彈性成像參數對乳腺腫塊的診斷價值

蘇 彤，鄧 晶，龔海燕，王 慧，栗翠英

南京醫科大學第一附屬醫院超聲醫學科，江蘇 南京210029

乳腺癌是威脅女性健康的首要惡性腫瘤，每年新發患者約27.9萬[1］。目前，乳腺癌的篩查和診斷方法有X線、超聲、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等。常規二維超聲檢查可為鑒別乳腺腫塊提供許多信息，但無法測量腫塊硬度。研究表明，乳腺腫塊中惡性病變比良性病變更硬[2-3］。彈性超聲包括助力式的應變彈性成像（elasticity imaging，EI）和聲力式的聲觸診組織成像與量化技術（virtual touch tissue imaging and quanti fi cation，VTIQ）。EI中的應變率比值、面積比、長度比，以及VTIQ中的剪切波速度（shear wave velocity，SWV）最大值、最小值和平均值均可用于乳腺腫塊的良惡性鑒別診斷[2，4］，但在不同切面乳腺腫塊彈性值不同，因此各參數的診斷價值存在差異性[5］。此外，不同彈性成像技術也各有缺點，可能導致高估或低估病變。本研究旨在比較EI與VTIQ定量參數在不同切面中的診斷效能，并進行聯合診斷，以期提高診斷效能。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2017年1月—2018年7月于南京醫科大學第一附屬醫院就診的乳腺疾病患者236例，共計236個實性腫塊。患者均為女性，年齡19～80歲，平均年齡（45.2±12.3）歲。腫塊最長徑0.5～3.7 cm，平均（17.09±8.08） mm。納入標準：① 實性乳腺腫瘤，或二維超聲圖像上囊性成分＜25%；② 病灶直徑5～37 mm；③ 患側乳腺未進行過外科手術，無放化療病史；④ 所有患者年齡均＞18歲，為非哺乳期、非孕期女性。通過外科手術或粗針活檢獲得病理學診斷結果。每位患者的彈性超聲檢查均獲得其知情同意。

1.2 儀器和方法

使用SIEMENS Acuson S3000彩色多普勒超聲診斷儀，將18L6線性陣列換能器（頻率為7～17 MHz）用于常規二維超聲檢查，9L4線性陣列換能器（頻率4～9 MHz）用于VTIQ及EI檢查。先用18L6探頭行二維常規超聲檢查，找到腫塊后記錄二維超聲特點，區分囊性部分與實性腫塊。然后切換到9L4探頭，在不施壓狀態下使品質因子（quality factor，QF）穩定在60以上，在彈性腫塊最清晰時獲取EI定量參數，在橫切面及縱切面記錄應變率比值、面積比和長度比。換用VTIQ模式，通過調節閾值，測量包括腫塊內深紅和深藍在內的各組數據，各采集8次。測量兩個切面上腫塊內SWV最大值、最小值和平均值，并計算兩個切面的平均值。操作過程中，囑患者屏住呼吸，采用足夠的耦合劑，以獲得高質量圖像并減少呼吸運動對測定結果的干擾。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 病理學檢查結果

對所有病灶均進行了病理學檢查，其結果，良性病灶為139個，包括乳腺纖維腺瘤83個、導管內乳頭狀瘤16個、乳腺腺病33個、漿細胞性乳腺炎6個、葉狀腫瘤1個；惡性病灶為97個，包括浸潤性導管癌44個、浸潤性導管癌伴導管原位癌33個、導管原位癌5個、乳頭狀癌4個、黏液癌6個、浸潤性小葉癌3個、小管癌1個、神經內分泌癌1個。

2.2 乳腺良惡性病灶之間各彈性定量參數的比較

無論橫切面、縱切面或聯合兩個切面，彈性參數的面積比、長度比、應變率比值，以及SWV最大值、最小值和平均值在惡性組均高于良性組（P均＜0.05，表1）。各彈性定量參數在橫切面均高于縱切面，差異有統計學意義（P均＜0.05）。

2.3 各彈性定量參數的ROC曲線分析及診斷效能比較

除面積比外，各彈性定量參數在橫切面中的靈敏度均高于縱切面（表2）。兩切面之間除SWV最小值的AUC差異有統計學意義（P=0.031）外，面積比、長度比、應變率比值、SWV最大值和SWV平均值的AUC差異均無統計學意義（P均＞0.05，表3）。聯合兩個切面構建ROC曲線（圖1），SWV最大值、平均值和最小值的AUC值分別為0.884、0.875和0.823，高于應變率比值、面積比及長度比的AUC值（分別為0.620、0.776和0.735）。VTIQ的SWV最大值和平均值與EI各參數之間AUC差異有統計學意義（SWV最大值與長度比、面積比及應變率比值比較：Z=3.849、2.887、6.900；P=0.000 1、0.003 9，＜0.000 1。SWV平均值與長度比、面積比及應變率比較：Z=3.471、2.564、6.699；P=0.000 5、0.010 4，＜0.000 1）。SWV最小值與最大值、最小值與平均值之間AUC有差異，但最大值與平均值之間差異無統計學意義（最大值與最小值比較：Z=3.110，P=0.001 9；平均值與最小值比較：Z=3.659，P=0.000 3；最大值與平均值比較：Z=1.050，P=0.293 9）。

