超聲彈性成像技術在甲狀旁腺疾病中的應用進展

2020-12-05 醫脈通

作者:敖麗君,張英霞,內蒙古醫科大學附屬醫院超聲診斷科

 

甲狀旁腺疾病是臨床常見內分泌疾病,主要包括甲狀旁腺腺瘤及增生,二者均為導致甲狀旁腺功能亢進的主要原因。甲狀旁腺功能亢進是由於病變的甲狀旁腺組織使機體分泌過多的甲狀旁腺激素(parathyroid hormone,PTH),引起鈣磷代謝失調,從而累及全身多系統的內分泌疾病,發病率居內分泌疾病的第3位。超聲對於頸部疾病的檢查具有顯著優勢,其對於甲狀旁腺疾病的診斷特異度高。超聲彈性成像是超聲新技術,通過獲得組織彈性係數評估組織硬度,已逐漸應用於甲狀旁腺疾病。本文對超聲彈性成像技術在甲狀旁腺疾病中的應用進展進行綜述。

 

1.概述

 

目前臨床常用的超聲彈性成像技術主要包括實時組織彈性成像(real-time tissue elastography,RTE)和動態彈性成像。

 

1.1 RTE

 

RTE是半定量評估組織彈性的成像技術,其原理是外界通過探頭施加一個均勻穩定的壓力,使組織發生形變,根據形變程度對二維超聲聲像圖進行彩色編碼,從而間接反映組織的相對軟硬度信息:質地較軟的組織呈紅色,較硬者呈藍色,質地中等組織為綠色。通常根據Asteria改良4分法對組織彈性進行評分,並評估組織的硬度信息,但此法具有一定主觀性。彈性應變率(strain ratio,SR)比值法根據自相關分析對病變實質與周圍正常實質進行彈性應變程度比較,SR越高提示病變的組織彈性越低,組織硬度越大,為組織硬度評估提供了實時的半定量方法,較評分法更為客觀。

 

1.2 動態彈性成像

 

動態彈性成像利用脈衝輻射使體內組織粒子產生橫向振動並形成剪切波,剪切波在介質中的傳播速率與生物組織的軟硬度相關,通過測量其在組織內的傳播速率,可定量計算組織彈性值。動態彈性成像技術的優點是無需外界對組織施加壓力,計算組織硬度更客觀。動態彈性成像主要包括瞬時彈性成像(transient elastography,TE)、聲輻射力脈衝彈性成像(acoustic radiation force impulse,ARFI)和剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)。

 

1.2.1 TE

 

TE通過探頭髮射低頻機械波,敲擊皮膚形成振動激勵,從而形成剪切波,剪切波的傳播速度與組織彈性直接相關,通過計算軟體測量其在組織中的傳播速度,定量反映組織硬度信息。該技術應用廣泛,操作性強,已成功用於測量甲狀腺結節、肝臟等組織硬度;但結果受操作者主觀性影響較大,需反覆測量剪切波來計算組織平均彈性值。

 

1.2.2 ARFI

 

ARFI又稱聲觸診組織量化技術,其原理是超聲探頭髮射的超聲波連續聚集於組織內,發出脈衝激勵向組織施加壓力,同時產生橫向剪切波;通過測量ROI內的剪切波速率(shear wave velocity,SWV)來評估組織的彈性分布特徵,所測SWV 可直觀反映組織硬度,且對操作者的主觀依賴性較低。ARFI技術克服了傳統彈性成像對深部組織無法有效施壓的局限性,具有操作性強、可重複性好等優點。

 

1.2.3 SWE

 

SWE是目前最先進的超聲彈性成像技術,採用超聲探頭髮射高速激勵脈衝,連續聚焦於組織不同層面,發生局部聲輻射力,使組織發生振動產生剪切波,形成「馬赫錐」效應;利用超高速成像處理技術迅速捕獲剪切波的演變並獲得彈性圖像,使用彩色編碼技術將彈性分布圖疊加於二維聲像圖之上,實時顯示組織彈性圖,採用Q-box軟體測量組織楊氏模量值,進而提供組織的軟硬度信息。

 

SWE的振幅和傳播距離均較其他技術明顯提高,在特定區域內和固定聲功率條件下,其產生剪切波的效率較普通波源條件明顯提高。

 

2.超聲彈性成像技術在甲狀旁腺病變中的應用進展

 

2015年世界醫學與生物學超聲聯合會(World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology,WFUMB)關於超聲彈性成像臨床應用的指導和建議提出,超聲彈性成像技術可以評估甲狀旁腺組織的硬度,為臨床診斷提供信息。

 

2.1 RTE

UNLUTURK 等根據甲狀旁腺腺瘤中的脂肪成分大幅度減少、具有包膜、組織硬度增加等病理改變,使用實時組織彈性成像中的彈性評分法和SR比值法,分別對65例甲狀旁腺疾病患者的91個甲狀旁腺病灶行術前彈性成像檢查,並以手術病理為金標準進行評估,結果顯示甲狀旁腺腺瘤彈性評分及SR均高於增生甲狀旁腺,甲狀旁腺腺瘤彈性評分≥3分、增生評分≤2分,RTE鑑別診斷甲狀旁腺腺瘤與甲狀旁腺增生的敏感度為92%、特異度64%、陽性預測值83%、陰性預測值81%,AUC為0.78;甲狀旁腺腺瘤硬度明顯高於甲狀腺實質,甲狀旁腺腺瘤的中位SR為3.56(0.47~60.00),顯著高於甲狀旁腺增生的1.49(0.24~8.56),SR鑑別診斷二者的AUC為0.78[95%CI(0.66,0.89),P<0.001]。上述結果提示,RTE可為術前定性診斷甲狀旁腺疾病提供依據,並指導選擇手術方式。

