ARFI IMAGING of THYROID NODULES

Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Imaging of Thyroid Nodules 

Vo Mai Khanh, Nguyen Thien Hung,  MEDIC MEDICAL CENTER, HCMC, Vietnam

Purpose: The aim of the present study was to evaluate the feasibility of ARFI-measurements in combining of VTI in the thyroid nodule.

Methods and materials: All patients underwent conventional ultrasound, ARFI-imaging and cytological assessment. ARFI-imaging (VTI and VTQ technology) were performed with 9L4 probe, using Siemens (ACUSON S2000) B-mode-ARFI combination transducer.

Results and discussions: 130 nodules were available for analysis. 103 nodules were benign on cytology, 20 nodules were malignant ( papillary carcinomas), and 7 follicular lesions. The average velocity of ARFI-imaging in benign and malignant thyroid nodules was of 2.4 m/s,  and of 3.2 m/s, respectively. A sensitivity of 79.4% and specificity  of 53.7% of ARFI-imaging could be achieved using a cut-off of 2.16 m/s (area under ROC curve is 0.731, p < 0.0001).
Conclusions: ARFI can be performed in thyroid nodule with reliable results. ARFI might be the reference criteria for differentiation of benign and malignant thyroid nodules.

TẠO HÌNH XUNG LỰC BỨC XẠ ÂM ARFI CÁC NHÂN GIÁP 

VÕ MAI KHANH-NGUYỄN THIỆN HÙNG Trung tâm  Y khoa MEDIC HOÀ HẢO, Thành phố Hồ Chí Minh.

TÓM TẮT:

Mục tiêu: khảo sát các đặc điểm của kỹ thuật tạo hình xung lực bức xạ âm ARFI trong chẩn đoán phân biệt hạt giáp lành – ác.

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu:

+Nghiên cứu mô tả cắt ngang.

+130 hạt giáp được thực hiện siêu âm quy ước B-mode và tạo hình xung bức xạ âm ARFI bằng máy siêu âm Acuson Siemens S2000 tại Medic từ tháng 08/2011 đến tháng 10/2012. Tất cả hạt giáp đều được thực hiện FNAC sau đó để làm giá trị đối chiếu.

+Xử lý số liệu: phần mềm Medcalc.

Kết quả: Khảo sát 130 hạt giáp gồm 103 hạt lành tính, 20 carcinôm tuyến giáp dạng nhú và 7 follicular lesion. Giá trị VTQ trung bình của tất cả các hạt giáp nói chung, hạt giáp lành và ác tính lần lượt là 2,4m/s (range 0,8 – 9,22m/s); 2,15m/s (range 0,8 – 4,04m/s) và 3,2m/s (range 0,9 – 9,22m/s). Tại điểm cắt 2,16m/s, độ nhạy và độ chuyên của ARFI trong phân biệt hạt giáp lành tính và ác tính là 79,4% và 53,7% (diện tích dưới đường cong ROC là 0,731). Độ chênh lệch giá trị VTQ giữa mô giáp bình thường và hạt giáp (lành, ác) có độ nhạy là 79,5% và độ chuyên là 51% tại điểm cắt 0,63 (diện tích dưới đường cong ROC là 0,72).

Kết luận: VTQ của hạt giáp và độ chênh lệch giá trị VTQ giữa mô giáp bình thường và hạt giáp có thể giúp ích trong chẩn đoán phân biệt hạt giáp lành tính và ác tính. Có thể phối hợp với VTI để tăng thêm giá trị chẩn đoán.

ĐẶT VẤN ĐỀ:

Siêu âm đàn hồi ARFI là kỹ thuật mới để đánh giá định lượng độ cứng hay độ đàn hồi mô (gan, giáp, vú…) không xâm lấn. Không cần phải ấn khám bằng đầu dò siêu âm (như FibroScan hay RTE) nên kết quả không tuỳ thuộc người khám và có tính lặp lại. 

Hieän nay, coù vaøi coâng boá cuûa caùc taùc giaû veà kyõ thuaät ARFI ôû haït giaùp, chuû yeáu laø ño toác ñoä ñaøn hoài ARFI (Virtual Touch Tissue Quantification: VTQ) vaø caùc keát quaû, nhaän ñònh coøn nhieàu khaùc bieät. Nghieân cöùu naøy cuõng döïa treân chæ soá VTQ (ñònh löôïng) cuûa haït giaùp, keát hôïp vôùi VTI (Virtual Touch Tissue Imaging) (ñònh tính).

