引言：超声弹性成像在甲状腺疾病诊断中的革命性意义

甲状腺结节是临床最常见的内分泌系统疾病之一，其发病率随年龄增长而显著上升。传统的二维灰阶超声和彩色多普勒超声虽然能够清晰显示结节的形态学特征，但在鉴别良恶性方面仍存在一定的局限性。超声弹性成像（Ultrasound Elastography, UE）作为一种新兴的超声诊断技术，通过评估组织的硬度差异，为甲状腺结节的良恶性鉴别提供了重要的生物力学依据。

超声弹性成像的基本原理是利用组织在受到外力（如探头压迫或声辐射力）作用下产生的形变程度来反映其硬度特性。恶性肿瘤由于细胞排列紧密、间质纤维化及钙化等因素，通常比良性肿瘤更硬，形变程度更小。这种硬度差异通过弹性成像技术可以转化为可视化的彩色图像或定量的弹性评分，极大地提高了诊断的准确性。

超声弹性成像的基本原理与技术分类

1. 应变弹性成像（Strain Elastography）

应变弹性成像是最早应用于临床的弹性成像技术，其原理是通过探头对组织施加周期性或持续性的压力，比较加压前后组织内像素点的位移变化，计算出应变值（Strain），并以彩色编码的方式显示组织的相对硬度。

工作流程：

  • 操作者通过探头对甲状腺区域施加轻微的压力（通常为3-5次/秒的频率）
  • 环系统实时计算加压前后组织内像素点的位移
  • 生成弹性图，其中蓝色表示硬度最大（形变最小），红色表示硬度最小（形变最大）
  • 绿色通常表示中等硬度

优点： 操作简单，实时性强，对设备要求相对较低。 缺点： 结果受操作者手法影响较大，重复性相对较差。

2. 剪切波弹性成像（Shear Wave Elastography, SWE）

剪切波弹性成像是利用声辐射力脉冲（Acoustic Radiation Force Impulse, ARFI）在组织中产生剪切波，通过超高速成像技术捕捉剪切波的传播速度，进而计算出组织的杨氏模量（Young’s Modulus），单位为千帕（kPa）或米/秒（m/s）。

技术特点：

  • 客观定量：无需手动加压，结果不受操作者影响
  • 可重复性好
  • 能够测量组织的绝对硬度值
  • 可显示硬度分布图（彩色编码图）

临床价值： 剪切波弹性成像提供了客观的定量数据，对于临界病例的判断具有重要价值。

弹性评分系统的分类与详细解读

1. Rago评分系统（5分法）

Rago评分系统是最早应用于甲状腺结节的弹性评分标准之一，基于应变弹性成像的图像特征进行评分。

评分标准：

  • 1分（绿色为主）： 结节整体呈绿色，与周围正常甲状腺组织硬度相似，提示良性可能性大。
  • 2分（绿色为主，混杂蓝色）： 结节大部分呈绿色，仅周边或局部有蓝色区域，良性可能性较大。
  • 3分（蓝绿相间）： 结节呈蓝绿相间的马赛克样改变，良恶性难以确定，需结合其他特征。
  • 4分（蓝色为主）： 结节大部分呈蓝色，仅少量绿色区域，提示恶性可能性大。
  • 5分（蓝色）： 结节整体呈蓝色，硬度明显高于周围组织，高度提示恶性。

临床意义： 通常评分≥4分时，恶性风险显著增加，建议进一步穿刺活检或手术治疗。

2. Itoh评分系统（4分法）

Itoh评分系统也是一种常用的应变弹性评分标准，相对更为简化。

评分标准：

  • 1分： 结节整体硬度与周围组织相同（整体绿色）。
  • 2分： 结节硬度大部分与周围组织相同，仅局部硬度增加（局部蓝色）。
  • 3分： 结节硬度整体高于周围组织，但内部存在硬度差异（蓝绿相间）。 3分结节的恶性风险约为30-50%，需要密切随访或穿刺。
  • 4分： 结节硬度明显高于周围组织，整体呈蓝色，恶性风险高达80%以上。

