垂直彩色條紋對剪切波彈性最大值評價乳腺病灶良惡性的影響*

史憲全李俊來錢林學(xué)馬 霞劉玉江周潔瑩

垂直彩色條紋對剪切波彈性最大值評價乳腺病灶良惡性的影響*

史憲全①李俊來②*錢林學(xué)①馬 霞①劉玉江①周潔瑩③

目的:探討剪切波彈性成像彩色彈性圖中的垂直彩色條紋對彈性值最大值評價乳腺病灶良惡性的影響.方法:回顧性分析281例女性患者327個均經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢確診的乳腺病灶,其中良性病灶178個,惡性病灶149個.按照彩色彈性圖上是否出現(xiàn)垂直彩色條紋將其分為條紋組(73個病灶)與無條紋組(254個病灶),條紋組又依據(jù)彩色彈性圖上的垂直異常彩色條紋是否干擾到病灶的內(nèi)部或邊緣,將垂直彩色條紋位于病灶內(nèi)部或邊緣的43個病灶分為干擾組;將垂直彩色條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域的30個病灶分為未干擾組.比較3組間良性病灶Emax值的差異,應(yīng)用ROC曲線確定診斷臨界值,計(jì)算其靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確率.結(jié)果:應(yīng)用Emax評價327個乳腺病灶良性和惡性的診斷臨界值為64.00 kPa,剔除垂直彩色條紋干擾的35個良性病灶后,Emax評價292個乳腺病變良性和惡性診斷臨界值為54.15 kPa,與未剔除時相比較,診斷效能有所提升.若以64.00 kPa為診斷臨界值,受干擾的病灶中有4例假陽性;若以54.15 kPa為診斷臨界值,受干擾的病灶中有12例假陽性.結(jié)論:垂直彩色條紋可能是造成Emax評價乳腺病灶良性和惡性假陽性病例的重要原因,對診斷臨界值和診斷效能均產(chǎn)生影響.

剪切波彈性成像;乳腺;超聲;診斷; 垂直彩色條紋

史憲全,男,(1981- ),博士,主治醫(yī)師.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院超聲科,從事超聲診斷和介入超聲工作.

[First-author's address]Department of Ultrasound, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China.

近年來,應(yīng)用超聲剪切波彈性成像技術(shù),評價乳腺病灶良惡性在臨床上逐漸得以應(yīng)用,其獨(dú)立應(yīng)用的診斷效能與超聲乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(breast imagingreporting and data system, BI-RADS)聯(lián)合應(yīng)用的診斷效能現(xiàn)已有較多報(bào)道[1-4].在評價乳腺癌新輔助化療療效[5]、非腫塊型乳腺病變良性和惡性及各定量參數(shù)的診斷效能的比較等方面均進(jìn)行了探討[6-9].應(yīng)用的儀器多為法國聲科公司所生產(chǎn),而本研究小組所應(yīng)用的儀器為該公司生產(chǎn)的SuperSonic Imagine AixPlorer實(shí)時剪切波彈性成像超聲診斷儀,該儀器在測量乳腺病灶彈性時,首先生成實(shí)時彩色彈性圖,以不同的色彩代表不同的彈性值,凍結(jié)圖像后,選擇感興趣區(qū)域進(jìn)行測量相關(guān)定量的剪切模量值.然而,目前大部分研究關(guān)注的是剪切模量值在評價乳腺病變良惡性中的應(yīng)用,而對彩色彈性圖的報(bào)道相對較少[10-15].Tozaki等[11]曾報(bào)道,根據(jù)乳腺病變剪切波彈性圖的色彩和分布,將其分為4種不同的模式.其中,第二種模式為病變內(nèi)部及邊緣處可見垂直的異常彩色條紋,并認(rèn)為這種垂直彩色條紋可能為"偽像".本研究小組曾報(bào)道剪切波彈性最大值在獨(dú)立評價和聯(lián)合BI-RADS評價乳腺病變時均表現(xiàn)出較好的診斷效能,但尚未分析彩色彈性圖中的垂直彩色條紋是否會對彈性最大值評價乳腺病變良惡性產(chǎn)生影響,為此,本研究將探討解決這一問題.

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院和解放軍總醫(yī)院2012年12月至2016年4月收治的281例女性患者的327個乳腺病灶資料,患者年齡15～87歲,平均年齡(45.44±12.07)歲.327個乳腺病灶中良性178個,惡性149個,所有患者均行常規(guī)超聲和剪切波彈性超聲檢查.常規(guī)超聲下結(jié)節(jié)最大直徑為0.4～15.6 cm,平均直徑(1.94±1.61)cm.

