Tiroid nodüllerinin ayırıcı tanısında shear wave elastografinin katkısı: Elastografi bulguları ile sito-histopatolojik sonuçlarının karşılaştırılması
Contribution of shear wave elastography in differential diagnosis of thyroid nodules: Comparison of elastography findings and CYTO-histopathological results
Yazar: İBRAHİM AKBUDAK
Danışman: DOÇ. DR. ALPASLAN YAVUZ
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2016
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Elastografi = Elastography ; Tiroid fonksiyon testleri = Thyroid function tests ; Tiroid hastalıkları = Thyroid diseases ; Tiroid nodülleri = Thyroid nodule ; Ultrasonografi = Ultrasonography

Özet:
Amaç:Bu çalışmada amacımız, tiroid nodüllerinde kantitatif ARFİ (acoustic radiation force impulse) elastografi değerlendirme sonuçları ile sito-histopatolojik bulgularının karşılaştırılması; dolayısı ile shear-wave elastografi ile tiroid nodüllerini değerlendirme etkinliğinin araştırılmasıdır.
Metod: Mart 2015 ve Ocak 2016 tarihleri arasında Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tıp Fakültesi Dursun Odabaş Tıp Merkezi Dâhiliye/Endokrin Anabilim Dalı Polikliniğine başvuran ve Radyoloji Ana Bilim Dalı' nda US değerlendirmesinde tiroid nodülü/nodülleri tespit edilen, sonrasında ince iğne aspirasyon biyopsisi planlanan hastalar çalışmaya dâhil edildi. Tamamı ve/veya dominant komponenti kistik veya kalsifik  natürdeki nodüller, psödonodüler görünümler, herhangi bir nedenle radyoterapi öyküsü olanlar, otoimmün tiroidit ile uyumlu tiroid morfolojisi ve laboratuvar bulguları olan hastalar çalışmaya dahil edilmedi. Çalışmaya dahil edilen 189 hastaya ait toplam 191 adet nodül incelendi.
Çalışmaya katılan tüm hastalara tiroid konvansiyonel/gri skala US ve shear wave US Elastografi tetkikleri yapıldı. İncelemelerde önce hasta supin pozisyonunda yatarken normal solunum sırasında gri skala US görüntüleme ile tiroid bezi parankimi sonografik özellikleri ile nodül/nodüller değerlendirildi ve kaydedildi. Tiroid bezi ve nodüllerin birbirine dik üç eksende en uzun 3 çapı ölçüldü ve cihazdaki yazılım ile otomatik olarak nodül volümleri hesaplandı. ARFI elastografi tetkikinde her nodül için ortalama 3 aksiyel planda 1' er defa farklı ölçümler yapıldı. Nodülün aksiyel kesitinin tamamını içine alan sahada yapılabilen en fazla sayıda örneklem yapılarak her bir ROI' nin shear wave (dalga) hız değerleri kaydedildi. Nodül boyutuna göre değişen sayılardaki bu değerleri kullanarak nodülün ortalama shear dalga hızını, dolaylı olarak da sertliğini, hesapladık.
Bulgular: Çalışmamızda toplamda 189 hastada saptanan 191 adet tiroid nodülü (iki hastada sonuçları benin olarak rapor edilen ikişer nodül) incelendi. Hastaların 159' u bayan (%84) ve 30' u erkekti (%16). Sitopatolojik (İnce iğne aspirasyon sitolojisi) inceleme sonucunda; 117 nodül benin (%61), 28 nodül atipik hücreli (%15), 25 nodül yetersiz (%13)  ve 21 nodül malign-malignite şüpheli  (%11) idi.
