Evaluation  Of  Thyroid  Gland  By  High  Resolution  Ultrasonography     
   
Pawar AR1, Alone SD2

1Dr Aruna Ramchandra Pawar. MBBS, MD [Radiodiagnosis], Associate Professor, Radiology, Shree Vasantrao Naik Government Medical College Yavatmal, Maharashtra, India, 2Dr Suhas Dadarao Alone. BVSc&AH, MVSc [Medicine], Assistant Commissioner [AH], Government Vet Minipoliclinic Ghatanji Yavatma, Maharashtra, India.

Address for correspondence: Dr Aruna Pawar, Email: atharvaalone@gmail.com



Abstract

Introduction: Many  thyroid  diseases  can  present  clinically  with  one  or  more  thyroid  nodules.  Such nodules represent a common and  controversial  clinical  problem. Much  of  the  nodular  disease  is  clinically  occult  (less  than  1.5cm)  but  can  be  readily  detected  by  high  resolution  ultrasonography. Evaluation of gland  is important  to  assess  whether  the  thyroid  is  normal  or  abnormal.  The  main  objective  of  our  study  was  to  evaluate  the  patients   with  clinically  palpable  thyroid  lesions  using  high  resolution  ultrasonography  and  to  evaluate  it  either  solitary  nodule  or  a  multinodular  goiter  and  to  differentiate  thyroidal  from  extrathyroidal  mass .The  ultimate  goal  was  to  establish  the  role  of  high  resolution  ultrasonogrqaphy  as  an  adjunct  to  clinical  evaluation,  hormonal  assay,  FNAC,  and  histopahology  in  the  diagnosis  of  thyroid  pathologies.  This  is  a  prospective  study  of  two  years in which  60  patients  were  under  consideration.  All  the  patients  of  clinically  palpable  thyroid  lesions  were  referred  to  us  for  ultrasonography  examination. The  patients  were  in  the  age  group  of  11  years  to  60  years. The  sonogrpahic  findings  were  compared  with  clinical  diagnosis.  All  patients  underwent  fine  needle  aspiration  cytology  and  19  patients  underwent  surgery. Thus high  resolution  ultrasonography  is important  modality for  detection  and  characterization  of  thyroid  nodules and  is  highly  sensitive  in  detecting  small  nodules,  cervical  lymphadenopathy,   carotid  sheath  and  strap  muscle  invasion,  the  specificity  is  low

Keywords :  Goiter,  Nodule,  thyroid  gland,  ultrasonography  scanning



Manuscript received: 10th Dec 2014, Reviewed: 27th Dec 2014
Author Corrected: 7th Jan 2015, Accepted for Publication: 27th Jan 2015

Introduction

The  application  of  modern  electronic  techniques  of  signal  processing,  display  and  improvement  in  transducer  materials  have  resulted  in  the  development  of  advanced  ultrasonic  scanner,  has  led  to  superior  image  quality  which  has  further  enhanced  the  sensitivity  of  detection  of  thyroid  pathologies [1].  The  thyroid  gland  is  endocrine  gland  and  has  a function  of  synthesis  of  thyroxine  and  tri-iodothyroxine  which  increase  the  rate  of  chemical  reaction  ultimately  increasing  the  level  of  body  metabolism.  It  is  the  most  superficially  located  and  accessible  organ  in  human  body.  Though  thyroid  is  the  most  superficially  located  organ  but  most  of  the  time  it  is  difficult  to  diagnose  single  nodule  or  multiple  nodules  in  thyroid  gland  by  clinical  examination.  Clinically  it  is  also  difficult  to  distinguish  simple  cyst  from  solid  tumors.  There  are  multiple  nodules  present  in  thyroid  gland  in  20-40  %  of  patients  presenting  with  a  clinically  solitary  lesion .[2,3].  The  three  primary  clinical  applications  of  high  resolution  ultrasonography  for  thyroid tathology included detection,  characterization  and  therapeutic   monitoring  of  clinically   suspected  nodule.  Ultrasonography  is  important  for  mass  localization  (intrathyroid  vs  extrathyroid)  and  is  the  best  modality  for  detection  of  residual  or  recurrent  tumors. It is sensitive for detection of thyroid nodules however it is not sepicific for discrimination of benign and malignant masses. Incidence of malignancy in solitary thyroid  nodule  is  only 10-20[4]. Incidence is 10 % in multinodular goiter.  Changes  in thyroid  gland  can  be recognized  by  high  resolution  ulrasonography  with  either  increased  or  decreases   reflectivity distribution  and  nature  of such  changes  help to  define  disease  process [5].  It is  an adjunct to clinical and pathological diagnosis.  FNAC is  the  gold  standard  for determining  the  benign  and malignant  nature  of  thyroid  nodules.  Other   modalities  used  to  image  thyroid  gland  are  scintigraphy,  computed  tomography(CT,CAT Scan )  and  MRI.  Fluorescent  thyroid  imaging  is  rarely  used.  The  major  advantages  of  ultrasonography  is  the  rapidity  with  which  the  images  are  obtained.  It  is  non-invasive,  relatively  inexpensive  and  can  be  performed  even  at  bed  side.  It  does  not  involve  the  use  of  ionizing  radiation  and  is  safer  even  in  pregnant  patients  
Material  and  methods  :     