3. 剪切波弹性成像的定量评分系统

剪切波弹性成像通常采用定量指标，常用的是杨氏模量的最大值（Emax）、平均值（Emean）和最小值（Emin）。

常用阈值（参考值，不同研究略有差异）：

  • 良性阈值： Emax < 30-35 kPa
  • 恶性阈值： Emax > 65-80 kPa
  • 灰区（30-65 kPa）： 需要结合其他超声特征综合判断

示例：

  • 病例1： 某结节Emax=25 kPa，结合二维超声显示边界清晰、形态规则，弹性评分1分，综合判断为良性腺瘤。
  • 病例2： 渕结节Emax=85 kPa，二维超声显示微钙化、边界模糊，弹性评分4分，高度提示甲状腺乳头状癌。

4. ATS弹性评分系统（美国甲状腺协会推荐）

ATS系统结合了应变和剪切波弹性成像的特点，提出了更全面的评估框架。

主要指标：

  • 硬度分级： 软（Soft）、中（Intermediate）、硬（Hard）
  • 硬度分布： 均匀（Homogeneous）或不均匀（Heterogeneous）
  • 边界清晰度： 清晰或模糊

临床应用： ATS系统强调多参数综合评估，避免单一指标的局限性。

2021版ACR TI-RADS弹性成像补充指南

美国放射学会（ACR）在2021年更新的TI-RADS指南中，正式将弹性成像纳入甲状腺结节风险分层的补充评估工具。

核心要点：

  1. 弹性成像不应单独使用： 必须结合ACR TI-RADS的形态学评分（成分、回声、形态、边界、局灶强回声）。
  2. 弹性评分≥4分（或SWEEmax≥80kPa）： 可使结节的TR评分升高1级（例如TR4升至TR5）。
  3. 弹性评分≤2分（或SWEEmax≤30kPa）： 可使结节的TR评分降低1级（例如TR4降至TR3）。 4.弹性评分3分（或SWEEmax30-80kPa）：不影响TR评分。

临床意义： 这一指南明确了弹性成像在临床决策中的辅助地位，避免了过度依赖弹性成像导致的误诊。

影响弹性评分准确性的关键因素

1. 操作技术因素

探头压力：

  • 应变弹性成像中，压力过大或过小都会影响结果。
  • 理想压力：使感兴趣区域（ROI）覆盖整个结节及周围部分正常组织，压力指数保持在3-4级（不同设备显示方式不同）。

取样框设置：

  • ROI应足够大，至少覆盖结节及其周围2-3mm的正常组织。
  • 避免将囊性变区域纳入ROI，因其不产生弹性信号。

患者配合：

  • 检查时需避免吞咽、咳嗽等动作。
  • 对于颈部短粗的患者，可适当垫高肩部，充分暴露甲状腺。

2. 病理类型因素

不同病理类型的硬度特征：

  • 甲状腺乳头状癌： 硬度最高，弹性评分多为4-5分。
  • **甲状腺滤泡癌：硬度中等，弹性评分多为3-4分。
  • 甲状腺髓样癌： 硬度较高，但部分可因淀粉样沉积而硬度不均。
  • 甲状腺未分化癌： 硬度极高，但临床罕见。
  • 良性腺瘤： 硬度多与正常组织相似或略高，评分1-2分。
  • 结节性甲状腺肿： 硬度差异较大，可从1分到3分不等，取决于纤维化程度。
  • 桥本甲状腺炎背景： 正常甲状腺组织本身硬度增加，可能导致假阳性。

3. 结节特征因素

囊性成分：

  • 纯囊性结节：无弹性信号，无法评分。
  • 囊实性结节：仅实性部分可评分，囊性部分应排除在ROI外。
  • 囊性成分>50%的结节，弹性成像价值有限。

钙化：

  • 粗大钙化：后方声影影响弹性信号采集，可能导致评分偏高。
  • 微钙化：是恶性征象，但不影响弹性成像的直接评估。

大小：

  • 过小的结节（<5mm）：弹性成像分辨率不足，结果不可靠。
  • 过大的结节（>40mm）：可能因内部坏死、出血导致硬度不均。

4. 设备与参数设置

不同品牌设备的差异：

  • GE、Philips、Siemens、Toshiba等不同厂商的弹性成像算法和参数设置不同。
  • 同一结节在不同设备上可能得到不同的Emax值。
  • 建议使用同一设备进行随访，避免设备间差异干扰。

