聲脈沖輻射力彈性成像在周圍型肺腫塊中的診斷及研究

盧玉嬋 韋虹 王顯翔 李響 孫輝 紀巧

近幾年，肺癌是危害人類健康和生命最突出的惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率迅速上升[1]。早期準確的診斷肺癌對于臨床選擇治療方案及患者預后至關重要,但目前只有10%～15%的病灶能在早期被發現[2-3]。因此，尋找能準確鑒別周圍型肺腫塊良惡性的無創方法顯得非常重要。

胸部X線和CT檢查是臨床評估肺部腫塊形態學特征的常用手段[4]，但其輻射性對年輕女性、孕婦等患者不適用。在國外，周圍型肺腫塊的超聲彈性成像的研究已有報道[5]，但相關研究比較少。目前國內也僅有為數不多的相關文獻[6-7]。本研究主要是針對腫塊在超聲造影的增強區域，評估應變力彈性成像(SE)和聲脈沖輻射力彈性成像(ARFI)技術[包括聲觸診組織成像(VTI)和聲觸診組織定量(VTQ)]在良惡性鑒別診斷中的效能，為臨床診斷提供新的無創且有效的檢查方法。

資料與方法

一、研究對象

選擇2016年1月至2017年12月在我院行胸部X線或者CT檢查發現單發的周圍型肺腫塊的患者220例。本研究經我院倫理委員會審核批準(2013-56)。

二、排除標準

(1)呼吸不能配合者；(2)病灶被骨組織遮擋；(3)無病理結果者；(4)伴有胸腔積液者；(5)呼吸不配合伴胸腔積液者。最后，共計100例腫塊被納入本研究，并依次進行常規超聲、超聲造影及超聲彈性成像檢查。若研究期間不能獲得手術病理結果，則按照活檢病理結果進行評估。

三、檢查方法

(1)采用Siemens Acuson S2000超聲診斷儀，凸陣探頭。頻率1.5～4.0 MHz。

(2)囑患者舒適體位，避開肋骨及氣體遮擋，先進行病灶大小、部位、形態、邊緣、內部回聲、回聲特性、支氣管充氣征等常規超聲檢查。選擇超聲造影模式，觀察并記錄腫塊增強及內部壞死(若造影顯示病灶內出現無造影劑進入的持續無增強區域，并且與周圍增強區域分界明顯，則診斷為壞死)等情況。啟動SE技術，彈性圖取樣框應置于腫塊高增強區，并包含一些周圍的正常組織(盡量避開超聲造影無增強區)，獲得最佳的彈性圖像。之后選擇VTI模式，取樣框放置的位置與SE類似。切換至VTQ模式，每個腫塊在同一深度重復測量剪切波速度(SWV)7次，最后去掉最大值和最小值，取其平均值進行分析。

(3)圖像判斷標準

由另兩名研究者在不知病理結果及臨床資料的前提下，基于腫塊在超聲彈性圖中不同顏色(即不同相對硬度)獨立進行圖像判定，若數據結果不一致，協商達成一致后記錄。本研究參考相關文獻[8-9]，周圍型肺腫塊超聲彈性成像評分標準如下：

SE評分標準：

1分(軟)：呈均勻的紅綠相間；

2分(軟為主)：以綠色為主，伴有少量點狀藍色；

3分(硬為主)：呈均勻的藍綠相間；

4分(硬)：以藍色為主，伴有或不伴有少量綠色；

VTI 評分標準：

1分(軟)：灰黑或黑色區域<25%；

2分(軟為主)：灰黑或黑色區域在25%～50%之間；

3分(硬為主)：灰黑或黑色區域在50%～75%之間；

4分(硬)：灰黑或黑色區域>75%；

四、統計學處理

采用R 4.0.3統計軟件進行數據分析。組間比較采用t檢驗，使用頻率和百分比描述計數資料，組間比較采用卡方檢驗或Fisher精確檢驗。建立受試者工作特征(ROC)曲線，分析各變量的準確性。觀察者間一致性采用 Cohen′s Kappa 檢驗，κ值為 0～0.20一致性差; 0.21～0.40 一致性弱; 0.41～0.60 中度一致; 0.61～0.80 一致性好; 0.81～1.00 一致性極好。P<0.05 為差異有統計學意義。

結 果

入選患者年齡24～86歲 ，平均年齡(60.48±10.88)歲，56名男性，44名女性。按病灶大小分為<5 cm組和≥5 cm組，平均大小(6.85±2.51) cm。

本研究病理檢查結果：有90例經超聲引導下穿刺活檢確診，10例經手術確診。最后證實共有38例良性肺腫塊(33例慢性炎性病變，5例肺結核)和62例惡性肺腫塊(38例肺腺癌，23例肺鱗癌，1例小細胞癌)。另外，女性 (P=0.01)和年紀大(P=0.001)是危險因素，而病灶部位和吸煙史(P>0.05)不是相關因素(表1)。

表1 患者的基本信息與病灶良惡性的關系[n(%)]

一、常規超聲檢查結果

在常規超聲中，超聲特點如病灶直徑≥5 cm，有支氣管充氣征以及無血流(P<0.05)都具有統計學意義(表2)，其對應的預測良惡性的敏感性、特異性、PPV、NPV 如(圖1)所示。

表2 患者的病灶二維圖像特征與病灶良惡性的關系[n(%)]

