超聲彈性成像在乳腺腫塊良惡性鑒別中的應用進展

高慶梅，王凹弟綜述，張 玫審校

目前，乳腺腫塊發病率越來越高，尤其乳腺癌，已成為全世界最常見女性惡性腫瘤之一，并呈逐年上升趨勢。據統計，每年約有50萬人死于乳腺癌，歐美國家每4個癌患者中就有1個是乳腺癌。在我國大城市如京、津、滬乳腺癌的發病率已超過宮頸癌躍居女性惡性腫瘤第一位，嚴重影響女性的健 康［1，2］。

目前乳腺腫塊的影像學檢查方法主要有鉬鈀X線、超聲、磁共振（magnetic resonance，MR）、多層螺旋 CT（multiple slice computed tomography，MSCT）、近紅外線掃描等。鉬靶在微小鈣化檢測中有不可替代的重要性，尤其是早期乳腺癌無明顯腫塊的針尖樣或簇狀微小鈣化，但鉬靶不能顯示組織內部及血流分布情況，且對致密性乳腺顯示不清；多層螺旋CT可以多層薄層掃描，無干擾，能進行造影及三維重建，顯像清楚，定位準確，可發現微小腫塊，同時觀察有無淋巴結轉移，但對微小鈣化不敏感，費用昂貴，有造影劑過敏的可能，同鉬靶一樣，有放射線污染；MR費用高，對微小鈣化不敏感，但能發現隱匿性腫塊［3］，多方位多層面顯示病灶，三維重建，可顯示血流情況，對腫瘤浸潤程度準確率較高，無放射線污染；近紅外線掃描對血管顯像靈敏度高，無創傷，無輻射，但定位、定性及分辨力較差，且穿透性較差，對于較厚較大乳房及較小腫塊易漏診或誤診，準確率較低，對鈣化不敏感，現已很少應用。超聲對乳腺疾病的診斷有獨特優勢，費用低、無創傷、無輻射、可重復、多切面靈活掃查、內部外周情況顯示清晰、血流信號可顯示等，且超聲技術不斷完善，超聲彈性成像（ultrasound elastography，UE）技術的出現，使得超聲診斷尤其是對惡性腫瘤的早期診斷更提前、更完善，為超聲診斷乳腺疾病提供了更高的平臺，增加了超聲醫師的信心，也減少了不必要的穿刺活檢。

1 UE原理及成像技術

1.1 原理 超聲彈性成像概念最早在1991年由Ophir等［4］提出，UE是根據各種生物組織間硬度不同，在相同外力作用下，產生的形變不同即位移不同，獲得的相對彈性信息亦不同，硬度較大的組織產生形變較小，硬度較小的組織產生形變較大，然后應用復合互相關 （combined autocorrelation method，CAM）技術對聲波信號處理，獲得不同彩色編碼，最后形成彩色編碼圖像，硬度較大對應藍色，較軟的對應紅色，彈性系數居中的對應綠色。在正常乳腺上，脂肪對應紅色編碼，腺體組織對應綠色編碼，肌肉對應藍色編碼。

1.2 UE技術 目前UE技術分為：靜態/準靜態彈性成像技術、血管彈性成像技術、心肌彈性成像技術、瞬時聲彈性成像技術、聲輻射力彈性成像技術、振動聲彈性成像技術、剪切波彈性成像技術等。

1.2.1 靜態/準靜態彈性成像技術 即壓迫式彈性成像技術，是最早的彈性成像技術，也是目前應用研究最多、最成熟的成像技術，由Kallel等［5］首次提出。通俗講，該技術就是向生物組織施加適當的壓力，使其產生形變，經過儀器處理，形成不同彩色編碼圖像。但在操作過程中，操作者施加壓力的力度不同，壓放頻率不同或手法差異而產生不同的圖像結果，人為因素影響多。為避免這點，各家公司在圖像邊設置一彈力指示棒，設定最佳區域及標準，使操作保持一致，圖像以壓力標尺穩定在設定區域時最佳。

1.2.2 間歇性彈性成像技術 由 Catheline等［6］提出，首先是用低頻間歇振動造成組織相對位移，再用反射回波發現組織位移，超聲瞬時彈性成像技術就是利用該項技術。該技術不受患者呼吸、心跳影響，對操作者要求少，重復性好，但應用面狹窄。目前，只用于肝臟纖維化的檢查及藥物治療后效果的評價。