Toplam 164 hasta ve 166 tiroid nodülünden sitopatoloji sonucu benin olan 115 hastanın (%70), 99 (%86)' u bayan ve 16 (%14)' sı erkek olup ortalama yaş 45.17' ydi. Sitopatoloji sonucu atipik hücreli olan 28 hastanın (%17), 23 (%82)' ü bayan ve 5 (%18)' i erkek olup ortalama yaş 43.79' du. Sonucu malign-malignite şüphesi olan 21 hastanın (%13), 18 (%85.3)' i bayan ve 3 (%14.7)' ü erkek olup ortalama yaş 45.38' di. Sitopatoloji sonucu benin, malign-malignite şüphesi ve atipik hücreli olan 33 hasta (toplamda 34 nodül) opere oldu. Bir bayan hastadaki 2 nodülün de histopatoloji (cerrahi patoloji) sonucu benin geldi. Nodüllerin 16 (%47 )' sı benin ve 18 (%53)' i malign olarak raporlandı. Histopatolojisi benin olan hastaların 12 (%80)' si bayan ve 3 (%20)' ü erkek olup ortalama yaş 44.25' ti. Histopatolojisi malign olan hastaların 15 (%83.3)' i bayan ve 3 (%16.7)' ü erkek olup ortalama yaş 46.83 olarak hesaplandı. Sito-histopatoloji sonucu olan gruplar arasında yaş dağılımı yönünden istatistiksel olarak farklılık yoktu (p=0,862-p=0,535).
Sito-histopatoloji sonucu açısından kadın-erkek olgular arasında (sitopatoloji için p=0,852- histopatoloji için p=0,874), tiroid sağ lob-sol lob-isthmus yerleşimli nodüller arasında (p=0,391-p=0,377), halosu olan-olmayan nodüler arasında (p=0.277-p=0.530) ve büyük-küçük boyutlu (7-52 mm) nodüller arasında (p=0.266-p=0,266) istatistiksel olarak anlamlı farklılık saptanmadı.
Sitopatoloji sonucu olan 166 nodülden 48' si soliter olup bu nodüllerin 11 (%22.9)' i malign-malignite şüpheliydi ve multiple nodüllü olgulara (%8.5' i malign-malignite şüpheli) göre anlamlı yüksekti (p=0,028). Ancak soliter ve multiple nodülü olan olgular arasında histopatoloji sonucu açısından istatistiksel olarak anlamlı farklılık saptanmadı (p=0.236). Gri skala US görüntülemede tiroid nodüllerinde hipoekojenite ile sitopatolojiye göre malignite-malignite şüphesi arasında (p=0.002), nodülde mikrokalsifikasyon varlığı (p=0.001-p=0.022) ve belirsiz kenar özelliği (p=0.001-p=0.012) ile sito-histopatoloji sonucuna göre malignite-malignite şüphesi arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptandı.
Sitopatolojisi sonucu olan 117 benin tiroid nodülünün ortalama shear dalga hızı 2.573±0.4925 m/sn, 21 malign-malignite şüpheli nodülün ortalama shear dalga hızı 3.8719±1.2761 m/sn ve 28 atipik hücreli nodülün ortalama shear dalga hızı 2.9707±0.7557 m/sn ölçüldü. Histopatoloji sonucu olan tiroid nodüllerinin ortalama shear dalga hızı benin nodüllerde (n=16) 2.25±0.3459 m/sn, malign nodüllerde (n=18) 3.9906±1.3377 m/sn' ydi. Ortalama shear dalga hızı malign-malignite şüpheli nodüllerde benin (p=0.001) ve atipik hücreli (p= 0.008) nodüllere göre, atipik hücreli nodüllerde ise benin (p= 0.001) nodüllere göre anlamlı derecede yüksek bulundu. 
Yapılan ROC analizine göre sitopatolojisi benin ile malign-malignite şüphesi olan nodüllerde shear dalga hızları için kesim (cut-off) değeri 2,7350 m/sn alındığında, tanı testinin sensitivitesi %81 ve spesifisitesi  %82.6' dır. Benin ile atipik hücreli nodüllerde shear dalga hızları için kesim (cut-off) değeri 2,6850 m/sn alındığında, tanı testinin sensitivitesi %60.7, spesifisitesi %66.7' dir. Atipik hücreli ve malign-malignite şüpheli nodüllerde shear dalga hızları için kesim (cut-off) değeri 3,4150 m/sn alındığında, tanı testinin sensitivitesi %66.7, spesifisitesi %78.6' dır. Histopatolojiye göre benin ve malign nodüllerde shear dalga hızları için kesim (cut-off) değeri: 2,74 m/sn alındığında, tanı testinin sensitivitesi %83.3, spesifisitesi %93.7' dir.