圖1 患者的病灶二維圖像特征預測良惡性的能力指標計算

二、超聲彈性成像檢查結果

關于病灶超聲應變力彈性成像特點方面(表3)，將評為1～2分的病灶歸為良性組，評為3～4分的病灶歸為惡性組，差異具有統計學意義(P=0.031)。而良惡性病灶的VTI和VTQ之間的差異都具有統計學意義(P<0.001)。在VTI評分方面，將1～2分病灶歸為良性組，3～4分的病灶歸為惡性組，發現SE相對應的特異性為0.76(0.63, 0.90)，VTI的敏感性為0.84(0.75, 0.93)。分別統計兩位醫師對SE、VTI評分的觀察者間一致性，結果如表3，SE評分4分惡性組一致性好，VTI評分4分良性組及惡性組一致性好。

表3 SE、VTI、VTQ與病灶良惡性的關系及觀察者間一致性檢驗[n(%)]

關于剪切波速度(shear wave velocity，SWV)，以1.944 m/s作為鑒別良惡性的截斷點時，提示惡性病灶的敏感性、特異性、PPV和NPV分別為0.73(0.62, 0.84)、0.74(0.60, 0.88)、0.82(0.72, 0.92)、0.62(0.48, 0.86) ， 如(圖2)所示。VTQ鑒別病灶良惡性對應的曲線下面積(area under the curve，ROC)是0.733。

圖2 SE、VTI及VTQ預測病灶良惡性的能力指標計算

討 論

據報道，肺癌仍然是全球癌癥死亡的主要原因， 5年生存率僅為17%，在中國人群的發病率和死亡率都居首位[10-11]。如何早期準確診斷肺癌非常重要。超聲憑借其無創、無輻射、便捷、價廉、可重復性強的優勢，越來越受到臨床醫生重視。

超聲彈性成像技術作為一種創新的超聲技術，越來越多地應用于肝臟、甲狀腺、乳腺等疾病的診斷，甚至宮頸腫塊的診斷[12]。有研究指出，組織的硬度能反映出病灶的本質特征，而且惡性腫塊的硬度要大于良性腫塊[13-14],本研究結果也證實,惡性病灶的剪切波速度大于良性病灶(2.46±0.89) m/s VS(1.79±0.89) m/s,(P<0.001)，差異具有統計學意義。SE技術通過手動壓迫組織來獲取組織硬度，隨之而來的問題是由于壓力的不可控制性，不同操作者之間會存在差異，在本研究中，我們也發現了同樣的問題。

ARFI技術應運而生，克服了手動施壓的主觀性，能夠半定量或者定量測量組織硬度，使得診斷信息更加準確[15]。由于較大的肺癌病灶內容易出現壞死[16],本研究為了避免取樣框置于壞死區而影響超聲彈性結果，遂先進行超聲造影檢查，顯示增強區，盡量避開壞死區。本研究首先采用SE技術檢測100例周圍型肺腫塊，結果顯示，SE在鑒別良惡性病灶上差異具有統計學意義(P=0.031)，這與我們先前的研究結果[17]有所不同，我們猜測可能與樣本量的增加有關，所以期待更大樣本數據進一步證實。

與SE相比，VTQ通過產生剪切波來評估組織剛度，具有操作者主觀影響小、彈性圖像質量獨立、定量測量等優勢。在我們的研究中，惡性病灶的平均SWV值高于良性病灶(2.46±0.89)m/s VS(1.79±0.89)m/s,(P<0.001)。以1.944 m/s作為VTQ鑒別良惡性的截斷點時，提示惡性病灶的敏感性、特異性、PPV和NPV分別為0.73(0.62, 0.84)、0.74(0.60, 0.88)、0.82(0.72, 0.92)、0.62(0.48, 0.86) 。我們發現VTQ比高云剛[18]報道的x線診斷周圍型肺癌的敏感度(54%)要高。另外，本研究VTI的假陽性率要低于解春廷[19]報道的CT診斷周圍型肺癌的誤診率(43.75%)。ARFI超聲彈性成像技術可以有效評估腫塊的硬度，有助于周圍型肺部腫塊良惡性的鑒別，為評估腫塊的硬度提供了一種新的方法(如圖3)。不可避免的是，VTQ在檢查中也存在假陽性和假陰性。本研究誤診的一例良性病變中， SWV均值為4.344 m/sec，其病理結果顯示病灶伴有大量纖維，使得組織硬度偏高。而1例小細胞肺癌的SWV均值為1.202 m/sec, VTI評分為2分，我們猜測這可能與腫瘤細胞復雜的異質性有關。本研究病例的一致性程度以 Cohen′s Kappa 檢驗得到的 κ 值大小來表示。κ 值是觀察一致率與機會一致率的差值與非機會一致率的比值，是陽性一致性和陰性一致性的綜合結果，因此 κ 值很適用于同時關注陽性一致性和陰性一致性的研究。SE評分4分惡性組一致性好,VTI評分4分良性組及惡性組一致性好，說明不同醫師對彈性評分的判讀穩定性尚可，本研究的醫師都是經驗豐富的超聲醫師，所以觀察者間一致性較好。本研究具有局限性，例如關于病灶在肺內的具體位置，沒有納入本次研究，只選擇超聲能探測到的病灶，這是否會影響結果的判定，還有待以后更進一步研究。

圖3 64歲男性肺腺癌。(A、B)常規超聲示右肺葉直徑53mm病灶，形狀不規則，邊緣粗糙，不均質低回聲 ；(C)VTI評分為4分；(D)SWV值為4.35 m/sec。

結 論

ARFI超聲彈性成像技術可以有效評估腫塊的硬度，有助于周圍型肺部腫塊良惡性的鑒別。