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:

+Khảo sát giá trị VTQ (định lượng) trên mô giáp bình thường, hạt giáp lành tính và ác tính. Khảo sát mối liên hệ giữa VTQ và hạt giáp lành – ác.

+Khảo sát VTI (định tính) trên hạt giáp lành tính và ác tính.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

+Phương pháp: mô tả cắt ngang.

+Đối tượng: 130 hạt giáp được thực hiện siêu âm quy ước và tạo hình xung bức xạ âm ARFI bằng máy siêu âm Acuson Siemens S2000 tại Medic từ tháng 08/2011 đến tháng 10/2012. Tất cả hạt giáp được thực hiện thủ thuật FNAC sau đó để đối chiếu.

+Xử lý số liệu: phần mềm Medcalc.

KẾT QUẢ:

            + Đặc điểm nhóm nghiên cứu:

      +Tuổi: trung bình 45 (16 – 69 tuổi)

      +Kích thước hạt giáp: trung bình 14mm (5 – 47mm)

+ Giá trị định lượng VTQ:

             @ Trung bình của mô giáp lành: 1,51m/s (0,84 – 3m/s)

             @Trung bình của hạt giáp lành tính: 2,15m/s (0,8 – 4,04m/s)

             @Trung bình của hạt giáp ác tính: 3,21m/s (0,9 – 9,22m/s)

+ Mối liên hệ giữa độ nhạy và độ chuyên của VTQ và hạt giáp lành tính – ác tính được thể hiện bằng biểu đồ đường cong ROC với diện tích dưới đường cong (AUC) là 0,731 (p < 0,0001) được đánh giá là khá tốt. Tương tự với độ chênh lệch VTQ giữa mô giáp bình thường và hạt giáp (lành, ác) có AUC là 0,72 (p < 0,0001).

          

+ Đặc điểm định tính VTI:

        

BÀN LUẬN:

•      Giá trị VTQ trung bình thấp nhất của mô giáp bình thường, cao hơn ở hạt giáp lành tính và cao nhất ở hạt giáp ác tính. Điều này là phù hợp vì các hạt giáp ác tính có mật độ cứng hơn hạt giáp lành tính.
•      Tuy nhiên, giá trị VTQ giữa các nhóm này dao động khá rộng và có sự chồng lấp lên nhau. Một hạt giáp ác tính vẫn có thể có giá trị VTQ nằm trong phạm vi của mô giáp bình thường hoặc hạt giáp lành tính và ngược lại. Điều này lý giải được nguyên nhân của độ nhạy và độ chuyên của VTQ trong phân biệt hạt giáp lành tính – ác tính chỉ ở mức khá và diện tích dưới đường cong AUC chỉ là 0,731. Có thể bàn luận kết quả này như sau:

+ Hạt giáp ác tính không hoàn toàn là một khối cứng đồng nhất, bên trong vẫn có những vùng hoại tử, hóa nang. Tương tự, hạt giáp lành tính có thành phần đặc và nang, thậm chí có vôi hóa lớn,...

+ Vùng ROI (region of interest) của máy Acuson Siemens S2000 là khá lớn [5x6 cm] và không thể điều chỉnh được. Một số hạt giáp nhỏ hơn 10mm nằm lọt hoàn toàn trong vùng ROI, do đó không thể kiểm soát được cả mô giáp lành cũng được đưa vào đo xung bức xạ âm của vùng. Hiện nay, hãng Siemens đang đưa vào giới thiệu version S3000 với vùng ROI được thu nhỏ lại nhằm tăng độ tập trung vào mô cần khảo sát.

            Mặc dù vậy, với AUC là 0,731, VTQ trong ARFI được xem là một phương pháp giúp ích trong việc chẩn đoán phân biệt hạt giáp lành tính – ác tính.

@Một số trường hợp hạt giáp trên nền bệnh lý tuyến giáp lan tỏa (Basedow, viêm giáp Hashimoto,...), bệnh nhân béo phì (platysma dày), hạt giáp ở vị trí sâu hoặc ngay dưới da có thể sẽ ảnh hưởng đến giá trị của VTQ, do đó nghiên cứu thực hiện việc đo VTQ của mô giáp nền của thùy đối bên ở cùng độ sâu và lấy hiệu số giữa VTQ của hạt giáp và mô giáp nền để khảo sát mối liên hệ. Với AUC là 0,72, ta thấy hiệu số này cũng có giá trị khá tốt trong chẩn đoán phân biệt lành – ác của hạt giáp.

