剪切波彈性成像在乳腺良惡性腫塊鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值

付玉玉，崔廣和，楊智，劉燦，劉菲菲，許永波

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 超聲醫(yī)學(xué)科，山東 濱州 256600

剪切波彈性成像在乳腺良惡性腫塊鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值

付玉玉，崔廣和，楊智，劉燦，劉菲菲，許永波

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 超聲醫(yī)學(xué)科，山東 濱州 256600

目的應(yīng)用剪切波彈性成像技術(shù)測定乳腺腫塊的各項(xiàng)楊氏模量值，評(píng)價(jià)其在乳腺良惡性腫塊鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法測定156個(gè)乳腺腫塊的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值，并計(jì)算這4種數(shù)據(jù)的診斷臨界值。結(jié)果乳腺良惡性腫塊的Emax值、Emean值、Esd值及Eratio值均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；經(jīng)受試者工作特征（ROC）曲線分析，Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值取約登指數(shù)最大點(diǎn)為診斷臨界值時(shí)，靈敏度分別為82.2%、74.4%、83.3%、85.7%，特異度分別為96.8%、90.4%、93.4%、95.1%。結(jié)論 Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值對乳腺良惡性腫塊的鑒別診斷具有重要意義，其中Eratio值及Emax值的診斷意義較大。

剪切波彈性成像技術(shù)；乳腺腫塊；楊氏模量值；超聲

乳腺癌是目前全球女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一[1]。在乳腺疾病超聲研究中，剪切波彈性成像（Shear Wave Elastography，SWE）技術(shù)是近年來研究的熱點(diǎn)，可定量分析乳腺組織的硬度情況，為乳腺疾病的診斷提供更加豐富的信息。本文采用SWE技術(shù)測定乳腺腫塊的各項(xiàng)楊氏模量值，并分析其在良惡性鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2014年7月～12月于我院超聲醫(yī)學(xué)科發(fā)現(xiàn)可疑乳腺腫塊的152例女性患者，共156個(gè)乳腺腫塊，年齡21～75歲，平均（44.1±10.6）歲，乳腺腫塊最大徑范圍4～50 mm，平均（28.67±10.56）mm。

1.2 儀器

采用SuperSonic Imagine公司生產(chǎn)的Aixplorer超聲診斷儀，探頭頻率4～15 MHz，應(yīng)用配套的Q-BOXTM分析軟件測定乳腺腫塊各項(xiàng)楊氏模量值，楊氏模量值單位：kPa。

1.3 各項(xiàng)指標(biāo)的測定

依據(jù)2003年美國放射學(xué)會(huì)（American College of Radiology，ACR）制定的超聲乳腺腫塊BI-RADS分類法[2]，選取BIRADS分級(jí)為3類、4a類、4b類、4c類、5類的乳腺腫塊，取得入組患者知情同意之后，測定乳腺腫塊的各項(xiàng)楊氏模量值。首先在二維超聲模式下大致確定乳腺腫塊的位置、形狀等基本特征，然后在最大縱切面處不施壓狀態(tài)下固定探頭，囑患者屏氣5～10 s，進(jìn)入SWE圖像模式，楊氏模量值測量范圍為0～180 kPa（AixPlorer儀器自動(dòng)設(shè)置），設(shè)置SWE成像區(qū)面積盡量覆蓋整個(gè)病灶區(qū)域及周邊的正常乳腺組織，感興趣區(qū)穩(wěn)定成像后靜置3 s，停幀，存取圖像。利用同步顯示的二維超聲圖像作為引導(dǎo)，將定量分析取樣框放置于SWE成像區(qū)，根據(jù)乳腺腫塊的形狀盡量覆蓋整個(gè)病灶區(qū)域，然后啟動(dòng)Q-BOXTM功能測定取樣框內(nèi)Emax值、Emean值、Esd值。選取病變組織最硬處區(qū)域（2 mm× 2 mm圓形區(qū)域）與同一深度的正常乳腺組織（2 mm×2 mm圓形區(qū)域），應(yīng)用Q-BOXTM功能測量出兩者的Emax比值，即Eratio值。在此次研究中，每個(gè)腫塊在最大縱切面處進(jìn)行3次測量，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制楊氏模量值ROC曲線，并計(jì)算ROC曲線下面積（Area Under Curve，AUC），取得最佳診斷臨界值，并計(jì)算敏感度、特異度。