This was prospective study  of  two  years. Number of patients  studied  were  60 (50  females,  10  male) from age group  of  11  years  to  60  years.  All   patients  of  clinically  palpable  thyroid  lesions  referred  for  ultrasound were   under  consideration.  The  findings  were  observed  considering  the  gender,  age,  presenting  signs  and  symptoms,  correlation  of  ultrasound  findings  with  clinical  diagnosis  of  patients  were  observed.  The  patients  were  examined  in  the  supine  position  with  the  neck  hyperextended,  resting  on  a  pillow  kept  under  the  shoulders  and  the  lower  neck.  This allows the neck to be somewhat stretched and  fixed. The  gland  was  evaluated  for  its  size,  contour,  single  or  multiple  nodules.  The  nodules  were  further  classified  as  solid,  cyst,  and   mixed  pattern  [2,6]. The  surrounding  structures  were  also   studied  for  secondary  change  or  encasement  of   carotid  sheath  and  strap  muscles. Presence of  lymphadenopathy  was  also  evaluated.   All  the  patients  were  examined  with  7.5 MHZ,  hand  held  linear  array  real  time  transducer on Color doppler  ECCOCEE  machine from  TOSHIBA. All  the patients  underwent fine  needle  aspiration  cytology ,few patients undergone hormonal assay and  some of these patients underwent surgery. Post –operative patients for detection  of   residual  or recurrent  tumors  were excluded in the study.        

Results

In  the  present  study  of  60  patients  clinically  diagnosed  patients  of  having  palpable  thyroid  mass  were  considered.  It  was  observed  that  female  patients  were  more commonly  involved  as  compared  to  males.  Out  of  60  patients  females  were  50  (83.34%)  and  males  were  10  (16.66). Most common age group involved between 21 to 30 years followed by 31- 40 years.

In  this  study  all  the  patients  were  complaining  of  neck  swelling.  The  second  commonest  complaint  was  dyspnoea  seen  in  13.34%  of  cases  follow  by  palpitation  in  (8.34%).  Signs  of  toxicity  like  exopthalmus  and  fine  tremors  were  seen  in  only  5%  of  cases  shown  in  figure 3.                                                                        Out  of  total  60  patients,  35  patients  were  clinically  diagnosed  as  solitary  nodule  of  which  only  22  patients  (62.87%)  were  found  to  have  solitary  nodule  on  ultrasound,  10  (28.57%)  were  multinodular.

Out  of  60  patients  11  were  clinically  diagnosed  as  multinodular  goiter,  of  which  6  patients   were  found  to  have  multinodular  goiter,  1  patient   had  diffuse  goiter  and  4 patients  were  found  to  have  solitary  nodule  on  ultrasound.
Out  of  60  patients  10  patients  were  clinically  diagnosed  as  diffuse  goiter  of  which  4  had  diffuse  goiter,  3   had  a  multinodular  goiter  and  3  had  thyroiditis  on  ultrasonography .