按照彩色彈性圖上是否出現(xiàn)垂直彩色條紋將其分為條紋組(73個病灶)與無條紋組(254個病灶),條紋組又依據(jù)條紋分布將垂直彩色條紋位于病灶內(nèi)部或邊緣的43個病灶分為干擾組;將垂直彩色條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域的30個病灶分為未干擾組.

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn):所有納入研究的乳腺病灶均行常規(guī)超聲及剪切波彈性成像檢查,并獲得病理檢查結(jié)果.

(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①患者檢測時處于妊娠期、哺乳期,乳房內(nèi)含假體,正在接受放化療的患者;②乳腺病灶緊鄰部位有瘢痕及短期內(nèi)接受過穿刺活檢.存在上述情況之一者予以排除.

1.3 儀器設(shè)備

所用儀器為實(shí)時剪切波彈性成像超聲診斷儀(法國聲科SuperSonic Imagine AixPlorer),線陣探頭頻率為4～15 MHz.

1.4 檢查方法

對乳腺進(jìn)行常規(guī)超聲檢查后,對病灶進(jìn)行剪切波彈性成像檢查.檢測時應(yīng)注意方形取樣框的放置,如病灶未侵犯皮膚和肌層,方形取樣框盡量避免將皮膚和肌層包括在內(nèi).當(dāng)圖像穩(wěn)定持續(xù)時間>3 s時,可凍結(jié)圖像,使用Q-Box測量軟件進(jìn)行彈性定量參數(shù)的測量,圓形ROI盡可能覆蓋病變及其緊鄰區(qū)域的硬度最大區(qū)域,對同一病灶采用至少2個相互垂直的切面進(jìn)行測量,如病變較大時,對病灶多次多處分別取樣,測量完成后儲存圖像并記錄剪切波彈性定量參數(shù),包括Emax參數(shù)值在內(nèi).

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x-±s)表示.兩組間Emax值的差異性比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間Emax值的差異性比較采用方差分析.以病理診斷的乳腺病變的良惡性為狀態(tài)變量,以Emax值為檢驗(yàn)變量構(gòu)建整組數(shù)據(jù)和剔除干擾組病灶后數(shù)據(jù)的受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC),獲得曲線下面積并確定診斷臨界值,診斷臨界值選擇約登指數(shù)最大時所對應(yīng)的Emax值.采用診斷試驗(yàn)四格表計(jì)算靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確率,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果

(1)在327個乳腺病灶中良性病灶為178個,包括纖維腺瘤107個,腺病46個,導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤12個,不典型增生3個,漿液性乳腺炎2個,腺體內(nèi)脂肪6個,良性葉狀腫瘤2個;惡性病灶為149個,包括浸潤性導(dǎo)管癌134個,浸潤性小葉癌2個,導(dǎo)管原位癌11個,小葉原位癌1個,黏液癌1個.剪切波彈性成像彩色彈性圖上出現(xiàn)垂直彩色條紋的病灶共計(jì)73個,良性病灶63個,其中纖維腺瘤37個,腺病18個,導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤7個,良性葉狀腫瘤1個;惡性病灶10個,其中浸潤性導(dǎo)管癌7個,浸潤性小葉癌1個,導(dǎo)管原位癌2個.條紋組(73個病灶)中,干擾組43個病灶中良性35個,惡性8個(如圖1所示);未干擾組30個病灶中良性28個,惡性2個(如圖2所示).

圖1 垂直彩色條紋位于病灶邊緣的乳腺超聲剪切波彩色彈性圖

圖2 垂直彩色條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域的乳腺超聲剪切波彩色彈性圖

(2)178個良性病灶的Emax值為(34.88±23.54) kPa,149例惡性病灶的Emax值為(109.48±58.31) kPa,良性與惡性病灶兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-14.649,P<0.001),見表1.彩色彈性圖上出現(xiàn)垂直彩色條紋的73個乳腺病灶中,63個良性病灶的Emax值為(38.79±19.39)kPa,10個惡性病灶的Emax值為(76.84±36.30)kPa,良性與惡性病灶兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-3.242,P<0.01),見表2.

表1 乳腺良性與惡性病灶組間彈性最大值差異(±s)

表1 乳腺良性與惡性病灶組間彈性最大值差異(±s)

表2 條紋組良惡性病灶組間彈性最大值差異(±s)

表2 條紋組良惡性病灶組間彈性最大值差異(±s)

注:條紋組乳腺病灶為剪切波彈性成像彩色彈性圖上出現(xiàn)垂直異常彩色條紋的病灶.

(3)無條紋組中乳腺良性病灶共計(jì)115個,Emax值為(32.74±25.36)kPa,條紋組中63個乳腺良性病灶中,干擾組35個,Emax值為(48.67±20.29)kPa,未干擾組28個,Emax值為(26.44±7.78)kPa,3組間Emax值的比較其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=9.037, P<0.001),見表3.