参数优化：

  • 剪切波弹性成像：调整声功率，避免过度照射导致组织损伤（虽然罕见）。
  • 应变弹性成像：调整压力指数显示阈值，确保压力均匀。## 临床案例分析：从弹性评分到病理诊断

案例1：典型良性腺瘤

患者信息： 女性，45岁，体检发现甲状腺右叶结节2周。

超声检查：

  • 二维超声：结节大小15×12mm，边界清晰，形态规则，呈等回声，内部回声均匀，无钙化。
  • 彩色多普勒：周边可见环状血流信号。
  • 应变弹性成像：结节整体呈绿色，评分1分。
  • 剪切波弹性成像：Emax=22 kPa，Emean=18 kPa。

综合评估： ACR TI-RADS TR3类（成分2分+回声2分+形态2分+边界2分+局灶强回声0分=8分，对应TR3）。弹性评分1分，支持良性，建议6-12个月随访。

随访结果： 1年后复查结节无明显变化，患者拒绝穿刺，继续随访中。

案例2：典型甲状腺乳头状癌

患者信息： 女性，38岁，因颈部不适就诊。

超声检查：

  • 二维超声：结节大小8×6mm，边界模糊，形态不规则，呈低回声，内部可见点状强回声（微钙化）。
  • 彩色多普勒：内部可见丰富杂乱血流信号。
  • 应变弹性成像：结节整体呈蓝色，评分5分。
  • 剪切波弹性成像：Emax=92 kPa，Emean=78 kPa。

综合评估： ACR TI-RADS TR5类（成分2分+回声3分+形态3分+边界3分+局灶强回声3分=14分，对应TR5）。弹性评分5分进一步支持恶性诊断。

病理结果： 超声引导下细针穿刺活检（FNA）确诊为甲状腺乳头状癌，行手术治疗。

案例3：弹性评分灰区病例

患者信息： 男性，52岁，体检发现甲状腺左叶结节。

超声检查：

  • 二维超声：结节大小20×18mm，边界尚清，形态稍不规则，呈混合回声（实性为主，囊性成分约占30%）。
  • 彩色多普勒：内部血流信号杂乱。
  • 应变弹性成像：结节呈蓝绿相间，评分3分。
  • 剪切波弹性成像：Emax=45 kPa，Emean=38 kPa。

综合评估： ACR TI-RADS TR4类（成分2分+回声2分+形态2分+边界2分+局灶强回声0分=8分，对应TR4）。弹性评分3分，处于灰区，不影响TR评分。

处理建议： 建议FNA穿刺活检。病理结果为滤泡上皮非典型性病变，最终行手术治疗，术后病理证实为滤泡癌。

案例4：桥本甲状腺炎背景下的假阳性

患者信息： 女性，60岁，确诊桥本甲状腺炎5年，发现甲状腺结节1个月。

超声检查：

  • 二维超声：甲状腺弥漫性不均质改变，右叶可见一结节大小10×8mm，边界尚清，呈低回声。
  • 彩色多普勒：血流信号稍丰富。
  • 应变弹性成像：结节评分4分，但周围甲状腺组织也呈蓝色改变。
  • 剪切波弹性成像：结节Emax=55 kPa，周围甲状腺组织Emax=40 kPa。

