超声弹性成像技术在甲状旁腺疾病中的应用进展
2020-07-03 来源:中国医学影像技术

作者:敖丽君,张英霞,内蒙古医科大学附属医院超声诊断科

 

甲状旁腺疾病是临床常见内分泌疾病,主要包括甲状旁腺腺瘤及增生,二者均为导致甲状旁腺功能亢进的主要原因。甲状旁腺功能亢进是由于病变的甲状旁腺组织使机体分泌过多的甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH),引起钙磷代谢失调,从而累及全身多系统的内分泌疾病,发病率居内分泌疾病的第3位。超声对于颈部疾病的检查具有显著优势,其对于甲状旁腺疾病的诊断特异度高。超声弹性成像是超声新技术,通过获得组织弹性系数评估组织硬度,已逐渐应用于甲状旁腺疾病。本文对超声弹性成像技术在甲状旁腺疾病中的应用进展进行综述。

 

1.概述

 

目前临床常用的超声弹性成像技术主要包括实时组织弹性成像(real-time tissue elastography,RTE)和动态弹性成像。

 

1.1 RTE

 

RTE是半定量评估组织弹性的成像技术,其原理是外界通过探头施加一个均匀稳定的压力,使组织发生形变,根据形变程度对二维超声声像图进行彩色编码,从而间接反映组织的相对软硬度信息:质地较软的组织呈红色,较硬者呈蓝色,质地中等组织为绿色。通常根据Asteria改良4分法对组织弹性进行评分,并评估组织的硬度信息,但此法具有一定主观性。弹性应变率(strain ratio,SR)比值法根据自相关分析对病变实质与周围正常实质进行弹性应变程度比较,SR越高提示病变的组织弹性越低,组织硬度越大,为组织硬度评估提供了实时的半定量方法,较评分法更为客观。

 

1.2 动态弹性成像

 

动态弹性成像利用脉冲辐射使体内组织粒子产生横向振动并形成剪切波,剪切波在介质中的传播速率与生物组织的软硬度相关,通过测量其在组织内的传播速率,可定量计算组织弹性值。动态弹性成像技术的优点是无需外界对组织施加压力,计算组织硬度更客观。动态弹性成像主要包括瞬时弹性成像(transient elastography,TE)、声辐射力脉冲弹性成像(acoustic radiation force impulse,ARFI)和剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)。

 

1.2.1 TE

 

TE通过探头发射低频机械波,敲击皮肤形成振动激励,从而形成剪切波,剪切波的传播速度与组织弹性直接相关,通过计算软件测量其在组织中的传播速度,定量反映组织硬度信息。该技术应用广泛,操作性强,已成功用于测量甲状腺结节、肝脏等组织硬度;但结果受操作者主观性影响较大,需反复测量剪切波来计算组织平均弹性值。

 

1.2.2 ARFI

 

ARFI又称声触诊组织量化技术,其原理是超声探头发射的超声波连续聚集于组织内,发出脉冲激励向组织施加压力,同时产生横向剪切波;通过测量ROI内的剪切波速率(shear wave velocity,SWV)来评估组织的弹性分布特征,所测SWV 可直观反映组织硬度,且对操作者的主观依赖性较低。ARFI技术克服了传统弹性成像对深部组织无法有效施压的局限性,具有操作性强、可重复性好等优点。

 

1.2.3 SWE

 

SWE是目前最先进的超声弹性成像技术,采用超声探头发射高速激励脉冲,连续聚焦于组织不同层面,发生局部声辐射力,使组织发生振动产生剪切波,形成“马赫锥”效应;利用超高速成像处理技术迅速捕获剪切波的演变并获得弹性图像,使用彩色编码技术将弹性分布图叠加于二维声像图之上,实时显示组织弹性图,采用Q-box软件测量组织杨氏模量值,进而提供组织的软硬度信息。

 

SWE的振幅和传播距离均较其他技术明显提高,在特定区域内和固定声功率条件下,其产生剪切波的效率较普通波源条件明显提高。

 

2.超声弹性成像技术在甲状旁腺病变中的应用进展

 

2015年世界医学与生物学超声联合会(World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology,WFUMB)关于超声弹性成像临床应用的指导和建议提出,超声弹性成像技术可以评估甲状旁腺组织的硬度,为临床诊断提供信息。

 

2.1 RTE

UNLUTURK 等根据甲状旁腺腺瘤中的脂肪成分大幅度减少、具有包膜、组织硬度增加等病理改变,使用实时组织弹性成像中的弹性评分法和SR比值法,分别对65例甲状旁腺疾病患者的91个甲状旁腺病灶行术前弹性成像检查,并以手术病理为金标准进行评估,结果显示甲状旁腺腺瘤弹性评分及SR均高于增生甲状旁腺,甲状旁腺腺瘤弹性评分≥3分、增生评分≤2分,RTE鉴别诊断甲状旁腺腺瘤与甲状旁腺增生的敏感度为92%、特异度64%、阳性预测值83%、阴性预测值81%,AUC为0.78;甲状旁腺腺瘤硬度明显高于甲状腺实质,甲状旁腺腺瘤的中位SR为3.56(0.47~60.00),显著高于甲状旁腺增生的1.49(0.24~8.56),SR鉴别诊断二者的AUC为0.78[95%CI(0.66,0.89),P<0.001]。上述结果提示,RTE可为术前定性诊断甲状旁腺疾病提供依据,并指导选择手术方式。

