實(shí)時(shí)剪切波彈性成像技術(shù)在乳腺腫塊診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值

薛姍姍，趙巧玲，阮驪韜，李 寧，盛 薇，周 燦

（西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院，陜西 西安 710061）

近年來，乳腺腫塊檢出率不斷上升，但乳腺良惡性腫塊的超聲表現(xiàn)存在多樣性以及交叉性， 故常規(guī)超聲在乳腺腫塊性質(zhì)的鑒別診斷中存在局限性[1]。穿刺活檢是明確乳腺腫塊性質(zhì)的金標(biāo)準(zhǔn)， 但屬有創(chuàng)檢查，安全性受限，故臨床一直致力于提高影像學(xué)檢查與病理診斷結(jié)果的接近率[2]。 彈性是人體組織的基本特性之一， 故超聲彈性成像不僅可反映腫塊的形態(tài)學(xué)特征，還可分析其組織軟硬度信息，為腫塊性質(zhì)的判斷提供參考[3]。 在此基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)剪切波彈性成像 （RT-SWE） 可進(jìn)一步定量獲取組織軟硬度信息，有望為乳腺腫塊良惡性的鑒別提供客觀參考[4]。此次研究選取500 例乳腺腫塊患者，就RT-SWE 技術(shù)診斷乳腺腫塊的價(jià)值進(jìn)行了分析， 希望為乳腺腫塊良惡性的鑒別提供更多線索，更好的應(yīng)用于臨床，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院2015 年1月～2018 年2 月收治的500 例乳腺腫塊患者， 均為女性，年齡 19～77 歲，平均（38.15±7.62）歲，共檢出病灶 667 枚， 病灶直徑 8～46 mm， 平均 （18.16±5.64）mm； 患者乳腺腫塊性質(zhì)均經(jīng)病理組織學(xué)檢查確診。 納入標(biāo)準(zhǔn)： 均進(jìn)行二維及實(shí)時(shí)剪切波彈性成像， 且接受了超聲引導(dǎo)下活檢穿刺或手術(shù)治療并獲得病理結(jié)果。 排除標(biāo)準(zhǔn)：哺乳期及妊娠期乳腺、接受新輔助化療及放療、 化療者、 隆胸病史及假體植入者、病變處緊鄰瘢痕組織者被排除在外。該論文在西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)的審批， 項(xiàng)目實(shí)施過程中符合倫理原則。

1.2 檢查方法

患者均于活檢穿刺檢查前接受RT-SWE 檢查，使用AixPlore 型全數(shù)字化彩色多普勒超聲診斷儀（法國 Supersonic 公司），選取 14L5 高頻探頭，探頭頻率 4～15 MHz。

①首先對(duì)患者進(jìn)行乳腺常規(guī)掃查，取仰臥位，充分暴露雙側(cè)乳腺及腋窩， 首先以乳頭為中心對(duì)各象限以放射狀行多切面掃查。 二維：記錄腫塊的位置、形態(tài)、大小、邊緣、內(nèi)部回聲是否均勻及后方回聲是否衰減等，CDFI：觀察病灶周邊及內(nèi)部血流信號(hào)；而后切換至RE-SWE 模式，對(duì)病灶及周邊正常乳腺組織彈性模量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，采用雙幅成像模式，涂抹足夠的耦合劑使探頭盡可能輕放于體表， 并保持穩(wěn)定，盡量避免施加壓力，即探頭接觸皮膚下方顯示屏上盡量不出現(xiàn)因探頭施壓出現(xiàn)的異常彩色區(qū)域，除非病灶已緊貼皮膚，取樣框置于病灶的中心，且盡可能覆蓋整個(gè)病灶， 在圖像采集過程中囑咐患者屏住呼吸。獲得穩(wěn)定的圖像后凍結(jié)、定幀、存圖，每個(gè)病灶連續(xù)采集3 次，包括彈性模量最大值（Emax）、彈性模量最小值（Emin）、平均彈性模量值 （Emean）、標(biāo) 準(zhǔn)差（SD）、與周邊正常乳腺組織彈性模量比值（Ratio）以及剪切波速度[5]。

②測(cè)量方法： 關(guān)于測(cè)量彈性模量值的感興趣區(qū)（ROI）大小的相關(guān)研究大多是采用：“ROI=2 mm”和“較大ROI”。 大多是取直徑為2 mm 置于病變內(nèi)部或邊緣最硬處進(jìn)行測(cè)量[6-8]。 Skerl 等[9]通過比較ROI分別為1 mm、2 mm、3 mm 時(shí)彈性值的診斷效能，提出采用 ROI＝2 mm 為最佳選擇。 部分研究[7，10]采用“較大ROI”進(jìn)行測(cè)量，以求最大程度地覆蓋病變及周圍緊鄰異常區(qū)域， 且證實(shí)其可更全面地反映病變區(qū)域的組織硬度。 關(guān)于ROI 的形狀，多選用圓形Q-box 和手動(dòng)繪制形狀[6，11-12]。 Youk 等[13]研究表明：ROI大小、 形態(tài)的變化得到的Emax并沒有顯著差異，且ROI 是否包含腫瘤周圍硬度增加的區(qū)域?qū)θ橄侔┑脑\斷至關(guān)重要，吳嘉儀等[14]研究SWE 技術(shù)調(diào)整圓形Q-box 與手動(dòng)描繪Q-box 鑒別乳腺良惡性病變的診斷效能相似。

