Эластография: новые разработки в области ультразвукового оборудования для дифференциальной диагностики узловых образований в щитовидной железе

Реферат

Целью исследования было сравнить эффективность традиционных методов УЗИ и ультразвуковой эластографии при дифференциальной диагностике узловых образований в щитовидной железе с помощью сканера Accuvix-V20. Результаты исследования сравнивали с данными гистологического исследования биоптатов, полученных методом тонкоигольной аспирационной биопсии. Были получены четкие высококачественные эластограммы и подтверждена их эффективность при оценке патологических образований в щитовидной железе, что позволило существенно повысить точность диагностики соответствующих заболеваний. Таким образом, эластография может использоваться как полезный инструмент в дополнение к традиционной ультразвуковой диагностике.

Введение

Узловые патологические образования в щитовидной железе встречаются довольно часто. Их распространенность резко увеличивается в регионах с йодным дефицитом. Подавляющее большинство таких узелковых патологических образований доброкачественные, но менее 5% из них являются злокачественными [1-3]. Проведено несколько исследований возможности дифференциации доброкачественных и злокачественных опухолей при УЗИ щитовидной железы [4-8]. Преимуществом УЗИ щитовидной железы по сравнению с тонкоигольной аспирацией (FNA) является неинвазивный характер и возможность получить информацию немедленно. Среди ряда особенностей УЗ-изображений для прогнозирования злокачественности образований в щитовидной железе наиболее полезными признаками являются гипоэхогенность узелков, наличие точечных микрообызвествлений, а также отсутствие симптома нимба [9-11].

С другой стороны, УЗИ и цветовое допплеровское картирование позволяют с высокой степенью уверенности прогнозировать злокачественность только при выявлении в составе узелков в щитовидной железе одновременно нескольких типов признаков [12-14]. Эластография - недавно разработанная динамическая методика УЗИ, позволяющая оценивать упругость ткани путем измерения деформаций, образующихся в результате применения внешних сил. Мы представляем 30 примеров исследования узелковых образований в щитовидной железе в режиме реального времени методом УЗ-эластографии с целью дифференцирования злокачественных и доброкачественных патологических образований. В качестве эталона мы использовали данные гистологического анализа.

Методы

Показатели функции щитовидной железы у пациентов были нормальными. Тонкоигольную аспирацию (FNA) выполняли под УЗ-контролем с помощью иглы 23 калибра, подсоединенной к шприцу объемом 10 мл. Все пациенты подвергались хирургическим операциям. Показаниями к хирургической операции были размеры узелков или подозрение на рак.

Традиционное УЗИ щитовидной железы и УЗ-эластография. УЗИ щитовидной железы и УЗ-эластографию проводили в режиме реального времени на сканере Accuvix-V20 (Samsung Medison, Южная Корея). Использовали линейный датчик с рабочей частотой 5-13 МГц, средняя толщина среза на полученной эластограмме составила порядка 5 мм.

УЗ-эластографию выполняли в ходе УЗИ в режиме реального времени с использованием тех же сканера и датчика. Датчик размещали в области шеи, нанеся на кожу для создания изолирующего слоя большое количество акустического геля. Спустя 5 секунд после легкой компрессии кожи датчиком получали несколько сканов (два - в продольном направлении и два - в поперечном). Такие условия проведения исследования позволяли надежно получать эластографические изображения щитовидной железы; изображения считали достоверными, если цвет всего узелкового образования оставался постоянным дольше 5 секунд. Эта методика была проста в использовании и увеличивала продолжительность исследования не более чем на 3-5 минут. Все исследования выполнял один оператор, который не знал результатов цитологического исследования.

Анализ изображений. Тщательно оценивали следующие параметры ультразвуковых изображений: форма; границы (четко очерченные, микродольчатые или неправильные); эхогенность (гиперэхогенные, изоэхогенные, гипоэхогенные или выраженно гипоэхогенные по отношению к здоровой паренхиме щитовидной железы; структура (солидные, кистозные или смешанные солидно-кистозные), наличие обызвествления (отрицательный результат [отсутствие обызвествлений], микрообызвествления, макрообызвествления или обызвествления смешанного типа). Цвета изображений для оценки эластичности оценивали по цветовой карте эластичности; они варьировали от голубого для тканей с высокой эластичностью до красного с черными пятнами в центре для тканей с низкой эластичностью и до зеленого для тканей со средней эластичностью.