1.2.3 振動性彈性成像技術 又稱超聲激發振動聲譜成像，利用低頻振動作用于組織，并在組織內部傳播，把振動圖像用實時多普勒聲像圖表現出來。該技術產生較晚，技術不太成熟，目前僅實驗于離體組織，優點有原理簡單、成像質量高、靈敏度高、干擾少，將來可能在腫瘤的熱治療以及高強度聚焦超聲治療過程的檢查評估中有更廣泛應用。

2 彈性成像技術診斷與生物組織的關系

生物體的病理組織與正常組織之間存在聲阻抗及硬度差異，這是其本身特性。組織的微觀結構決定宏觀表現，如乳腺癌增生失控，快速浸潤生長，而良性腫塊增生較慢，膨脹生長，導致其腫塊與原組織密度不同，硬度即彈性系數亦不同，彈性成像技術因其硬度不同而形成不同彩色編碼，便于鑒別病變的良惡性，藍色表示組織硬度較大，紅色表示硬度最?。ㄈ缰荆?，綠色為硬度適中 （如正常乳腺腺體組織）。McKnight等［7］指出惡性腫瘤要比其周圍實質組織硬4倍，Hall等［8］指出惡性腫瘤在彈性成像圖像上比常規超聲圖像上的平均面積要大2倍，也有研究示UE圖上腫塊大小更接近實際腫塊大小。Krouskop等［9］報道乳腺內不同病變與組織的彈性系數（應力與應變之比）不同，彈性系數從大到小排列為浸潤性導管癌、非浸潤性導管癌、乳腺纖維化、乳腺、脂肪組織。

3 UE在乳腺腫塊良惡性鑒別方面的診斷方法及價值

自彈性成像問世，不同學者采用不同方法，對乳腺超聲彈性成像做了大量研究，認為彈性成像對乳腺病變診斷特異性高，對良惡性病變鑒別有良好前景。

3.1 UE技術評分方法及對乳腺腫塊的定性分析價值 UE用于臨床最先由日本筑波大學植野等［10］提出的5評分法，其標準為：1分：腫塊全體發生變形，圖像顯示為綠色；2分：腫塊大部分發生變形，但小部分沒有變形，圖像顯示為綠色和藍色混雜，以綠色為主；3分：腫塊邊界發生變形，中心部分沒有變形，圖像顯示腫塊中心為藍色，腫塊周邊為綠色；4分：腫塊全體沒有變形，圖像顯示腫塊整體為藍色；5分：腫塊全體和周邊組織都沒有變形，圖像顯示腫塊和周邊組織為藍色。以彈性成像評分4分以上考慮為惡性，3分以下考慮為良性病變，其診斷的靈敏度為86.5%，特異性為89.8%，準確性為88.3%。但是在國內實際工作中，很多圖像的描述很難用該標準作出評價，于是，國內學者又相繼提出了幾種不同的評分標準，沈建紅等［11］提出了7分法，其評分標準為：1分：腫塊整體顯示為綠色；2分：腫塊顯示為綠色和藍色相間，以綠色為主；3分：腫塊邊界發生變形，中心部分沒有變形，顯示腫塊中心為藍色，腫塊周邊為綠色；4分：腫塊顯示為綠色和藍色相間，以藍色為主；5分：腫塊整體為藍色；6分：腫塊和周邊組織均顯示為藍色；7分：腫塊顯示為綠色和藍色相間，以藍色為主，且周邊組織顯示為藍色；7分法以5分為良惡性診斷的界點，其對乳腺病變的診斷敏感性、特異性和準確性分別為：81.60%、99.14%和 94.53%；另外，曾婕等［12］提出了8分評分法，其評分標準為：1分：腫塊整體顯示為綠色；2分：腫塊顯示為綠色和藍色相間，以綠色為主；3分：腫塊顯示為中心呈藍色，周邊為綠色；4分：腫塊顯示為綠色和藍色相間，以藍色為主；5分：腫塊范圍為藍色，內有少許綠色；6分：腫塊整體為藍色；7分：腫塊及周邊組織均顯示為藍色；8分：腫塊及周邊組織顯示為藍色，但腫塊內部間有綠色顯示；8分法仍以5分為良惡性診斷的界點，其對乳腺病變的診斷敏感性為82.07%，特異性為98.63%，準確性為94.51%。7分法和8分法雖然更細致，但較復雜，不便掌握，雖然減少了惡性病例的漏診，卻往往使良性病例診斷為惡性病例數增加，在實際操作中均有弊端，于是，羅葆明等［13］提出了改良5分法評分標準，1分：腫塊整體或大部分顯示為綠色；2分：腫塊顯示為中心呈藍色，周邊為綠色；3分：腫塊范圍內顯示為綠色和藍色所占比例相近；4分：腫塊整體為藍色或內部伴有少許綠色；5分：腫塊及周邊組織均顯示為藍色，內部伴有或不伴有綠色顯示（≥4分為惡性，≤3分為良性），對672個乳腺腫塊分別進行UE診斷，應用舊評分標準UE診斷乳腺良惡性腫塊的敏感性、特異性和準確性分別為72.6%、94.9%和 89.0%，應用改良 5 分法診斷的敏感性、特異性和準確性分別為 87.2%、94.1%和 92.7%，后者比前者應用更直觀、簡單、合理、更符合圖像表現，所以改良5分法診斷的敏感性、準確性更高。