In  this  study  of  60  patients,  26  patients  underwent  hormonal  assay  and  ultrasound  of  which  19  were  having  normal  levels  while  07  patients  were  found  to  have  abnormal  hormonal  levels. Of  these 7 patients  with  abnormal  levels,  3  patients  were  of  diffuse  goiter  and  2  patients  of  thyroididtis  and  2  patients  are  of  multinodular  goiter.                     

figure01                      figure02     
Fig 1: Gender distribution of patients       Fig 2: Age wise Distribution of patients

figure03                   figure04
Fig 3: Presenting complains                       Fig 4: USG finding in patients

Discussion

This  was  a  prospective  study  based  on  High  Resolution  Ultrasonography  in  60  patients  with  clinically  palpable  thyroid  disorders.  All  the  patients   were  followed  by  Fine  Needle  Aspiration  Cytology.  19  patients  underwent  surgery  and  hormonal  assay  was  performed  in  26  patients. The  various  abnormalities  detected  in  our  study by  ultrasonographic  imaging  were  as  follows.
 
1. Thyroid  nodules: Hyperplasia  or  goiter  is  the  most  commonly  observed  pathologic  entity  of  the  thyroid  gland. Iodine deficiency & Physiological due to puberty,  Pregnancy,  Lactation are most common causes.                                                                                                                  When  there  is  an  inadequate  circulating  thyroid  hormones  T3  and  T4  there is  rebound  increase  in  secretion  of  TSH  by  pituitary   gland  which  causes  diffuse  enlargement  and  leading  to  goiter. It may be  solitary  or  multinodular  goiter.  In   our  study  goiter  was  found  in  43  out  of  60  (71.67%)  patients  as  compared  to  the  study  by  Mandel  SJ [8].
 
2. Follicular  adenoma: This  is  one  of  the  benign  neoplasms  of  thyroid  gland.  It is  frequently  found  in  women.  They  are  outnumbered  by  the  colloid  nodule(10:1)  but  unlike  the  colloid  nodule,  the  adenoma  is  a  true  neoplasm.  On  scintigraphy,  they  are  typically  non  functional  but  occasional  warm  or  hot  nodules  may  be  detected.  Adenomas  were  the  next  common  group  of  thyroid  lesions  encountered  being  7 out of 60  (11.66%).  The  adenomas  are  usually  solitary,  slow  growing  and  well  encapsulated.  In  our  study  on  ultrasound  a  well  defined,  1-2mm,  sonolucent  rim  or  halo  is  seen  around  adenomas.   Pathologically  the  halo  is  probably  due  to  combined  effect  of  a  thin  capsule  investing  the  adenoma  plus  compression  of  surrounding  normal  tissue.  The  halo  when  seen  indicates  that  the  lesion  is  benign  and  slow  growing,  but  it  may  also  be  seen  in  few  malignant  lesion [9].  Therefore  it  is  not  specific  for  adenomas.  The  study  of  Simeone  et  al  demonstrated  a  predominance  of  hypoechoiec  nodule  in  follicular  adenomas  whereas  William  Scheible  et  al  demonstrated  2  hypoechoiec,  4  isoechoiec  and  1  hyperechoiec  nodule  in  a  total  of  7  patients [2,8].                 