综合评估： 虽然弹性评分4分，但考虑到桥本甲状腺炎背景，正常组织硬度增加，导致相对硬度差异减小。结合二维特征（边界尚清、无微钙化），考虑良性可能性大。

处理建议： 行FNA穿刺，病理结果为良性淋巴细胞性甲状腺炎结节，建议定期随访。

弹性成像操作规范与质量控制

1. 标准操作流程（SOP）

检查前准备：

  • 患者取仰卧位，颈部垫高，充分暴露甲状腺区域。
  • 嘱患者检查过程中避免吞咽、咳嗽、说话。
  • 选择高频线阵探头（7-15MHz），确保图像分辨率。

弹性成像操作步骤：

  1. 二维定位： 常规扫查甲状腺，确定结节位置、大小、形态特征。
  2. 弹性模式切换： 切换至弹性成像模式，调整ROI大小和位置。
  3. 压力控制（应变弹性）：
    • 探头垂直于皮肤，轻放，避免过度加压。
    • 进行3-5次轻柔的加压-减压动作，频率约1次/秒。
    • 观察压力指数，保持在3-4级（不同设备显示不同）。
    • 待图像稳定后，冻结并选择最佳帧进行评分。
  4. 剪切波弹性成像：
    • 确保ROI覆盖结节及周围正常组织。
    • 避开大血管、钙化灶、囊性区域。
    • 点击“Update”或“Measure”按钮，等待计算完成。
    • 重复测量3次，取平均值或最大值。
  5. 图像存储： 保存二维、彩色多普勒、弹性成像原始图像和测量值。

2. 质量控制要点

图像质量评估：

  • 弹性图应色彩均匀，无明显伪像。
  • 剪切波弹性成像：颜色编码图应显示清晰的剪切波传播波前。
  • 测量值稳定性：连续3次测量值差异应<10%。

常见伪像及识别：

  • 压力伪像： 压力不均导致弹性图色彩分布异常，应重新测量。
  • 运动伪像： 患者吞咽或呼吸导致图像模糊，需嘱患者配合后重测。
  • 钙化伪像： 粗大钙化后方声影区域无弹性信号，应避开该区域测量。
  • 囊性伪像： 囊性区域无剪切波产生，显示为黑色或无颜色区域，应排除在ROI外。

3. 报告书写规范

弹性成像报告应包含以下内容：

  1. 弹性成像类型： 应变弹性成像或剪切波弹性成像。
  2. 评分结果： 采用的评分系统（如Rago、Itoh）及具体分值。
  3. 定量数据（SWE）： Emax、Emean、Emin值及单位（kPa或m/s）。
  4. 图像特征描述： 硬度分布（均匀/不均匀）、边界清晰度。
  5. 综合评估建议： 结合二维特征给出风险分层及处理建议。

示例报告：

甲状腺右叶结节弹性成像检查：
- 弹性成像类型：剪切波弹性成像
- 定量测量：Emax=78 kPa，Emean=65 kPa，Emin=45 kPa
- 图像特征：硬度分布不均匀，边界清晰
- 综合评估：高硬度结节，恶性风险高，建议ACR TI-RADS TR5类，行FNA穿刺活检

弹性评分与其他超声特征的联合应用策略

1. ACR TI-RADS联合弹性成像

联合应用原则：

  • 形态学评分为主： 首先根据ACR TI-RADS五项特征进行评分。
  • 弹性评分调整： 根据弹性评分结果对TR等级进行±1级调整。
  • 临界病例决策： 对于TR4类结节，弹性评分≥4分可升级至TR5，≤2分可降级至TR3。

决策流程图：

开始 → 二维超声评估 → ACR TI-RADS评分 → 弹性成像评估
    ↓
弹性评分≥4分 → TR等级+1 → TR5 → 建议FNA或手术
    ↓
弹性评分2-3分 → TR等级不变 → 按原TR等级处理
    ↓
弹性评分≤2分 → TR等级-1 → TR3 → 6-12个月随访