@VTI là một biến số định tính nên việc khảo sát giá trị này khá phụ thuộc vào người làm siêu âm (operator dependant). Với việc phân làm bốn nhóm hình ảnh VTI (dark, iso, bright, mixed), kết quả nghiên cứu cho thấy các hạt giáp ác tính có hình ảnh cứng (dark) trội hơn, và các hạt giáp lành tính có hình ảnh mềm hoặc hỗn hợp (bright hoặc mixed).

@VTI có thể xem như một dạng biểu hiện khác của siêu âm B-mode. Tuy nhiên, VTI với bản đồ màu (color map) được cho là dễ phân biệt độ cứng-mềm hơn (xanh dương, xanh lá – vàng, đỏ) so với siêu âm thang xám (xám – đen). Đặc điểm này giúp ích trong những trường hợp cần phân biệt các khối dạng dịch không thuần nhất với khối đặc, hoặc khối đặc có hồi âm rất kém trên B-mode với một khối dạng dịch thật sự. Ngoài ra, đặc điểm trên còn giúp chọn lựa vị trí thực hiện chọc hút tế bào bằng kim nhỏ trong những trường hợp khối lớn và có bản chất phức tạp.

KẾT LUẬN:

Tóm lại, qua nghiên cứu này, kỹ thuật tạo hình xung lực bức xạ âm ARFI có thể giúp phân biệt hạt giáp lành tính – ác tính. Tuy nhiên, vì đây là kỹ thuật mới và chưa được FDA chuẩn y, với độ nhạy và độ chuyên ở mức khá,   nên chỉ xem như là tiêu chuẩn hỗ trợ trong chẩn đoán (tương tự  Doppler màu). Nên kết hợp VTQ và VTI để có kết quả tốt hơn. Với những cải tiến mới trong tương lai, ARFI có thể được đưa vào kết quả tường trình siêu âm (sonographic feature) như là một đặc điểm tham khảo và hỗ trợ chẩn đoán tích cực.

VTQ một trường hợp tổn thương trung gian (follicular lesion), Vs= 2,99 m/s.

Hình FNAC một trường hợp  tổn thương trung gian.

Hình FNAC một trường hợp colloidal cyst.

Tốc độ đàn hồi ARFI vượt ngưỡng máy (Vs=X,XX m/s) một trường hợp carcinom nhú.

Hình FNAC một trường hợp carcinom nhú.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Mireen Friedrich-Rust, Olga Romenski, Gesine Meyer, Nina Dauth, Katharina Holzer, Frank Grünwald, Susanne Kriener, Eva Herrmann, Stefan Zeuzem, Joerg Bojunga: Acoustic Radiation Force Impulse-Imaging for the evaluation of the thyroid gland: A limited patient feasibility study, Ultrasonics, Volume 52, Issue 1, January 2012, Pages 69–74

2. Jiying Gu, Lianfang Du, Min Bai, Huili Chen, Xiao Jia, Jing Zhao, and Xuemei Zhang: Journal of Ultrasound in Medicinewww.jultrasoundmed.org1.  Preliminary Study on the Diagnostic Value of Acoustic Radiation Force Impulse Technology for Differentiating Between Benign and Malignant Thyroid Nodules, JUM May 1, 2012 vol. 31 no. 5: 763-771

SIÊU ÂM NGỰC và VIÊM PHỔI DO VIRUS CÚM H1N1

Siêu âm ngực phát hiện sớm viêm phổi do đại dịch cúm H1N1 năm 2009, Americo Testa, Gino Soldati, Roberto Copetti, Rosangela Giannuzzi, Grazia Portale, Nicolo Gentiloni-Silveri,  Critical Care 2012, 16:R30

Dẫn nhập: Hình ảnh lâm sàng của đại dịch cúm A (H1N1) thay đổi từ một nhiễm trùng tự giới hạn đến viêm phổi tiến triển nhanh. Cần chẩn đoán ngay và điều trị đúng lúc.

Chụp x-quang ngực (CRx) thường không phát hiện giai đoạn mô kẽ sớm. Mục đích của nghiên cứu này là để đánh giá các vai trò của siêu âm ngực cạnh giường bệnh trong việc xử trí sớm nhiễm virus cúm A (H1N1)  2009.

Phương pháp: 98 bệnh nhân gửi đến khoa cấp cứu vì triệu chứng giống như bệnh cúm đã được ghi danh trong nghiên cứu.

Bệnh nhân không có biểu hiện các hội chứng suy hô hấp cấp tính đã được xuất viện mà không cần khảo sát thêm. Trong số các bệnh nhân bị nghi ngờ lâm sàng của viêm phổi mắc phải, các trường hợp có chẩn đoán khác hoặc có bệnh khác kèm theo  đều được loại trừ khỏi nghiên cứu.