表3 乳腺良性病灶3組彈性最大值差異(±s)

表3 乳腺良性病灶3組彈性最大值差異(±s)

注:①無條紋組為彩色彈性圖像上無垂直彩色條紋,干擾組為垂直彩色條紋位于病灶內(nèi)部或邊緣的病灶,未干擾組為垂直彩色條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域;②兩兩比較,無條紋組與干擾組彈性最大值有差異,無條紋組與未干擾組彈性最大值無差異,干擾組與未干擾組有差異.

(4)應(yīng)用Emax評價327個乳腺病變良惡性的ROC曲線下面積為0.921(0.899～0.954),P<0.001,取約登指數(shù)最大時的Emax值64.00 kPa為診斷臨界值,其靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確率分別為86.6%、91.6%、89.3%、89.6%和89.1%;剔除垂直彩色條紋干擾的35個良性病灶后,應(yīng)用Emax評價292個乳腺病變良惡性的ROC曲線下面積為0.932(0.900～0.964),P<0.001,取約登指數(shù)最大時的Emax值54.15 kPa為診斷臨界值,其靈敏度、特異度、陽性預(yù)告值、陰性預(yù)告值和準(zhǔn)確率分別為90.1%、92.3%、92%、90.4%和91.2%,與未剔除干擾組病灶相比較,上述各參數(shù)均有所提升(如圖3所示).若以64.00 kPa為診斷臨界值,在受干擾的良性病變中,有4例超過這一臨界值,造成假陽性;若以54.15 kPa為診斷臨界值,在受干擾的良性病變中,有12例超過這一臨界值,占整組數(shù)據(jù)以54.15 kPa作為診斷臨界值時所有假陽性病例的52.12%(12/23).

圖3 剔除垂直彩色條紋干擾病灶前后Emax評價乳腺病變良惡性診斷效能的差異圖

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn),剪切波彩色彈性圖上的垂直彩色條紋,尤其是位于病灶內(nèi)或病灶邊緣者,可能是造成假陽性的重要原因,會對Emax值評價乳腺病變良惡性的診斷臨界值和診斷效能造成影響.本研究中,彩色彈性圖受到干擾的35個乳腺良性病灶的Emax值高于無垂直彩色條紋的115個乳腺病灶,而且也高于有垂直彩色條紋但條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域的28個乳腺良性病灶.另有10個乳腺惡性病灶彩色彈性圖上出現(xiàn)了垂直彩色條紋,其中8個干擾到病灶,2個未干擾病灶.本研究小組以往的研究認(rèn)為,應(yīng)用Emax評價乳腺病灶良惡性具有良好的診斷效能,乳腺惡性病灶的Emax值高于良性[1-4].因此,理論上垂直彩色條紋所造成的病灶Emax值的增高,可能會造成某些良性病灶的Emax值高于診斷臨界值,而出現(xiàn)假陽性,因此,本研究著重分析了出現(xiàn)垂直彩色條紋的良性病灶對診斷效能的影響,而對有條紋的10個惡性病灶不再進(jìn)行深入的探討.當(dāng)剔除35個受干擾的良性病灶后,診斷臨界值由64.00 kPa下降至54.15 kPa,診斷的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確率均有所提升.當(dāng)應(yīng)用64.00 kPa作為診斷臨界值時,這35個病灶中有4個假陽性,而當(dāng)應(yīng)用54.15 kPa作為診斷臨界值時,假陽性病灶的例數(shù)上升至12個,占整組數(shù)據(jù)以54.15 kPa作為診斷臨界值時所有假陽性病例的52.12%(12/23).圖1所示為一38歲女性患者,左乳頭旁低回聲結(jié)節(jié),剪切波彈性成像彩色彈性圖上可見垂直彩色條紋,并干擾到病灶邊緣,Emax值為(103.76)kPa,病理證實(shí)為乳腺腺病,為一假陽性病例.圖2所示為49歲女性患者,右乳頭旁低回聲結(jié)節(jié),剪切波彈性成像彩色彈性圖上可見垂直彩色條紋,但位于距離病灶較遠(yuǎn)的區(qū)域,Emax值為29.41 kPa,病理提示為導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤,Emax將其正確評價為良性.