Yetersiz (n=25, ortalama shear dalga hız=2.8776 m/sn ) ve yeterli (benin-atipik hücreli-malign-malignite şüpheli 166 nodül, ortalama shear dalga hızı=2.8053 m/sn) sitopatolojik sonuç ile tiroid nodüllerinin shear dalga hızları arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptanmadı (p=0.670).
İnce iğne aspirasyon biyopsii (İİAB) patoloji (sitopatoloji) sonucu bulunan 14 benin ve 16 malign-malignite şüpheli toplam 30 nodül opere edildi. Sitopatolojisi benin olan 1 nodülün histopatolojisi sonucu tiroid papiller karsinom ve sitopatolojisi malignite şüphesi olan 1 nodülün histopatolojisi benin geldi. Bu olgular arasında cerrahi patoloji sonucu altın standart kabul edildiğinde İİAB aracılığı ile yapılan örneklemlerin patolojik değerlendirme sonucunun sensitivitesi %93.75, spesifisitesi %92.86, yanlış pozitiflik %7.14, yanlış negatiflik  %6.25, negatif kestirim değeri %92.86 ve pozitif kestirim değeri %93.75 olup doğruluk oranı %93.3 olarak bulundu.
Opere edilen toplam 34 (sitopatolojiye göre 14 benin, 16 malign ve 4 atipik hücreli) nodül mevcut olup histopatolojik inceleme sonucunda 16 nodül benin ve 18 nodül ise malign olarak raporlandı. Bu olgularda yapılan ROC analizine göre benin ve malign nodüllerde shear dalga hızları için kesim (cut-off) değeri: 2,74 m/sn alındığında, histopatoloji sonuca göre malign olan 3 nodül yanlış negatif  ve benin olan 1 nodül yanlış pozitif olarak değerlendirildi. Bu bulgulara göre SWV (shear dalga hızı) değerlerinin (shear wave elastografi tetkiki ile nodüllerin değerlendirilmesinin) sensitivitesi %83.34, spesifisitesi %93.75, yanlış pozitiflik %6.25, yanlış negatiflik  %16.66, negatif kestirim değeri %83.34 ve pozitif kestirim değeri %93.75 olup doğruluk oranı %88.24 olarak ölçüldü. Ayrıca çalışmamızda opere olan ve sitopatolojiye göre atipik hücreli nodül saptanmış 4 olgudan histopatoloji sonucu malign gelenlerin (n=2, %50) ortalama SWV değeri 3.15 m/sn ve benin gelenlerin (n=2, %50) ortalama SWV değeri 2.725m/sn' ydi.
Sonuç: Tiroid nodüllerinde kantitatif shear-dalga elastografik değerlendirme ile ortalama shear dalga hızları, malign-malignite şüpheli nodüllerde benin ve atipik hücreli nodüllere göre, atipik hücreli nodüllerde ise benin nodüllere göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulundu. Sonuç olarak çalışmamızda ARFI elastografik inceleme, tiroid nodüllerinin patoloji sonuçlarının öngörülmesi açısından invaziv olmayan, tekrarlanabilir ve oldukça etkili bir yöntem olarak değerlendirilmiştir. Bu yöntemin konvansiyonel ultrasonografik görüntülemeler ile beraber kullanılması ile tiroid nodüllerinin malignite potansiyellerinin daha etkin değerlendirilebileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
Purpose: The aim of the study is to investigate the efficacy of evaluation of thyroid nodules with shear-wave elastography by comparing the quantitative acoustic radiation force impulse (ARFI) elastography evaluation results and cyto-histopathological findings.