3. Thyroiditis:  Thyroiditis  means  diffuse  inflammation  of  thyroid  gland.it  is  classified  according  to  the  rapidity  of  onset,  the  severity  of sign  and  symptoms  and  its  duration  into acute, sub acute & chronic thyroiditis. In  our  study  3  out  60 (5%)   patients  were  found  to  have  thyroiditis.  In  all  these  cases,  the  thyroid  gland  was  diffusely  enlarged  and  both  the  lobes  were  involved.  There  was  decreased  echogenicity  of  the  thyroid  gland  as  compared  to  strap  muscles.  2  patients  showed  uniformly  decreased  echotexture  while  one  patient  showed  nodular  involvement.  In such  patient  differentiation  from  multinodular  goiter  is  important.  The differentiating  point  is  that  the  appearance  of  non-nodular  parenchyma  is  always  abnormal  in  thyroiditis  and  is  normal  in  multinodular  goiter

4.Thyroglossal  Cyst: This  is one  of  the  developmental  anomalies  of  thyroid  gland.  It  typically   present  as  a  common  neck  mass  within  the  pediatric  age  group  but  may  escape  detection  into  adult  years.  This  sac  like  cystic  structure  represents  the  remnants  of  the  primitive   thyroglossal  duct. In our  study  two  patients  of  thyroglossal  cyst  were  found.  Ultrasound  showed  a  well defined  rounded  midline  cystic  lesion  anterior  to  the  trachea  and  above  the  isthamus.  The thyroid gland was otherwise normal. Surgical excision was done, confirming the diagnosis.

5. Ectopic  thyroid: It  is  the  rare  anomaly  of  thyroid  gland  in  which  thyroid  tissue  is  seen  in abnormal  location. We  encountered  a  rare  condition  in  a  12  year  old  female  child  who  presented  with  midline  neck  swelling.  Ultrasound  showed  a  well  defined  rounded  structure  of  the  same  echogenicity   as  that  of  thyroid  gland  measuring  1.2  x  2.5  cm  and  lying  anterior  to  the  upper  half  of  trachea.  The thyroid gland was not  seen in  its  normal  position.  No  other  thyroid  tissue  was  seen  in the  rest  of  the  neck,  therefore  an  ultrasound  diagnosis  of  ectopic  thyroid  was  made.  Hormonal levels were  done  and  were  found  to  be  normal.  Thus  ultrasound  has  proved  to  be  a  useful  modality  to  detect  an  ectopic  or  hypoplastic  gland  [10].

6. Thyroid  Carcinoma: Thyroid  malignancies  involving  the  thyroid  gland  compreise  < 1%  of  all  malignancies.  A solitary nodule may  be  malignant  in  10-25%  of  cases. Carcinoma was another group  of  disorders  observed  in  our  study. Patient  of  papillary  carcinoma  showed  well  defined  rounded  hypoechoic  lesion  2.1  cm  in  diameter  in  right  lobe  of  thyroid,  rest  gland  was  normal.  Enlarged  hypoechoiec  cervical  lymphnode  (1 – 2  cm)   were  found.  There  were  fine  nonshadowing  calcific  foci  were  noted  in  the  lesion.    Lin  et  al. noted  76/109  (69%) cases were of  papillary  carcinoma[11]. The  role  of  ultrasonography  in  patients  with  occult  papillary  carcinoma  lies  in  the  extraordinary  high  sensitivity  of  this  technique  in  detecting  small  masses  and  lymph  node  enlargement.  Since  most  of  the  patient  of  papillary  carcinoma  present  with  cervical  lymphadenopathy  without  clinically  enlarged  thyroid  gland.  Although  ultrasound  is  highly  sensitive  in  detecting  small  nodules,  cervical  lymphadenopathy,  carotid  sheath  and  strap  muscle  invasion,  the  specificity  is  low.  So  also  it  is  difficult  to  differentiate  between  the  types  of  thyroid  malignancies  with  this  modality.  It  is  the  best  modality  for  detection  of  residual  or  recurrent  tumors.    

Conclusion     

The  present  study  is  the  prospective   study  of  two  years  to  evaluate  the  thyroid  gland  by  high  resolution  ultrasonography.  All  the  patients  with  clinically  palpable  thyroid  lesions  were  examined  by  high  resolution    ultrasonography. The  final  diagnosis  was  established  in  all cases  by  FNAC.Thus high  resolution  ultrasonography  is important  modality for  detection  and  characterization  of  thyroid  nodules and  is  highly  sensitive  in  detecting  small  nodules,  cervical  lymphadenopathy,   carotid  sheath  and  strap  muscle  invasion,  the  specificity  is  low.  So  also  it  is  difficult  to  differentiate  between  the  types  of  thyroid  malignancies,  type  of  thyroiditis  with  this  modality. The  major  advantages  of  ultrasonography  is  the  rapidity  with  which  the  images  are  obtained.  It  is  non-invasive,  relatively  inexpensive  and  can  be  performed  even  at  bed  side.  It  does  not  involve  the  use  of  ionizing  radiation  and  is  safer  even  in  pregnant  patients.