 

2.2 ARFI

 

HATTAPOG∨LU等採用ARFI中的聲觸診組織量化(virtual touch tissue quantification,VTQ)技術測量甲狀旁腺病變及甲狀腺結節的SWV值,結果顯示甲狀旁腺腺瘤平均SWV為(2.28±0.50)m/s,高於甲狀旁腺增生組織[(1.46±0.23)m/s]及正常甲狀腺實質[(1.62±0.20)m/s];以SWV=1.73m/s為截斷值,其診斷甲狀旁腺腺瘤的AUC為0.920[95%CI(0.848,0.992)],診斷敏感度為90.0%,特異度為80.6%。

 

POLAT 等採用ARFI測量甲狀旁腺病變及其周圍淋巴結的SWE,結果顯示甲狀旁腺腺瘤的平均SWV為(2.16±0.33)m/s,高於甲狀旁腺增生和淋巴結[平均SWV分別為(1.75±0.28)m/s和(1.86±0.37)m/s];以SWV=1.92m/s為截斷值,其診斷甲狀旁腺腺瘤的AUC為0.832[95%CI(0.742,0.921)],診斷敏感度為80%,特異度為82%。

 

AZIZI等採用2D-SWE技術、直徑1.5mm的ROI取樣框測量甲狀旁腺腺瘤組織的SWV,結果顯示57個甲狀旁腺腺瘤的平均SWV 為2.02(1.53~2.50)m/s,異位甲狀旁腺腺瘤的SWV 為2.18(2.00~2.50)m/s;進一步對有明顯結節的甲狀旁腺病變/無明顯結節的甲狀旁腺病變、甲狀旁腺徑線<10mm/甲狀旁腺徑線≥10mm進行亞組對比,發現亞組間SWV值差異無統計學意義,亞組間SWV差值均≤0.13m/s,提示甲狀旁腺大小與SWV 間無明顯相關性,甲狀旁腺病變的彈性或硬度僅與其病理類型相關,與病變大小、位置等因素無明顯相關性。

 

2.3 SWE

 

STANGIERSKI等採用SWE對甲狀旁腺腺瘤與甲狀腺良性結節進行彈性成像對比,發現甲狀旁腺腺瘤楊氏模量值為(5.2±7.2)kPa,甲狀腺良性結節楊氏模量值為(24.3±3.9)kPa;對比甲狀旁腺腺瘤、甲狀腺良性結節與相鄰甲狀腺實質的彈性,甲狀旁腺腺瘤相對彈性比值為0.30±0.36,甲狀腺良性結節為2.80±3.90,甲狀旁腺腺瘤比甲狀腺結節彈性更大、硬度更低,提示當患者有典型甲狀旁腺腺瘤超聲表現或有典型甲狀旁腺功能亢進臨床表現時,以SWE測得的楊氏模量值增高可為診斷甲狀旁腺腺瘤提供依據;該組全部甲狀旁腺病變的平均楊氏模量值均小於甲狀腺良性結節,故認為當病變硬度明顯增高(楊氏模量值>30kPa)時,SWE可作為有價值的無創檢查工具,用於排除甲狀旁腺腺瘤。

 

GOLU等的研究也得到相似結論,即甲狀旁腺良性病變(腺瘤或增生)的平均楊氏模量值為(10.2±4.9)kPa,正常甲狀腺實質為(19.5±7.6)kPa,二者差異有統計學意義(P =0.007)。以楊氏模量值=12.5kPa作為截斷值,診斷甲狀旁腺良性病變的敏感度為93%、特異度為86%,AUC為0.949,提示當結節楊氏模量值<12.5kPa時,高度提示其為來源於甲狀旁腺的病變。孟曉暄等對繼發性甲狀旁腺功能亢進患者的甲狀旁腺進行常規超聲及SWE檢查,發現全段甲狀旁腺激素(intact parathyroid hormone,iPTH)水平不同的甲狀旁腺病變具有不同成像特徵。

 

根據患者iPTH不同將其分為4組:A組iPTH<300pg/ml,B組300pg/ml≤iPTH<800pg/ml,C組800pg/ml≤iPTH<2 000pg/ml,D組≥2 000pg/ml;隨著iPTH逐漸升高,剪切彈性成像的楊氏模量各參數值平均值、最大值及標準差均呈不斷升高趨勢,但B組與C組楊氏模量值有交錯,並不嚴格符合該規律,可能是由於細胞增殖階段血管形成與擴張對細胞增殖導致的硬度增加存在一定影響。SWE可輔助判斷甲狀旁腺病變程度、識別增生階段等。

 

3.不足與展望

 

超聲彈性成像技術與常規超聲相結合,可無創評估組織硬度,為早期診斷及鑑別診斷甲狀旁腺疾病提供客觀依據。但目前國內外對於超聲彈性成像在甲狀旁腺中的研究研究尚處於初步探索階段,樣本量不足,而且不同儀器設備、不同成像技術方法均對結果產生影響,各種彈性成像技術的診斷標準尚不完全統一,有待開展大樣本量研究,制定關於超聲彈性成像技術評估甲狀旁腺疾病的診斷標準。

 

來源:敖麗君,張英霞.超聲彈性成像技術在甲狀旁腺疾病中的應用進展[J].中國醫學影像技術,2020,36(02):307-310.


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