Method: Patients who applied to Yuzuncu Yil University Medical Faculty Internal Medicine Department/Endocrinology Polyclinic between March 2015 and January 2016, in whom the thyroid nodule/nodules were than detected by ultrasound (US) evaluation in Radiology department, and whose fine needle aspiration biopsy (FNAB) were consecutively planned were included in the study. Patients with nodules of totally and/or dominant component  were cystic or calcific in nature, patients with pseudonodular imaging findings, patients with radiotherapy history due to any medical issues, patients with thyroid morphology and laboratory findings consistent with autoimmune thyroiditis were excluded from the study. A total of 191 included nodules within 189 patients were examined in the study.
Thyroidal conventional/grayscale US examination and shear-wave elastography US were performed to all patients participating in the study. Initially, thyroid gland parenchyma with gray-scale US imaging and nodule/nodules with sonographic features were evaluated during normal breathing while patients were lying in supine position. The longest diameter of three orthogonal axes of the thyroid gland and nodules were measured, and nodule volumes were automatically calculated with the software on the device. In ARFI elastography analysis, the average of multiple measurements belonging to triple sampling from different axial plans were performed once for each nodule. Shear wave velocity values were recorded for each ROI by sampling in maximum number of samples that can be done in a field involving all of the axial section of the nodule. Mean shear wave velocity of the nodule and indirectly, hardness of the nodule were calculated by using these values in the numbers varying according to the size of the nodules.
Findings: 191 thyroid nodules detected in 189 patients (two patients whose results were reported as two benign nodules) were examined in our study. 159 of the patients were female (%84) and 30 of the patients were male (%16). As a result of cytopathological (fine needle aspiration cytology), 117 nodules (%61) were benign, 28 nodules (%15)  were with atypical cell, 25 nodules (%13) were insufficient, and 21 nodules (%11) were malign-malignant suspicious.
164 patients had 166 benign, atypical cell and malign-malignant suspicious thyroid nodules. 99 of 115 patients (70% of total ) with benign cytopathology results were female (86%) and 26 were male (14%), and average age was 45.17 years. 23 of 28 patients (17 of total) with atypical cellular cytopathology results were female (82%)  and 5 of them were male (18%), average age was 43.79 years. 18 of 21 patients (13% of total) with malign-malignant suspicious results were female (85.3%)  and 3 of them were male (14.7%), average age was 45.38 years. 33 patients with benign, malign-malignant suspicious and atypical cellular cytopathology result (34 nodules in total) were operated. Histopathology (surgical pathology) results of 2 nodules in one female patient were benign. 16 (47%) of the nodules were reported to be benign, 18 (53%) of them were reported to be malign. 12 (80%) of the patients with benign histopathology were female and 3 (20%) of them were male, average age was 44.25 years. 15 (83.3%) of the patients with malign histopathology were female, and 3 (16.7%) were males, average age was calculated as 46.83. 
There was no statistically significant difference between female-male subjects (p=0.852 for cytopathology, p=0.874 for histopathology), between thyroid right lobe-left lobe-isthmus sited nodules (p=0.391-p=0.377), between nodules with halo and without halo (p=0.277-p=0.530), and between large-small size (7-52 mm) nodules (p=0.266-p=0.266) in terms of cyto-histopathology results.
48 of 166 nodules were solitary, and 11 (22.9%) of these nodules were suspicious in malignancy according to cytopathology result, it was significantly higher compared to cases with multiple nodules (8.5% was malign-malignant suspicious) (p=0.028). However, there was no statistically significant difference between the cases with solitary and multiple nodules in terms of histopathology  result (p=0.236). In gray scale US imaging, there was a statistically significant relationship between malignancy-suspected malignancy according to cytopathology with hypoechogenity in thyroid nodules (p=0.002), and between malignancy-suspected malignancy according to cyto-histopathology result with the presence of microcalcification in nodules (p = 0.001-p = 0.022) and uncertain edge feature (p = 0.001-p = 0.012) in thyroid nodules.
