高解析度超聲檢查是評估甲狀腺結節的首選方法。對觸診懷疑，或是在X 線、計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)或正電子發射斷層成像(PET)檢查中提示的“甲狀腺結節”均應行頸部超聲檢查。頸部超聲可證實“甲狀腺結節是否真正存在,確定甲狀腺結節的大小、數量、位置、質地(實性或囊性)、形狀、邊界、包膜、鈣化、血供和與周圍組織的關係等情況，同時評估頸部區域有無淋巴結和淋巴結的大小、形態和結構特點。
某些超聲徵象有助於甲狀腺結節的良惡性鑑別。下述兩種超聲改變的甲狀腺結節幾乎全部為良性：
1、純囊性結節;
2、由多個小囊泡佔據50％ 以上結節體積：呈海綿狀改變的結節，99. 7％為良性。
以下超聲徵象提示甲狀腺癌的可能性大：
1、實性低迴聲結節;
2、結節內血供豐富(TSH 正常情況下);
3、結節形態和邊緣不規則、暈圈缺如;
4、微小鈣化、針尖樣彌散分佈或簇狀分佈的鈣化;
5、結節縱橫比>1;
6、同時伴有頸部淋巴結超聲影像異常：如淋巴結呈圓形、邊界不規則或模糊、內部回聲不均、內部出現鈣化、皮髓質分界不清、淋巴門消失或囊性變等。滿足以上超聲徵象3條以上建議考慮手術治療。
超聲引導下細針穿刺抽吸活檢( FNAB)是術前評估甲狀腺結節良惡性，決定是否需要手術敏感度和特異度最高的方法。建議凡直徑>1 cm 的甲狀腺結節，均可考慮超聲引導下細針穿刺抽吸活檢術+穿刺細胞性檢查。經超聲引導下細針穿刺抽吸活檢仍不能確定良惡性的甲狀腺結節，可對穿刺標本進行甲狀腺癌分子標記物檢測，如美國AsuraGen公司的甲狀腺癌分子檢測液態晶片。
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