2 結(jié)果

2.1 156例乳腺腫塊的病理診斷結(jié)果

156例乳腺腫塊均經(jīng)病理證實(shí)，其BI-RADS分類法與病理結(jié)果對照，見表1。入組病灶均為縱切面最大徑＜5 cm的實(shí)性及囊實(shí)性腫塊，惡性腫塊縱切面最大徑范圍0.95～5.0 cm，良性腫塊縱切面最大徑范圍0.75～4.25 cm。

表1 乳腺腫塊的BI-RADS分類與病理結(jié)果對照（例）

將良、惡性腫塊的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值分別進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，t值分別為8.592、5.792、7.846、8.748，P值均＜0.001，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 乳腺腫塊各項(xiàng)彈性模量值的診斷界值及診斷意義

乳腺腫塊Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值的ROC曲線下面積分別為0.932、0.873、0921、0.941，見表2。Emax值診斷界值取61.96 kPa時(shí)，約登指數(shù)最大值為0.76，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度為82.2%，特異度為96.8%；Emean值診斷界值取32.75 kPa時(shí)，約登指數(shù)最大值為0.65，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度為74.4%，特異度為90.4%；Esd值診斷界值取9.25 kPa時(shí)，約登指數(shù)最大值為0.76，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度為83.3%，特異度為93.4%；Eratio值診斷界值取3.25時(shí)，約登指數(shù)最大為0.88，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度為85.7%，特異度為95.1%，見圖1。

表2 ROC曲線下面積

圖1 ROC曲線

本次研究中乳腺良性腫塊的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值均明顯小于惡性腫塊，見表3，與Gweon HM等學(xué)者[3]對各種不同病變?nèi)橄俳M織楊氏模量值的檢測結(jié)果大致相符。典型良、惡性乳腺腫塊的SWE圖像及其各項(xiàng)楊氏模量值，見圖2～3。

表3 乳腺良、惡性腫塊之間楊氏模量值比較（kPa，均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）

圖2 乳腺纖維腺瘤的SWE圖像

圖3 浸潤性乳腺導(dǎo)管癌的SWE圖像

3 討論

早期發(fā)現(xiàn)和診斷乳腺癌，可明顯改善患者預(yù)后及生活質(zhì)量，超聲彈性成像技術(shù)[4]對乳腺疾病的診斷具有重要意義，可提高常規(guī)超聲的乳腺病灶檢出率?！皬椥猿上瘛钡母拍钣蒓phir等[5]于1991年率先提出，由于人體內(nèi)不同組織的彈性系數(shù)各不相同，通過對病變組織施加額外激勵(lì)，利用超聲彈性成像方法，可以大致反映出病變內(nèi)部彈性模量等力學(xué)屬性差異，從而直接或間接反映出病變組織內(nèi)部的軟硬情況。在實(shí)際臨床操作過程中，傳統(tǒng)彈性成像容易受到操作者施力的大小、振動(dòng)頻率、臨床經(jīng)驗(yàn)等各種主觀因素的影響，且這種傳統(tǒng)壓迫式彈性成像屬于瞬時(shí)靜態(tài)彈性成像，無法進(jìn)行定量分析，重復(fù)性較差[6]。SWE技術(shù)[7]通過發(fā)射聲輻射對組織施加激勵(lì)，在組織中產(chǎn)生剪切波，通過超高速成像系統(tǒng)捕獲、追蹤剪切波，測量出組織各項(xiàng)楊氏模量的絕對值。楊氏模量是彈性模量的一種，楊氏模量值越大，彈性系數(shù)越高，則表示物體組織彈性越硬。SWE技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了聲波下的觸診，而且可對組織楊氏模量絕對值進(jìn)行定量分析，克服了傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)半定量及操作者主觀性的影響，重復(fù)性好，是一種真正具有創(chuàng)新意義的彈性成像量化技術(shù)。