剪切波彈性成像能夠定量測量乳腺病變的彈性定量參數(shù),因此以往大部分研究多關(guān)注定量參數(shù)評價乳腺病變良惡性方面,但仍有部分學(xué)者對應(yīng)用剪切波彩色彈性圖像評價乳腺病變良惡性進(jìn)行了探討[11-15].Tozaki等[11]于2011年提出乳腺超聲剪切波彈性成像的直觀彩色模式,將病灶的剪切波彈性圖像分為4種模式:模式1圖像表現(xiàn)為均勻藍(lán)色;模式2為病灶內(nèi)部或周邊垂直的異常彩色條紋;模式3為病灶邊緣局灶的異常彩色;模式4為病灶內(nèi)部不均勻的異常彩色.本研究中所應(yīng)用的垂直彩色條紋即為Tozaki等[11]所提出的模式2中的條紋,但在臨床中發(fā)現(xiàn),垂直彩色條紋不僅可以位于病灶的內(nèi)部及周邊,還可以位于遠(yuǎn)離病灶的區(qū)域.不能確定這種遠(yuǎn)離病灶區(qū)域的垂直彩色條紋的出現(xiàn),是否會伴有病灶彈性的改變,因此,本研究將此種類型劃分為未干擾組,而研究結(jié)果表明,該種彈性圖像上雖然出現(xiàn)了垂直彩色條紋,但此類乳腺良性病灶的Emax值與未出現(xiàn)彩色條紋的良性病灶Emax值無差異.此外,Tozaki等[11]認(rèn)為該種條紋為剪切波彈性成像特有的"偽像",可能是由于探頭壓力的原因.但是其形成的具體機(jī)制和原因尚不明確.

在臨床中,探頭加壓確實(shí)可產(chǎn)生剪切波彩色彈性圖像上的垂直彩色條紋,因此在檢查過程中避免不必要的壓力,探頭與皮膚間僅接觸,可減少其發(fā)生.但是,通過不施壓的辦法并不能解決全部問題,即便是在探頭與皮膚僅接觸的情況下,部分病灶的彩色彈性圖像上仍然存在垂直彩色條紋.此時,可通過調(diào)整探頭位置,使條紋位于遠(yuǎn)離病灶區(qū)域,測量時避開該條紋,尚可保證Emax測值的可信性.如病灶內(nèi)部或周邊的垂直彩色條紋無法避免,應(yīng)慎重使用所測Emax值對病灶良惡性進(jìn)行評估.

本研究尚存在一定的局限性.由于為回顧性研究,未能將可能影響Emax值評價乳腺病變良惡性的可能因素,如腺體厚度、病灶位置及病灶深度等一并納入研究,尚待前瞻性的研究對此進(jìn)行完善.

綜上所述,乳腺超聲剪切波彈性圖像上的垂直彩色條紋可能是造成Emax評價乳腺病變良惡性假陽性病例的重要原因,對診斷臨界值和診斷效能均產(chǎn)生影響.臨床工作中應(yīng)盡量避免病灶內(nèi)部或邊緣出現(xiàn)垂直彩色條紋,以確保定量測量結(jié)果和評價良惡性乳腺病灶的可信性.

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Influence of vertical stripe when assessing benign and malignant breast lesions by the maximal elasticity of shear wave elastography

SHI Xian-quan, LI Jun-lai, QIAN Lin-xue, et al

Objective: To evaluate the influence of vertical stripe of shear wave elastography color map when assessing benign and malignant breast lesions by the maximum elasticity (Emax). Methods: There were 327 breast lesions rolled in this study which were obtained pathology by biopsy or surgery, including 178 benign and 149 malignant lesions. Lesions were classified into vertical stripe group and nonvertical stripe group according to whether there were vertical stripe. Lesions of vertical stripe group were further classified into interferential group and non interferential group according their positions. Emax was compared with the three group benign lesions. Cutoff values were confirmed by receiver operating characteristic curve (ROC). The sensitivity (SEN), specificity (SPE), positive predictive value (PPV), false predictive value (FPV) and accuracy (AC) were calculated and recorded. Results: For all 327 lesions, the cutoff value was 64.00 kPa when use Emax to assess benign and malignant. When we analyzed the 292 lesions after removed 35 interferential benign lesions with Emax, the cutoff value was 54.15 kPa. In this condition the SEN, SPE, PPV, FPV and AC were improved. For the 35 interferential benign lesions, there were 4 false positive lesions when cutoff value was 64.00 kPa. Whereas, there were 12 lesions' Emax value were higher than 54.15 kPa. Conclusion: Vertical stripe may be one of the main reasons resulting in false positive lesions when assessing benign and malignant by Emax. It can influence the cutoff value and diagnostic performance.

Shear wave elastography; Breast; Ultrasound; Diagnosis; Vertical stripe

1672-8270(2016)07-0053-05 [中圖分類號] R445.1 R737.9

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.07.017

國家自然科學(xué)基金(81241055)"乳腺癌剪切波彈性模量差異的病理機(jī)制研究"

①首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院超聲科 北京 100050

②解放軍總醫(yī)院南樓超聲科 北京 100853

③解放軍第305醫(yī)院體檢中心超聲室 北京 100017

li_jl@yeah.net

2015-12-14