基于上述研究， 本研究中ROI 設(shè)定為圓形，并遵循以下原則：①形態(tài)規(guī)則病變，ROI 置于在病變的內(nèi)部，覆蓋整個(gè)病變且囊括最少的病灶周邊組織，包括彩色彈性圖上硬度最大的區(qū)域； ②若病灶邊緣及周邊區(qū)域出現(xiàn)局灶的或環(huán)狀斑狀彩色區(qū)域， 提示硬度增加區(qū)域，此時(shí)須用“較大ROI”將囊括部分或全部“局灶或環(huán)狀的彩色區(qū)域”，同時(shí)囊括周邊最少的的正常組織。

1.3 重復(fù)性檢驗(yàn)

隨機(jī)選取本研究納入對(duì)象中30 例乳腺實(shí)性病灶（14 個(gè)良性，16 個(gè)惡性），兩名超聲醫(yī)師對(duì)這些病灶進(jìn)行常規(guī)及SWE 檢查，兩名超聲醫(yī)師之間彈性評(píng)定的一致性采用Kappa 值評(píng)估。 兩名超聲醫(yī)師評(píng)價(jià)同一患者楊氏模量值的一致性， 采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評(píng)估SWE 的測(cè)量彈性模量值的可重復(fù)性，均以 P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4 分析方法

以病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，比較良性病灶、惡性病灶的彈性模量參數(shù)， 繪制受試者工作特征曲線（ROC），計(jì)算不同彈性模量參數(shù)診斷乳腺良、惡性腫塊的截?cái)嘀?，并分析其診斷準(zhǔn)確率、靈敏度及特異性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)本臨床研究的所有數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0 進(jìn)行分析，彈性模量參數(shù)以表示，并采用t 檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理診斷結(jié)果

667 枚乳腺病灶中，良性腫塊 408 枚（61.17%），以纖維腺瘤為主共 180 枚 （44.12%）， 腺病 75 枚（18.38%），乳腺增生 56 枚（13.73%），腺病伴導(dǎo)管擴(kuò)張 33 枚（8.09%），導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤 16 枚（3.92%），良 性 葉 狀 腫 瘤 15 枚 （3.68%）， 乳 腺 炎 33 枚（8.09%）；惡性腫塊 259 枚（38.83%），以浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌為主共 197 枚 （76.06%）， 導(dǎo)管原位癌 39 枚（15.06%），混合癌 4 枚（1.54%），浸潤(rùn)性小葉癌 4 枚（1.54%），浸潤(rùn)性乳頭狀癌 3 枚（1.16%），黏液癌 3枚（1.16%），髓 樣 癌 2 枚 （0.77%），大汗 腺 癌 2 枚（0.77%），彌漫性大 B 淋巴瘤 2 枚（0.77%），化生性癌 1 枚（0.39%），轉(zhuǎn)移瘤 1 枚（0.39%），髓系肉瘤 1枚（0.39%）。

2.2 RT-SWE 的彈性定量參數(shù)的可重復(fù)性

兩名超聲醫(yī)師分別對(duì)從樣本中隨機(jī)挑選30 例乳腺病灶測(cè)量彈性模量值，Emax、Emean、Emin、SD、Ratio、剪切波速度各自相關(guān)系數(shù)分別為 0.88、0.87、0.78、0.80、0.74 及 0.86。 兩名超聲醫(yī)師之間彈性評(píng)定的一致性屬中度（Kappa 值=0.735，P＜0.05）。

2.3 彈性模量參數(shù)

良性腫塊 Emax、Emean、Emin、SD、Ratio、 剪切波速度均低于惡性腫塊，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 良惡性乳腺腫塊的彈性模量參數(shù)比較（）

表1 良惡性乳腺腫塊的彈性模量參數(shù)比較（）

注：與術(shù)前比較，P＜0.05；與觀察組比較，P＜0.05。

指標(biāo) 良性腫塊（n=408） 惡性腫塊（n=259） t P 值Emax（kPa）Emean（kPa）Emin（kPa）SD（kPa）Ratio剪切波速度（m/s）23.62±1.54 145.26±34.17 10.642 ＜0.05 16.31±3.66 71.67±12.28 12.581 ＜0.05 8.13±0.71 36.01±5.26 7.035 ＜0.05 8.52±1.23 31.66±5.70 6.147 ＜0.05 1.83±0.25 5.71±0.94 8.525 ＜0.05 2.34±0.45 6.71±1.17 3.528 ＜0.05