本研究應(yīng)用Q-BOXTM功能直接獲取乳腺腫塊的Emax值、Emean值、Esd值及Eratio值。Emax值反映乳腺腫塊局部最硬處的楊氏模量值；Emean值反映乳腺腫塊整體區(qū)域的楊氏模量的平均值；Esd值反映乳腺腫塊內(nèi)部不同區(qū)域楊氏模量的變異程度，由于惡性腫瘤內(nèi)部成分多樣，導(dǎo)致相應(yīng)的Esd值較良性腫塊較大[8]，Esd值越大，則乳腺腫塊惡性的可能性越大，Esd值將組織均勻性這一主觀性特征轉(zhuǎn)化為可量化的指標(biāo)。Eratio值的測量是一種新的定量參數(shù)方法，目的是讓操作者了解腫物最硬處楊氏模量值與參照物最硬處楊氏模量值之間的硬度差異。Eratio值可以降低患者自身年齡、生理周期、個(gè)體差異等因素對病變?nèi)橄俳M織Emax值測量的影響，能更加客觀地評(píng)估乳腺腫塊局部最硬處的彈性硬度情況。相關(guān)文獻(xiàn)[9-10]研究發(fā)現(xiàn)，SWE成像中的楊氏模量最小值（Emin值）對乳腺腫塊的良惡性診斷沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所以此次研究中未加入Emin值的測量。

本研究中乳腺腫塊Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值的ROC曲線下面積（AUC）分別為0.932、0.873、0921、0.941，在AUC＞0.5的情況下，AUC越接近于1，說明診斷效果越好，AUC在0.7～0.9時(shí)有一定的準(zhǔn)確性，AUC在0.9以上時(shí)有較高的準(zhǔn)確性，本研究數(shù)據(jù)表明Emax值、Esd值、Eratio值均有較高的準(zhǔn)確性，Emean值有一定的準(zhǔn)確性。Eratio值診斷乳腺良惡性病變的準(zhǔn)確性相對最高，Emean值診斷的準(zhǔn)確性相對最低。Emean值準(zhǔn)確性相對較低的原因可能是乳腺良惡性腫塊的彈性系數(shù)之間有重疊，良性病變中有相對硬度較大的腫塊，如乳腺病及纖維腺瘤伴有鈣化和膠原化，惡性病變中有相對硬度較小的腫塊，如黏液腺癌、乳腺血管肉瘤等。SWE彈性成像可能會(huì)造成誤診，因此馮卉、李俊來等學(xué)者[11]指出聯(lián)合參考Emean值及Esd值對乳腺腫塊進(jìn)行診斷，可以降低假陽性率和假陰性率。本研究中，Emax值診斷界值取61.96 kPa時(shí)，靈敏度及特異度均較高（靈敏度82.2%，特異度96.8%），尤其是特異度達(dá)到了96.8%，說明Emax值可以明顯降低乳腺惡性腫塊的誤診率。Emean值診斷界值取32.75 kPa時(shí)，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度及特異度（靈敏度74.4%，特異度90.4%）相對Emax值、Esd值及Eratio值均較低，尤其以靈敏度為著，表明Emean值對乳腺腫塊診斷的漏診率較高。Esd值診斷界值取9.25 kPa時(shí)，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度及特異度均較高（靈敏度83.3%，特異度93.4%）。Eratio值診斷界值取3.25時(shí)，診斷實(shí)驗(yàn)的靈敏度及特異度均較高（靈敏度85.7%，特異度95.1%），尤其靈敏度達(dá)到85.7%，可以明顯降低乳腺惡性腫塊的漏診率。綜上分析，在本次研究中乳腺腫塊各項(xiàng)楊氏模量值對乳腺良惡性腫塊的鑒別診斷均具有重要意義，與Evans 等學(xué)者[12]的研究相符，Eratio值和Emax值對乳腺腫塊的良惡性診斷價(jià)值相對較高，在臨床應(yīng)用中可著重應(yīng)用乳腺腫塊的Eratio值及Emax值，以此提高乳腺腫塊的診斷率。Emean值的診斷價(jià)值相對最低，在實(shí)際臨床工作中，應(yīng)與其他楊氏模量值聯(lián)合應(yīng)用[13-14]。