Bệnh sử, xét nghiệm, Xquang ngực, CT scan nếu có chỉ định, góp phần xác định chẩn đoán viêm phổi ở các bệnh nhân còn lại.  Siêu âm ngực  được thực hiện bởi một bác sĩ cấp cứu,  tìm  hội chứng mô kẽ, đông đặc phế nang, đường màng phổi bất thường và tràn dịch màng phổi, trong 34 bệnh nhân có chẩn đoán sau cùng của viêm phổi, 16 ca có Xquang phổi bình thường ban đầu, và  33 ca không có  viêm phổi, là nhóm chứng.

Kết quả: Siêu âm ngực ở tất cả đối tượng, được thực hiện mà không gây bất tiện, chỉ trong một thời gian tương đối ngắn (9 phút, khoảng 7-13 phút).

Kiểu siêu âm bất thường được phát hiện ở 32/34 bệnh nhân viêm phổi (94,1%). Kiểu SA của hội chứng mô kẽ được phát hiện ở 15/16 bệnh nhân có Xquang phổi bình thường đầu tiên, trong số đó 10 ca (62,5%) có chẩn đoán cuối cùng của viêm phổi  virus (H1N1).

Bệnh nhân viêm phổi và Xquang phổi bất thường ban đầu, trong số đó chỉ có 4 ca có chẩn đoán cuối cùng của viêm phổi virus (H1N1) (22,2%, P< 0,05), chủ yếu là hiển thị kiểu siêu âm đông đặc phế nang. Cuối cùng, kiểu SA hội chứng mô kẽ dương tính được tìm thấy trong 5/33 ca nhóm chứng (15,1%).

Âm tính giả gồm 2/34 trường hợp (5,9%) và dương tính giả là  5/33 ca (15,1%), với độ nhạy 94,1%, độ đặc hiệu 84.8%, giá trị  tiên đoán dương tính là 865% và giá trị  tiên đoán âm tính là 93,3%.

Kết luận: SA ngực tại giường là công cụ hiệu quả để chẩn đoán viêm phổi ở khoa cấp cứu. Ngoài ra, SA ngực có thể phát hiện chính xác giai đoạn sớm  bệnh nhân viêm phổi virus (H1N1) mà ban đầu có hình Xquang phổi bình thường.

Đề xuất tích hợp SA ngực vào xử trí lâm sàng theo lệ (routine).

_______________________________________________

Kiểu SA của hội chứng mô kẽ (Interstitial syndrome): Có ít nhất 3  ultrasound lung comets trên mặt cắt dọc giữa 2 xương sườn từ mặt phân cách phổi-thành ngực trải ra theo hình nan quạt (xem hình dưới bên phải).

_________________________________________________

Đọc thêm về ultrasound lung comet và sonographic interstitial syndrome:

Sonographic Interstitial Syndrome: The Sound of Lung Water

Gino Soldati, Roberto Copetti, Sara Sher, JUM February 1, 2009.

Objective. Ultrasound lung comets (ULCs) now have an acknowledged correlation with extravascular lung water, but they present in different orders and numbers in different pathologic pulmonary entities. How these artifacts are created is not yet known, and the literature gives discordant hypotheses.

Understanding their formation is the first step in understanding lung disease. The purpose of this study was to show the morphologic and genetic variability of interstitial lung disease studied with echography and thus to propose a unitary mechanism for the formation of ULCs.

Methods. This study included 3 parts: (1) a retrospective analysis of echographic lung images of patients with interstitial syndrome; (2) an analysis of the literature for definitions of the size of the pulmonary lobule; and (3) an experimental model of different air-water interfaces scanned with varying ultrasonic frequencies.

Results. The retrospective analysis of echographic lung images included 176 patients with diffuse ULCs: 118 patients had acute pulmonary edema; 18 had acute lung injury/acute respiratory distress syndrome; and 40 were premature neonates with respiratory distress syndrome. Experimental models permitted us to discover that ring-down artifacts are produced only by single and double layers of bubbles in specific structural settings.

Conclusions. Reverberation between bubbles with a critical radius seems to be at the origin of ring-down artifacts. Echographic manifestations of interstitial lung disease, whose genesis lies in the partial air loss of lobes and segments, are acoustic phenomena originating from variations in the tissue-fluid relationship of the lung. A correlation between anatomopathologic characteristics and structures of sonographic artifacts could allow more rapid and noninvasive diagnoses.