При анализе мы учитывали следующие данные.

1. Эластичность периферической части узелкового образования.
2. Эластичность в центре узелкового образования.
3. Эластичность по краям и в центре узелкового образования.

Результаты

Характеристики ультразвуковых изображений, полученных в режиме реального времени, и четкое распределение цветов в соответствии с цветовой схемой, используемой при анализе данных УЗ-эластографии, позволили установить правильные диагнозы во всех случаях доброкачественных узелковых образований в щитовидной железе, в которых мы подозревали рак (табл. 1).

Рис. 1. УЗ-сканы в продольном и поперечном направлениях у 60-летней женщины с узелковым образованием в правой доле щитовидной железы (А и Б): в правой доле щитовидной железы наблюдается одиночное узелковое образование (N) с участками обызвествления (стрелка), контурами неправильной формы и полным отсутствием симптома нимба. На эластограмме узелок изображен красным цветом с черными пятнами в центре, что указывает на его низкую эластичность (обведен контуром).

Рис. 2. На УЗ-изображении в B-режиме в поперечной проекции и на эластограмме у мужчины, 31 года, визуализируется киста (N) в центральной части левой доли щитовидной железы. Киста четко видна в виде образования синего цвета с границей умеренно неправильной формы (обведена контуром) из-за чрезмерного смещения содержимого кисты во время компрессии.

Рис. 3. На УЗ-изображении в B-режиме в поперечной проекции и на эластограмме у женщины, 54 лет, визуализируется солидная доброкачественная гиперэхогенная опухоль щитовидной железы (N), расположенная, в основном, на перешейке щитовидной железы и, в меньшей степени, в левой доле щитовидной железы. Опухоль (обведена контуром) показана красным и синим цветами, в отличие от окружающей здоровой ткани щитовидной железы, и имеет границу неправильной формы.

Обсуждение

УЗ-эластография позволяет неинвазивно получать информацию о жесткости тканей [11-14]. Опухоль щитовидной железы может характеризоваться различными уровнями жесткости, в зависимости от клеточной структуры и состава узелка. Информация на эластограммах позволяет оценить относительную жесткость опухоли относительно окружающей ткани и сравнить различные участки самой опухоли.

Мы проводили произвольную внешнюю компрессию различных областей щитовидной железы, включая участок здоровой ткани вне щитовидной железы [4, 11]. Такой метод исследования не всегда обеспечивает корректные результаты, поскольку опухоли могут охватывать долю щитовидной железы полностью, и в этом случае оценка ее деформации будет неточной. Кроме того, ткань, окружающая щитовидную железу, может оказаться патологической.

Поэтому, чтобы установить точные диагнозы, в данном исследовании мы проводили УЗ-эластографию, позволяющую на основе анализа цветовой карты, полученной с помощью сканера Accuvix-V20, четко определять тип ткани. Наши результаты, подтвержденные данными цитологического анализа, превзошли все самые оптимистичные ожидания, хотя и предполагалось, что используемое при УЗ-эластографии четкое цветовое обозначение уровней жесткости тканей может оказаться, по сравнению с соответствующими результатами гистопатологического анализа, наилучшим из имеющихся неинвазивных инструментов для оценки узелковых патологических образований в щитовидной железе. Это также может означать, что эластографическое исследование в режиме реального времени благодаря четкому цветовому обозначению различных тканей можно проводить на представленных на рынке ультразвуковых сканерах в формате повседневного метода исследования. В данном исследовании цветовое представление области рака щитовидной железы существенно отличалось от представления других патологических образований.