2. K-TADS指南联合应用

韩国甲状腺放射学会（K-TADS）提出了更详细的联合评估方案：

主要特征（M）：

  • 低回声或极低回声
  • 边界不规则或微分叶
  • 微钙化
  • 横纵比>1

次要特征（S）：

  • 中等回声
  • 边界模糊
  • 粗钙化
  • 囊性成分>50%

弹性特征（E）：

  • 硬度评分≥4分
  • SWE Emax>65 kPa

处理建议：

  • 1个主要特征+弹性评分≥4分 → FNA
  • 2个及以上主要特征 → FNA
  • 1个主要特征+1个次要特征+弹性评分≥4分 → FNA

3. 临床决策树

对于不同大小结节的处理：

  • <1cm结节： 弹性成像价值有限，主要依赖二维特征。若二维特征可疑且弹性评分高，可考虑FNA。
  • 1-2cm结节： 弹性成像联合二维特征决定是否FNA。
  • >2cm结节： 弹性成像对良恶性鉴别有重要价值，即使二维特征不典型，高弹性评分也应引起重视。

特殊情况的弹性成像评估

1. 桥本甲状腺炎背景

挑战： 桥本甲状腺炎患者的正常甲状腺组织硬度增加，可能导致假阳性。

解决方案：

  • 以周围正常甲状腺组织作为参照，而非肌肉组织。
  • 计算结节与周围组织的硬度比值（Stiffness Ratio）。
  • 结节硬度比值>1.5时考虑恶性可能。

示例：

  • 结节Emax=50 kPa，周围甲状腺Emax=30 kPa，比值=1.67 → 提示恶性可能。
  • 结节Emax=50 kPa，但周围甲状腺Emax=45 kPa，比值=1.11 → 可能为假阳性。

2. 甲状腺功能亢进症患者

注意事项：

  • 甲亢患者甲状腺血流丰富，可能影响剪切波传播。
  • 甲状腺质地较软，弹性成像可能低估硬度。
  • 建议在甲亢控制后再行弹性成像评估。

3. 术后复发或残留结节

评估价值：

  • 术后纤维化组织硬度增加，可能干扰评估。
  • 弹性成像对复发结节的鉴别价值有限，需结合血清学指标（Tg、TgAb）和增强CT/MRI。

4. 儿童及青少年甲状腺结节

特殊考虑：

  • 儿童甲状腺组织较软，弹性阈值可能需要调整。
  • 恶性结节比例高于成人，弹性评分阈值应适当降低。
  • 建议采用更积极的穿刺策略。

弹性成像的局限性与未来发展方向

1. 当前局限性

技术局限：

  • 深度限制： 剪切波弹性成像在深度>2cm时信号衰减明显。
  • 钙化影响： 粗大钙化后方声影导致测量失败。
  • 囊性成分： 囊性区域无法测量，影响整体评估。

临床局限：

  • 缺乏统一标准： 不同设备、不同评分系统间缺乏可比性。
  • 操作者依赖性： 应变弹性成像仍受操作者手法影响。
  • 成本问题： 弹性成像功能需要额外购买，增加检查费用。

2. 未来发展方向

技术改进：

  • 三维弹性成像： 提供结节硬度的三维分布，更全面评估。
  • 人工智能辅助： 利用AI算法自动识别弹性图像特征，减少主观误差。
  • 多模态融合： 将弹性成像与超声造影、超声光散射成像等技术融合。

临床研究：

  • 大数据研究： 建立基于中国人群的弹性成像阈值和评分标准。
  • 前瞻性研究： 评估弹性成像对临床决策的影响和患者预后。
  • 分子机制研究： 探索组织硬度与肿瘤分子特征的关系。

总结与临床实践建议

超声弹性成像作为甲状腺结节良恶性鉴别的重要辅助工具，通过评估组织硬度差异，显著提高了诊断准确性。临床实践中应遵循以下原则：

  1. 联合评估原则： 弹性成像必须与二维超声特征联合应用，不可单独作为诊断依据。
  2. 标准化操作： 严格遵循操作规范，确保图像质量和测量准确性。
  3. 个体化解读： 结合患者临床背景（如桥本甲状腺炎、甲亢等）综合判断。
  4. 动态随访： 对于弹性评分灰区结节，建议短期随访观察变化趋势。
  5. 及时穿刺： 弹性评分≥4分且二维特征可疑时，应积极建议FNA穿刺。

通过掌握弹性评分系统的细节和临床应用技巧，超声医师能够为甲状腺结节患者提供更精准的诊断，从而制定更合理的治疗方案，最终改善患者预后。