本研究中，5例良性腫塊誤診為惡性，分析誤診原因可能為：① 2例乳腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤病灶可能因?yàn)椴〕梯^長，病灶內(nèi)纖維成分多導(dǎo)致楊氏模量值增高，以致出現(xiàn)假陽性；② 1例纖維囊性乳腺病合并陳舊性出血，出血機(jī)化可能使病灶的楊氏模量值增高造成誤診；③ 2例良性乳腺病灶內(nèi)可能因伴有鈣化灶導(dǎo)致楊氏模量數(shù)值偏高，以致誤診為組織彈性較硬的惡性乳腺腫塊。10例惡性腫塊誤診為良性腫塊，分析漏診原因可能為：① 2例乳腺早期浸潤性導(dǎo)管內(nèi)原位癌可能由于早期病灶體積較小，癌變組織偏軟，導(dǎo)致各項(xiàng)楊氏模量值均偏小，因而出現(xiàn)漏診；② 2例乳腺惡性腫塊病灶范圍較大（病灶縱切面最大徑均＞4 cm），進(jìn)行剪切波彈性成像時(shí)，可能由于ROI區(qū)域調(diào)節(jié)范圍受限，剪切波無法徹底穿透病變?nèi)橄俳M織，測量的楊氏模量值出現(xiàn)偏倚；③ 1例乳腺血管肉瘤，可能因其組織內(nèi)部由豐富的血管網(wǎng)組成，故組織彈性較軟，導(dǎo)致各項(xiàng)楊氏模量數(shù)值偏小以致漏診；④ 3例為乳腺粘液腺癌，此種病理類型的乳腺惡性腫塊組織較軟，故易出現(xiàn)漏診；⑤ 2例浸潤性乳腺癌漏診原因無法推測。

本研究尚存在一定的不足：入選的乳腺腫塊病理類型較單一，對其他類型的良惡性乳腺腫塊的分析較少及對病灶內(nèi)部已確定有鈣化成分的乳腺腫塊未進(jìn)行針對性研究。今后將擴(kuò)大病例收集范圍，利用SWE技術(shù)對不同病理類型的乳腺病灶細(xì)微彈性分布特征、病灶內(nèi)鈣化數(shù)量和分布情況進(jìn)行相關(guān)研究。

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Application Value of the Shear Wave Elastography Technology in the Differential Diagnosis of Benign and Malignant Breast Solid Lesions

FU Yu-yu, CUI Guang-he, YANG Zhi, LIU Can, LIU Fei-fei, XU Yong-bo
Department of Ultrasound, the Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou Shandong 256600, China

ObjectiveTo evaluate the application value of different kinds of elastic modulus value computed by shear wave elastrography (SWE) technology in differentiating benign and malignant breast solid lesions.MethodsSWE technology was performed in 156 cases of breast solid lesions to detect the elastic modulus value including the elastic modulus maximum (Emax), the average elastic modulus (Emean), the elastic modulus distribution of quantitative indicators (Esd), and the ratio between the Emaxof breast solid lesion and the Emaxof normal breast tissue (Eratio). The diagnosing boundary value of the four different data was calculated respectively.ResultsThe elastic modulus value of breast solid lesions were statistically significant, including Emax, Emean, Esd, and Eratio. As the ROC curve displayed, when the Youden index reached the maximum, the sensitivity of Emax, Emean, Esd, and Eratiowere 82.2%, 74.4%, 83.3%, and 85.7%; the specificity of Emax, Emean, Esd, and Eratiowere 96.8%, 90.4%, 93.4%, 95.1%.ConclusionThe elastic modulus value of breast solid lesions is of great significance in the evaluation and differential diagnosis of benign and malignant breast solid lesions. Contrasted with the other elastic modulus value, the Eratioand the Emaxhave greater diagnostic value.

shear wave elastrography technology; breast solid lesions; elastic modulus value; ultrasonography

R445.1；R737.9

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.014

1674-1633(2016)03-0063-04

2015-08-17

崔廣和，主任醫(yī)師，超聲科主任。

通訊作者郵箱：cghbyfy@163.com