参照Adler分级分为4 个等级[28]。0 级：在结节中找不到明显的血流信号；1 级：结节内可见1～2 个点状血流信号或点条状血流信号；2 级：结节内有一个明确的条状血流信号或者3～4 个星形血流信号；3 级：结节内可以看到多个血流信号或网片状血流信号。甲状腺结节内血管走行的形态分为5 种类型[28]。Ⅰ型：散在的点带状血流；Ⅱ型：血流呈“涡轮”状；Ⅲ型：血流呈穿支状态；Ⅳ型：丰富的分支状血流；Ⅴ型：无规则的团块状血流。良性甲状腺结节多有膨胀生长的趋势，其生长会推挤但不会侵犯正常甲状腺组织。良性结节内几乎没有新生血管，血管的走行相对有规律且血管的粗细均匀[29]。因此，良性甲状腺结节的血流在Adler 分级中多表现为0 级或1 级，血管走行多为Ⅰ型或Ⅱ型。

CDFI 采用一个壁滤波器来消除噪声和运动伪像，且无法从运动伪像里区分实际血流信号，因此很容易造成低速血流的损失[29]。SMI 不使用CEUS就能显示其他多普勒技术无法显示的小血管[30]，从而更为准确地呈现出原有甲状腺结节的血流灌注情况。还有一些研究结果显示，在TI-RADS 4 类的甲状腺结节中，SMI 检测微血管的效果比CDFI更优，有望成为诊断甲状腺结节良恶性的一种辅助手段[31]。但是，钙化和其他因素的影响使得SMI容易产生伪像，无法区分紊乱重叠的血管[20]。

3 小结与展望

超声在甲状腺结节良恶性的鉴别诊断中应用广泛。常规的二维超声和CDFI 由于具有检查费用低、无创伤、重复性高、诊断快速的优势，经常被作为甲状腺结节影像学检查的首选方法。但将高频超声检查结果与EI 评分相结合，即采用EI 评分替代内部回声这一特征，根据EI 评分、形态、纵横比、边界和血流信号这些特征诊断结节的良恶性的效能更高。另外，CEUS 与SMI 是评价甲状腺结节血流的创新方法，能够灵敏地显示甲状腺结节内的低速血流和微血管结构，从而为甲状腺结节性质的判断提供依据。这2 种方法在诊断方面都有各自的优势，因此，将常规的二维超声与CDFI 结合，并联合使用超声新技术，可以大大提高甲状腺结节诊断的准确率。

未来，超声仪器与人工智能辅助的整合诊断是必然趋势，人工智能作为医学影像诊断的“第三只眼”，在智能时代扮演着重要角色。但辅助诊断不能完全替代医师诊断，在超声诊断中，如何更好地将人机结合以及如何完善超声新技术诊断的评分标准仍是不小的挑战。综上，在常规超声检查的基础上，联合使用多种超声新技术，可以有效提高甲状腺结节诊断的准确率。随着智能时代的到来，在智慧医疗中运用人工智能辅助诊断有望提升诊断效能，并指导临床医师制定出更精准的个体化治疗方案。

利益冲突本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明王萱负责综述的撰写；芮忠颖负责文献的查阅和收集；郑薇负责综述最终版本的修订；谭建负责命题的提出、综述的审阅。