Key words: resonance, reverberation, ultrasound lung comets.

In recent years, lung sonography has undergone rapid development and gained increasing diagnostic potential. The evidence of echographic interstitial syndrome, in particular, has shown a significant correlation with extravascular lung water^1,2 in both adults and neonates³ in cases of pulmonary edema and noncardiogenic pulmonary edema (acute lung injury [ALI]/acute respiratory distress syndrome [ARDS]).^4,5 This has enabled sufficiently accurate diagnoses in the fields of cardiology, pediatrics, intensive care, and emergency medicine, helping differentiate bronchial disease from that of the interstitial space and alveoli.^6,7 Although clinical and experimental studies have confirmed the existing correlation between the artifacts that constitute interstitial syndrome (known as B-lines or ultrasound lung comets [ULCs]) and interstitial lung disease, the essence of the artifacts themselves, their biophysics, and their genesis are scarcely known.^8,9

Analysis of recent literature appears limited to the contributions on “ring-down artifacts” given by Avruch and Cooperberg¹⁰ and Lichtenstein et al,⁸ who actually recognize different anatomic substrates and different causal mechanisms as the origin of the echographic images. Lichtenstein et al⁸ attribute the origin of ULCs to the thickening of subpleural interlobular septa, which would cause “fragmentation” of the pleural specular reflector at the points of greatest impedance. Although they indicate that computed tomographic (CT) ground glass areas also produce closely related artifacts, a biophysical explanation able to clarify their origin (reverberation, resonance, or other) is not given. According to these authors, the pleural projection of interlobular septa and thus their correspondence with B-lines would be at a mean distance of 7 mm. Other authors of cardiologic extraction reproduced a similar hypothesis, which could be defined as “septal.”¹¹

Completely different is the hypothesis proposed by Avruch and Cooperberg¹⁰ in the gastroenterologic field¹² and later reviewed by Kremkau and Taylor,¹³ which, however, does not take into consideration the behavior of the lung, which was proposed by Kohzaki et al.¹⁴ In these cases, what the authors propose is a mechanism of resonance among groups of air bubbles in which the vibrating structure is the liquid film interposed between gaseous collections.
Because clinical evidence brings us to think that a different concentration and distribution of artifacts in each single intercostal thoracic scan is able to indicate different pathologic situations both for etiology and severity (eg, cardiogenic versus noncardiogenic pulmonary edema), we designed this study to better understand and delineate the biophysical basis of sonographic artifact formation in interstitial lung disease.
We hypothesized that the mechanism underlying artifact formation in interstitial lung disease is reverberation coherent with topologic and pathologic variations of the lung interstice, and we designed this study to validate this hypothesis.

Definitions

Practice in this field has produced terminology that has been described in both a review and a monograph. The following is a summary of the terms used in the article:

Comet tail artifact—

Sonographic artifact with an appearance similar to that of the ring-down artifact but more attenuated, shorter, and tapering in depth as in the tail of a comet. The mechanism underlying comet tail artifact formation is reverberation.

Interstitial-alveolar syndrome—

Interstitial syndrome with ULCs separated by a distance inferior to that present in septal syndrome and up to their confluency (Figure 1c).

Interstitial syndrome—

The presence of multiple ULCs (at least 3 in a longitudinal scan between 2 ribs) fanning out from the lung-wall interface.

Ring-down artifact—

Ultrasound artifact that appears as a series of bands or solid narrow-based spreading streaks radiating from a gas collection to the edge of the screen. Analysis of this artifact shows an acoustic signal with electronic processing converting this sound wave into a series of bands (Figure 1). In the literature, the mechanism producing ring-down artifacts is debated.

Septal syndrome—

The presence of interstitial syndrome with ULCs separated by a distance equivalent to that of the superficial pleural projections of interlobular septa (Figure 1, a and b).

Ultrasound lung comets—

Also known in the literature as B-lines, hyperechoic narrow-based artifacts (ring-down artifacts) spreading like laser rays from the pleural line to the edge of the screen. We considered the terms  lung comets and ULCs equivalent when used to indicate a pulmonary interstitial syndrome.  We did not consider  comet tail artifacts, as described by Shapiro and Winsburg, equivalent to ULCs.

White lung—

Completely white echographic lung field with coalescent ULCs and no horizontal reverberation (Figure 1d).

Xem nguyên văn xin kích vào link bên dưới để download trọn bài.
Sonographic Interstitial Syndrome - Journal of Ultrasound in Medicine

www.jultrasoundmed.org/content/28/2/163.full