The average shear wave velocity of 117 benign nodules with cytopathology result was measured as 2.573±0.4925 m/s, the average shear wave velocity of 21 malign-malignant suspicious nodules were measured as 3.8719±1.2761 m/s, and the average shear wave velocity of 28 nodules with atypical cells was measured as 2.9707±0.7557 m/s. The average shear wave velocity of nodules with histopathology result was 2.25±0.3459 m/s in benign nodules (n=16) and 3.9906±1.337 m/s in malign nodules (n=18). The average shear wave velocity were found to be significantly higher in malign-malignant suspicious nodules compared to benign nodules (p=0.001) and nodules with atypical cells (p=0.008), and were found to be significantly higher in nodules with atypical cells compared to benign nodules (p=0.001). 
When the cut-off value for shear wave velocity in benign and malign-malignant suspicious nodules was considered as 2.7350 m/s according to cytopathology, sensitivity of the diagnostic test was 81%, and specificity was 82.6%. When the cut-off value for shear wave velocity in benign nodules and nodules with atypical cells was considered as 2.6850 m/s, sensitivity of the diagnostic test was 60.7%, and specificity was 66.7%. When the cut-off value for shear wave velocity in nodules with atypical cells and malign-malignant suspicious nodules was considered as 3.4150 m/s, sensitivity of the diagnostic test was 66.7%, and specificity was 78.6%. When the cut-off value for shear wave velocity in benign and malign nodules was considered as 2.74 m/s according to histopathology, sensitivity of the diagnostic test was 83.3%, and specificity was 93.7%.
No statistically significant relationship was detected between inadequate (n = 25, mean shear wave velocity = 2.8776 m/s) and adequate (166 benign, atypically cellular, malign-malignant suspicious nodules, mean shear wave velocity=2.8053 m/s) result according to cytopathology with  the shear wave velocity of thyroid nodules (p=0.670).
30 nodules including 14 benign and 16 malign-malignant suspicious nodules with FNAB pathology result were operated. Cytopathology result of 1 nodule with benign in histopathology was thyroid papillary carcinoma and cytopathology of 1 nodule with malignancy suspicion in histopathology was benign. When surgical pathology result was considered as gold standard between these cases, the pathological evaluation result of sampling via FNAB was found to be  sensitivity 93.75%, specificity was 92.86%, false positivity was 7.14%, false negativity was 6.25%, negative predictive value was 92.86%, positive predictive value was 93.75%, and accuracy rate was found to be 93.3%.
There were 34 nodules being operated (14 benign, 16 malign, 4 atypically cellular according to cytopathology), 16 nodules were reported as benign and 18 nodules were reported as malign according to histopathological examination. According to ROC analysis in these cases, when the cut-off value for shear wave velocity was considered as 2.74 m/s between benign and malign nodules, 3 nodules being malign according to histopathology result were evaluated as false negative, and 1 nodule being benign was evaluated as false positive. According to these results, sensitivity of SWV (shear wave velocity) values (evaluation of the nodules with shear wave elastography examination) was 83.34%, specificity was 93.75%, false positivity was 6.25%, false negativity was 16.66%, negative predictive value was 83.34%, positive predictive value was 93.75%, and accuracy rate was measured as 88.24%. Also, from 4 operated cases with atypically cellular nodule, mean SWV value of the cases with malign histopathology result (n=2, 50%) was 3.15 m/s, and mean SWV value of the cases with benign histopathology result (n=2, 50%) was 2.725 m/s.
Conclusion: The shear-wave elastographic quantitative evaluation (by averaging the shear wave velocity values) of thyroid nodules were found to be useful in detecting malignant nodules, such that the shear wave velocity values were statistically higher in malign-malignant suspicious nodules when compared to benign and atypical cell nodules; and higher in atypical cell nodules when compared with the benign nodules. In conclusion, ARFI elastography assessment was considered to be a non-invasive, repeatable and highly effective method in terms of prediction of the malignancy potential of thyroid nodules. It was concluded that evaluation of thyroid nodules could be more effective by co-using this method together with conventional ultrasound imaging techniques.