Funding: Nil, Conflict of interest: None initiated.
Permission from IRB: Yes

References


1. Agha A, Jung EM, Janke M et al. Preoperative diagnosis of thyroid adenomas using high resolution contrast-enhanced ultrasound. Clin Hemorheol Microcirc. 2013 Jan 1;55(4):403-9. doi: 10.3233/CH-131777. [PubMed]

2 .Scheible W, Leopold GR, Woo VL, Gosink BB. High-resolution real-time ultrasonography of thyroid nodules. Radiology. 1979 Nov;133(2):413-7.
[PubMed]

3. Solbiati L, Volterrani L, Rizzatto G, Bazzocchi M, Busilacci P, Candiani F, Ferrari F, Giuseppetti G, Maresca G, Mirk P.  The  Thyroid  gland  with  low  uptake  lesions.  Evaluation  by  Ultrasound. Radiology. 1985 Apr;155(1):187-91. [PubMed]

4. Messaris G, Kyriakou K, Vasilopoulos P, Tountas C.  The  single  thyroid  nodule  and  carcinoma.  Br J Surg. 1974 Dec;61(12):943-4. [PubMed]

5.  Lees  WR,  Vahi  SP, Waston  LR,  Russell RC.  The  role  of  USG  scanning  in  the  diagnosis  of  thyroid  swelling . Br J Surg. 1978 Oct;65(10):681-4. [PubMed]

6. Walker  J,  Findlay  D,  Amar  SS,  small  PG, Westie  ML, Pegg  CA.  A  prospective  study  of  thyroid  ultrasound  scan  in  the  clinically   solitary  thyroid  nodule.  Br J Radiol. 1985 Jul;58(691):617-9.

7. Boland  GW,  Lee  MJ,  Mueller  PR,  Mayosmith,  Dowson  SL.  Simeone  JF. Sonography  guided  FNAC  of  Neck  masses  has  high  sensitivity  and  should  routinely  use  to  evaluate  masses  in  neck. AJR Am J Roentgenol. 1993 Nov;161(5):1053-6.  [PubMed]

 8. Simeone JF, Daniels GH, Mueller PR, Maloof F, vanSonnenberg E, Hall DA, O'Connell RS, Ferrucci JT Jr, Wittenberg J. High  resolution  real  time  sonography  of  the  thyroid.   Radiology. 1982 Nov;145(2):431-5. [PubMed]

9. Propper  RA,  Skoinick  ML,  Weinstein,  Dekker  A. The  non  specificity  of  the  thyroid  halo  sign.  J Clin Ultrasound. 1980 Apr;8(2):129-32. [PubMed]

10. Karakoc  E.  Turan S, Akpinar  et  al.  Screenig  of  patients   with  thyroid  dysgenesis  by  thyroid  function  tests  and  ultrasound.  Horm Res. 2008;70(6):329-39. doi: 10.1159/000161863. Epub 2008 Oct 27.
                                                                                                                  
11. Lee  JH,  Shin  JH,  Lee  HW,  oh YL, Hahn  SY,  KOEY.  Sonographic  and  cytological  correlation  of  papillary   thyroid  carcinoma  variants J Ultrasound Med. 2015 Jan;34(1):1-15. doi: 10.7863/ultra.34.1.1.




How to cite this article?

Pawar AR, Alone SD. Evaluation of Thyroid gland by high resolution Ultrasonography. Int J Med Res Rev 2015;3(3):292-296. doi: 10.17511/ijmrr.2015.i3.054.