 

2.2 ARFI

 

HATTAPOG∨LU等采用ARFI中的声触诊组织量化(virtual touch tissue quantification,VTQ)技术测量甲状旁腺病变及甲状腺结节的SWV值,结果显示甲状旁腺腺瘤平均SWV为(2.28±0.50)m/s,高于甲状旁腺增生组织[(1.46±0.23)m/s]及正常甲状腺实质[(1.62±0.20)m/s];以SWV=1.73m/s为截断值,其诊断甲状旁腺腺瘤的AUC为0.920[95%CI(0.848,0.992)],诊断敏感度为90.0%,特异度为80.6%。

 

POLAT 等采用ARFI测量甲状旁腺病变及其周围淋巴结的SWE,结果显示甲状旁腺腺瘤的平均SWV为(2.16±0.33)m/s,高于甲状旁腺增生和淋巴结[平均SWV分别为(1.75±0.28)m/s和(1.86±0.37)m/s];以SWV=1.92m/s为截断值,其诊断甲状旁腺腺瘤的AUC为0.832[95%CI(0.742,0.921)],诊断敏感度为80%,特异度为82%。

 

AZIZI等采用2D-SWE技术、直径1.5mm的ROI取样框测量甲状旁腺腺瘤组织的SWV,结果显示57个甲状旁腺腺瘤的平均SWV 为2.02(1.53~2.50)m/s,异位甲状旁腺腺瘤的SWV 为2.18(2.00~2.50)m/s;进一步对有明显结节的甲状旁腺病变/无明显结节的甲状旁腺病变、甲状旁腺径线<10mm/甲状旁腺径线≥10mm进行亚组对比,发现亚组间SWV值差异无统计学意义,亚组间SWV差值均≤0.13m/s,提示甲状旁腺大小与SWV 间无明显相关性,甲状旁腺病变的弹性或硬度仅与其病理类型相关,与病变大小、位置等因素无明显相关性。

 

2.3 SWE

 

STANGIERSKI等采用SWE对甲状旁腺腺瘤与甲状腺良性结节进行弹性成像对比,发现甲状旁腺腺瘤杨氏模量值为(5.2±7.2)kPa,甲状腺良性结节杨氏模量值为(24.3±3.9)kPa;对比甲状旁腺腺瘤、甲状腺良性结节与相邻甲状腺实质的弹性,甲状旁腺腺瘤相对弹性比值为0.30±0.36,甲状腺良性结节为2.80±3.90,甲状旁腺腺瘤比甲状腺结节弹性更大、硬度更低,提示当患者有典型甲状旁腺腺瘤超声表现或有典型甲状旁腺功能亢进临床表现时,以SWE测得的杨氏模量值增高可为诊断甲状旁腺腺瘤提供依据;该组全部甲状旁腺病变的平均杨氏模量值均小于甲状腺良性结节,故认为当病变硬度明显增高(杨氏模量值>30kPa)时,SWE可作为有价值的无创检查工具,用于排除甲状旁腺腺瘤。

 

GOLU等的研究也得到相似结论,即甲状旁腺良性病变(腺瘤或增生)的平均杨氏模量值为(10.2±4.9)kPa,正常甲状腺实质为(19.5±7.6)kPa,二者差异有统计学意义(P =0.007)。以杨氏模量值=12.5kPa作为截断值,诊断甲状旁腺良性病变的敏感度为93%、特异度为86%,AUC为0.949,提示当结节杨氏模量值<12.5kPa时,高度提示其为来源于甲状旁腺的病变。孟晓暄等对继发性甲状旁腺功能亢进患者的甲状旁腺进行常规超声及SWE检查,发现全段甲状旁腺激素(intact parathyroid hormone,iPTH)水平不同的甲状旁腺病变具有不同成像特征。

 

根据患者iPTH不同将其分为4组:A组iPTH<300pg/ml,B组300pg/ml≤iPTH<800pg/ml,C组800pg/ml≤iPTH<2 000pg/ml,D组≥2 000pg/ml;随着iPTH逐渐升高,剪切弹性成像的杨氏模量各参数值平均值、最大值及标准差均呈不断升高趋势,但B组与C组杨氏模量值有交错,并不严格符合该规律,可能是由于细胞增殖阶段血管形成与扩张对细胞增殖导致的硬度增加存在一定影响。SWE可辅助判断甲状旁腺病变程度、识别增生阶段等。

 

3.不足与展望

 

超声弹性成像技术与常规超声相结合,可无创评估组织硬度,为早期诊断及鉴别诊断甲状旁腺疾病提供客观依据。但目前国内外对于超声弹性成像在甲状旁腺中的研究研究尚处于初步探索阶段,样本量不足,而且不同仪器设备、不同成像技术方法均对结果产生影响,各种弹性成像技术的诊断标准尚不完全统一,有待开展大样本量研究,制定关于超声弹性成像技术评估甲状旁腺疾病的诊断标准。

 

来源:敖丽君,张英霞.超声弹性成像技术在甲状旁腺疾病中的应用进展[J].中国医学影像技术,2020,36(02):307-310.


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