羅葆明等［14］進一步研究表明：UE鑒別乳腺腫塊良惡性的準確性高于常規二維灰階超聲、彩色多普勒超聲及鉬靶X線；沈建紅等［15］對479個乳腺腫塊，分別用普通超聲及彈性成像用回顧性分析ROC評判診斷價值，綜合評價彈性成像優于普通超聲；但王怡報道UE診斷的準確性低于常規超聲，富麗娜等［16］用UE和常規超聲兩者結合，其診斷靈敏度顯著提高，可見，診斷中，有必要采用聯合診斷方法。

3.2 UE對乳腺腫塊的半定量診斷方法及價值

3.2.1 彈性應變率比值（strain ratio，SR）法 該方法半定量評價腫塊硬度，將評分用具體數值量化，表現的是順應性差異，惡性腫塊相對硬度大，良性腫塊相對硬度小。彈性應變率比值有以下兩種算法。

方法一：SR＝腫塊周圍乳腺組織的應變率/腫塊區的應變率。

方法二：SR＝腫塊周圍脂肪組織的應變率/腫塊區的應變率。

在SR操作過程中，又有整體應變率法和局部應變率法，經過研究發現，局部應變率比值較整體應變率比值有更高的準確性［17］。國內外學者分別用兩種方法研究SR值，Thomas 等［18］按照方法二，臨界值定位 2.45，敏感性和特異性分別為90%、89%；國內智慧等［19］利用方法一采用整體應變率法，臨界值為3.08，以病理為金標準，得出敏感性和特異性分別是97.38%、91.33%，并進一步研究228個腫塊分別與同深度乳腺組織和淺層脂肪組織作對照可獲得不同的SR值，結果是以同深度正常乳腺組織作為比較準確率更高，與病理診斷更接近。但對于較大腫塊，無法參照同深度乳腺組織時，SR診斷受限，所以，雖然彈性應變率比值法更客觀，但也有一定局限性。

3.2.2 面積比法 （直徑比法） 該比值是由雙模圖上彈性圖與二維圖腫塊面積或最大直徑比。依據腫瘤的生物學特征，只要有病變，生物學特征就有相應變化，病變區與正常區域間硬度上就會存在相對差別，而彈性成像的敏感性較強，所以在彈性圖上腫塊的面積大于二維圖，利用這一特點可以對乳腺腫塊良惡性作出鑒別。 Gespedes 等［17］和 Hall等［8］也證實這一點，乳腺癌在彈性圖上表現的范圍較其在超聲二維圖上大，甚至達2倍左右。Garra等［20］的研究表明，利用明亮度和范圍大小的不同進行比較，75%的纖維腺瘤及56%的實性良性腫瘤可與癌組織鑒別開來，Leong等［21］以 1.1為臨界點，診斷乳腺惡性腫瘤的特異性可達100%，敏感性為92.3%。國內朱慶莉等［22］比較了同一腫塊分別在彈性圖上和二維圖上測值差異，顯示在UE圖像中腫塊測值最大直徑增大，且診斷乳腺癌的敏感性、特異性及準確性分別為55.8%、96.90%及75.70%；孫衛健等［23］報道鑒別診斷乳腺腫塊良惡性的準確性腫塊測值的面積比高于直徑比，以面積比≥1.5診斷乳腺癌的敏感性為 82.8%，特異性為 87.5%，準確性為 81.1%，面積大小更接近腫塊實際大小。