При этом цветовые обозначения участков самой щитовидной железы, соответствующих доброкачественным узелковым и кистозным образованиям и злокачественному узелковому образованию, также существенно различались. Цветовое обозначение показало, что узелковый рак щитовидной железы проявляется областью более высокой жесткости, чем другие патологии, что совпадает с результатами двух предыдущих исследований [9, 10]. Кроме того, чувствительность цветовой разметки жесткости тканей в щитовидной железе заметно варьирует в зависимости от цвета, соответствующего жесткости доминирующих тканей в щитовидной железе. По нашим данным, при выявлении смешанного цветового изображения щитовидной железы для дифференциации доброкачественных и злокачественных патологических образований целесообразно проведение их тонкоигольной аспирационной биопсии.

Таким образом, можно сделать вывод, что цветовая шкала на используемом нами сканере великолепно подходит для целей исследования, поскольку позволяет четко выделить цветом различные участки на изображениях эластичности, полученных в разных проекциях, наложенных на традиционные изображения. Следует отметить, что при таком эластографическом УЗ-исследовании щитовидной железы важно применять легкое нажатие на датчик в течение 5 секунд, поскольку сильное нажатие может привести к неверному диагнозу.

Литература

1. Varghese T. Quasi-Static Ultrasound Elastography. Ultrasound Clin. 2009 Jul;4(3):323-338
2. Kwak J.Y., Kim E.K., Kim H.J., Kim M.J., Son E.J., Moon H.J. How to combine ultrasound and cytological information in decision making about thyroid nodules. Eur Radiol 2009; 19:1923-1931
3. Itoh A., Ueno E., Tohno E. et al. Breast disease: clinical application of US elastography for diagnosis. Radiology 2006; 239:341-350
4. Moon W.J., Jung S.L., Lee J.H. et al. Benign and malignant thyroid nodules: US differentiation-multicenter retrospective study. Radiology 2008; 247:762-770
5. Cappelli C., Pirola I., Cumetti D. et al. Is the anteroposterior and transverse diameter ratio of nonpalpable thyroid nodules sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration cytology? Clin Endocrinol (Oxf) 2005; 63:689-693
6. Moon W.J., Jung S.L., Lee J.H. et al. Benign and malignant thyroid nodules: US differentiation-multicenter retrospective study. Radiology 2008; 47:762-770
7. Cappelli C., Pirola I., Cumetti D. et al. Is the anteroposterior and transverse diameter ratio of nonpalpable thyroid nodules sonographic criteria for recommending fine-needle aspiration cytology? Clin Endocrinol (Oxf) 2005; 63:689-693
8. Cappelli C., Castellano M., Pirola I. et al. Thyroid nodule shape suggests malignancy. Eur J Endocrinol 2006; 155:27-31
9. Wang N., Xu Y., Ge C., Guo R., Guo K. Association of sonographically detected calcification with thyroid carcinoma. Head Neck 2006; 28:1077-1083
10. Seiberling K.A., Dutra J.C., Grant T., Bajramovic S. Role of intrathyroidal calcifications detected on ultrasound as a marker of malignancy. Laryngoscope 2004; 114:1753-1757
11. Chandrasekhar R., Ophir J., Krouskop T., Ophir K. Elastographic image quality vs. tissue motion in vivo. Ultrasound Med Biol 2006; 32:847-855
12. Bae U., Dighe M., Dubinsky T., Minoshima S., Shamdasani V., Kim Y. Ultrasound thyroid elastography using carotid artery pulsation: preliminary study. J Ultrasound Med 2007; 26:797-805
13. Rago T., Santini F., Scutari M., Pinchera A., Vitti P. Elastography: new developments in ultrasound for predicting malignancy in thyroid nodules. J Clin Endocrinol Metab 2007; 92:2917-2922
14. Dighe M., Bae U., Richardson M.L., Dubinsky T.J., Minoshima S., Kim Y. Differential diagnosis of thyroid nodules with US elastography using carotid artery pulsation. Radiology 2008; 248:662-669
15. Asteria C., Giovanardi A., Pizzocaro A. et al. US-elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules. Thyroid 2008; 18:523-531
16. Thomas A., Fischer T., Frey H. et al. Real-time elastography: an advanced method of ultrasound first results in 108 patients with breast lesions. Ultrasound Obstet Gynecol 2006; 28:335-340