2.4 聯合切面各彈性定量參數的多因素分析

多因素分析顯示，聯合兩切面彈性定量參數SWV最大值與面積比進入模型，聯合預測模型的AUC為0.901，靈敏度為86.60%，特異度為79.86%，AUC及靈敏度均高于單一彈性定量參數（表2、4）。

表1 不同切面之間各彈性定量參數值的比較

表2 不同切面的彈性定量參數AUC及診斷效能的比較

圖1 聯合切面各參數的AUC曲線

表3 各彈性參數在橫切面和縱切面間的AUC值Z比較

表4 彈性定量參數的Logistic回歸分析

3 討 論

超聲彈性成像是一種生物力學成像技術。本研究中助力式EI是利用人體自身呼吸、心跳等產生的微運動，計算組織整體位移變化，從而計算組織硬度。聲力式中的聲脈沖輻射力成像是利用聲輻射力推動的脈沖波短時間內在靶器官內產生剪切波，可測量出感興趣區各點的SWV。其向感興趣區內發射低壓脈沖波，使局部產生微小形變，形成縱波和橫波，而利用這兩個方向的形變波衍生的VTIQ具有更多優越性。EI和剪切波彈性成像均可輔助常規超聲診斷，從而提高乳腺癌的診斷準確性[6-7］。

本研究中，無論EI還是VTIQ，各彈性定量參數在惡性腫塊中更高。這是因為不同組織的彈性值不同：浸潤性導管癌＞非浸潤性導管癌＞纖維組織＞正常纖維組織＞脂肪[8］；且惡性組織牽拉、浸潤周圍組織，導致硬度增加[9］。

本研究中，聯合切面中SWV最大值、平均值及最小值的AUC分別為0.884、0.875及0.823，均大于0.8，有較高的診斷價值。SWV最大值與平均值的AUC無明顯差異，與Liu等[6］的研究一致。但SWV最小值的AUC值低于SWV最大值和平均值，且SWV最大值和平均值的診斷AUC及靈敏度高于SWV最小值，這可能是因為乳腺癌間質反應使纖維細胞朝向腫瘤邊緣生長，彈性成像時腫瘤周圍組織硬度增大[10］。同時，惡性腫瘤組織對周圍組織浸潤并施加大小不等的牽拉力，導致周圍組織血管扭曲、擴張，引起周圍彈性模量增高，從而出現硬環、腫塊內部衰減、測量值偏低，因此SWV最小值無法真實全面地反映腫瘤的硬度特征[9］。

本研究中，不同切面之間EI與VTIQ各參數的彈性值不同，且橫切面更高，與既往研究一致[11-12］。可能原因如下：① 乳腺病灶的各向異性，剪切波在乳腺腺體和脂肪組織的放射狀結構平面上及腫瘤生長方向上傳播更快[11，13］。② 腫塊在不同切面向周圍組織浸潤的范圍及趨勢不同，剪切波順著腫瘤浸潤方向傳播時，速度更快。雖然兩個切面之間硬度值有差異，但無論EI的應變率比值、面積比和長度比，還是VTIQ的SWV最大值和平均值，AUC差異均無統計學意義，與既往研究一致[14］，表明大多數彈性定量參數在兩個切面均可用于診斷乳腺結節，具有相同的診斷價值。SWV最小值的AUC在橫切面及縱切面上分別為0.833和0.786，差異有統計學意義，反映了在某些切面上組織各向異性仍會影響某些彈性定量參數的診斷效能，可能與上述各向異性有關，但需大樣本和多中心實驗進一步驗證。除面積比外，橫切面上各彈性參數的靈敏度均高于縱切面，提示臨床可選用橫切面進行彈性超聲以診斷乳腺腫塊。

不同于既往一些研究中助力式彈性參數獲得的較高診斷效能[7，15-16］，本研究中VTIQ的SWV最大值和平均值的AUC優于EI定量參數，具有更高的靈敏度和特異度。這是因為VTIQ具有自身的優越性：① 為靜態成像，更少依賴操作者，也更客觀；② 感興趣區更小，僅為1 mm×1 mm，且可多點重復測量；③ 全自動成像，重復性高[17］。而EI利用患者自身呼吸、心跳等微小形變進行助力式彈性成像，更多依賴操作者經驗，且重復性較差。

本研究存在以下不足。首先，彈性超聲僅由1名操作員執行，可能導致操作者選擇偏倚。本研究中惡性病變大多為浸潤性導管癌，良性病變大多為纖維腺瘤，需納入更多種類的乳腺腫瘤，也需多中心大樣本研究進一步檢驗。其次，需排除其他混雜因素包括探測深度、乳腺厚度等。因為彈性參數測量結果與探測深度有關，深度越大，彈性測值變異越大，但同一深度的測值無明顯差異。隨著深度增加，線陣探頭對感興趣區的彈性低估程度越來越明顯[18］。對于較淺的病灶，可能由于操作者施壓而導致高估病灶，此時需更多的耦合劑和減輕操作者的施壓以減少誤差。

綜上所述，VTIQ的SWV最大值和平均值診斷乳腺腫塊良惡性的效能更好，聲力式聯合助力式彈性超聲檢查可提高診斷效能。在臨床實踐中，可結合常規超聲檢查，選用不同彈性定量參數，從而更好地判斷乳腺腫塊良惡性。