根據組織學特性及生長方式來說，硬度大及邊界浸潤不清晰是大多數惡性腫塊共性，彈性成像面積比法、直徑比法及SR比值法均據其生物學特性通過參數進行診斷，因此對乳腺疾病的檢測均有意義，但臨界值的確定還需要進一步研究探討，以便診斷更規范。

4 UE的優勢

大量研究示，彈性成像對小腫塊的檢出率及診斷率高，Yamakawa等［24］運用UE可將＜5 mm的非浸潤性導管癌清晰顯示，歐冰等［25］對<1 cm和>1 cm腫塊研究分析，得出<1 cm腫塊組的診斷敏感性、特異性、準確性均高于>1 cm腫塊組，歸其原因，可能還是與組織結構有關，不管腫塊大小，惡性腫塊質地普遍較良性硬；還有一些學者對特殊腫塊研究，駱峰等［26］對57例弱回聲進行研究表明，超聲彈性成像能較好辨別囊實性腫塊，與病理結果有較好的一致性，在乳腺常規超聲中表現為弱回聲腫塊的診斷中具有重要價值，能夠為臨床診斷提供重要的信息；盤麗娟等［27］分析了炎性乳腺癌、哺乳期乳腺癌、浸潤性微乳頭狀癌、小葉癌及乳腺小管癌幾種特殊類型乳腺癌的常規超聲及彈性超聲圖像，結果顯示彈性超聲技術對特殊類型乳腺癌的診斷有一定參考價值；另外，日本Itoh等［28］對導管內癌及硬化型浸潤性導管癌研究，發現評分差異有統計學意義，提示數值越大，惡性度越高；國內吳秀平等［29］研究示彈性面積與二維面積比>1.5，k－67 陽性值越高，預后越差，這些研究顯示彈性成像可以提示乳腺癌的預后評估。

5 超聲彈性成像在診斷乳腺疾病中的局限性

大量學者研究表明，彈性成像在乳腺疾病中有重要價值，但容易產生假陽性及假陰性結果，有一定局限性，影響因素較多。 譬如，感興趣區（ROI）大小的調節，羅葆明等［30］對127例患者164個腫塊研究示，ROI盡量是腫塊大小2倍以上，診斷的準確性才會提高；操作者的手法因素可因壓力、壓放頻率的不同造成彈性成像結果的誤差，壓力太大，組織產生形變大，其反射回波信號在深度上的位移相對變大，評分會增大，壓力小，組織產生形變小，其反射回波信號在深度上的位移相對變小，評分會減小。學者羅葆明等［31］研究表明，壓放頻率在3～4時最合適，誤差小，準確率高；腫塊過大或位置表淺的腫塊對彈性評分也會有影響，因ROI不能完全涵蓋腫塊操作不標準會出現誤差；腫塊太深也會引起診斷誤差；再者，腫塊本身的生物學特性也會造成誤差，良性腫塊因生長時間長間質細胞豐富，粗大鈣化，膠原化，玻璃樣變等或膨脹生長擠壓周圍形成不規則的組織改變或硬化性腺病等會造成一定的干擾，惡性病變一般組織相對較硬，但像髓樣癌、黏液癌本身含有間質纖維成分少，組織硬度較小，會引起誤診。另外，腫塊生長過大，血供差，會造成液化出血，彈性評分相應也會變低。還有一些惡性腫塊，其硬度較大，后方回聲明顯衰減，彈性成像圖上不顯示彩色編碼，這些也不符合滿意圖像?；谶@些因素，首先在操作過程中減少操作誤差，按規定的方法操作，其次，應多方面綜合考慮圖像表現及疾病，因組織生物學特征不同，可采用聯合超聲診斷，必要時還得超聲引導穿刺活檢定性。

超聲彈性成像是超聲的新技術，它把影像圖像與組織病理相關性距離縮小，彌補了常規超聲的空白，應用范圍越來越廣，隨著科技發展，現存在的技術不足會相繼減少，彈性成像實用價值會越來越大。

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