2.4 RT-SWE 圖像特征

乳腺良性腫塊RT-SWE 圖像可見剪切波傳播圖較規(guī)則，曲線間距較窄且顏色均一、充填完整，即病灶周邊及內(nèi)部均勻藍(lán)色或大部分為藍(lán)色， 僅病灶周邊及內(nèi)部出現(xiàn)少許局灶的異常彩色如黃色、 綠色（圖1a），而乳腺惡性腫塊RT-SWE 剪切波傳播圖波形變異較明顯且曲線間距較寬，顏色以紅色、黃色為主。 本研究中，108 例病灶周邊出現(xiàn)局灶或環(huán)形的異常彩色改變區(qū)，即“硬環(huán)征”（圖 1b），67 例病變內(nèi)出現(xiàn)彩色編碼的缺失，即“黑洞征”（圖 1c），55 例病變內(nèi)部為不均勻的異常彩色， 以紅色為主且顏色分布雜亂，即“多變征”（圖 1d）。

圖1 a 乳腺纖維腺瘤，Emean=12.8 kPa。 圖1b～1d 浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌，Emean 分別=81.9 kPa,209.3 kPa, 140.4 kPa。Figure 1a. Fibroadenoma of the breast, Emean=12.8 kPa. Figure 1b～1d. Invasive ductal carcinoma, Emean=81.9 kPa, 209.3 kPa, 140.4 kPa, respectively.

2.5 診斷效能分析

Emean鑒別乳腺腫塊良惡性的曲線下面積最大，為 0.931，其診斷準(zhǔn)確率為 91.45%（610/667）；其次為剪切波速度，其曲線下面積為0.899，診斷準(zhǔn)確率為 89.81%（599/667）。 見表 2、圖 2。

3 討論

目前，超聲檢查已取代鉬靶X 線攝影，成為乳腺檢查的首選技術(shù)， 但傳統(tǒng)超聲檢查存在無法提供腫塊內(nèi)部代謝、功能等方面信息的弊端，無法為乳腺腫塊良惡性的鑒別診斷提供全面參考[15]。 較乳腺良性腫塊而言， 惡性腫塊內(nèi)部細(xì)胞外基質(zhì)的主要骨架為膠原纖維，其彈性模量顯著高于癌細(xì)胞[16]，加之惡性腫瘤細(xì)胞外促結(jié)締組織增生、膠原增多，均使得其細(xì)胞外基質(zhì)硬度上升、彈性系數(shù)增大[17]，因此，通過組織硬度的評(píng)價(jià)有望為乳腺腫塊良惡性的鑒別提供一定參考。

表2 彈性模量參數(shù)診斷乳腺惡性腫塊的ROC 參數(shù)

圖2 彈性模量參數(shù)診斷乳腺惡性腫塊的ROC 曲線。Figure 2. ROC curve of malignant breast masses diagnosed by elastic modulus parameters.

RT-SWE 技術(shù)是近年來彈性成像技術(shù)中的研究熱點(diǎn)，該技術(shù)主要通過發(fā)射聲輻射，對(duì)病變或正常組織實(shí)施激勵(lì)并在組織中產(chǎn)生一定量剪切波， 超高速成像系統(tǒng)可捕捉并追蹤這一剪切波， 并得出組織彈性系數(shù)的客觀數(shù)據(jù)[18]。 與傳統(tǒng)壓迫式彈性成像技術(shù)而言，RT-SWE 實(shí)現(xiàn)了完全定量，且所得數(shù)據(jù)不受操作者主觀操作影響，故有著更為可靠的檢測(cè)結(jié)果[19]。此次研究將該技術(shù)用于500 例乳腺腫塊患者的檢查，結(jié)果顯示，與惡性腫塊相比，良性腫塊的Emax、Emean、Emin、SD、Ratio、剪切波速度均較低，其原因?yàn)椋喝橄賽盒阅[塊組織較硬、內(nèi)部成分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)紊亂、纖維組織增生等， 而良性腫塊組織較軟且內(nèi)部成分較單一，是影響彈性模量參數(shù)的主要因素[20]。 同時(shí)，乳腺惡性腫塊易侵襲、浸潤(rùn)周邊正常組織，周圍組織被粘連、牽拉，造成組織彈性減小、硬度增加，進(jìn)而表現(xiàn)為彈性模量參數(shù)的上升， 而乳腺良性腫塊對(duì)周邊正常組織無侵襲作用，故彈性模量參數(shù)均較低[21]，上述病理生理變化也是導(dǎo)致良性乳腺腫塊RT-SWE 圖像表現(xiàn)以藍(lán)色為主且顏色分布均勻的原因。

而惡性乳腺腫塊RT-SWE 圖像有一定的特征性，在臨床工作中有一定的參考價(jià)值。在本研究259例惡性病變中，108 例病變邊緣出現(xiàn)環(huán)狀異常著色區(qū)，即“硬環(huán)征”，其區(qū)域多為黃或橙色、紅色的明亮質(zhì)硬區(qū)域，且楊氏模量Emax多＞100 kPa，且大于對(duì)應(yīng)的二維病灶的大小，因此，“硬環(huán)征”是惡性病變一有效、 清晰的特征， 顯示了病灶對(duì)周圍組織的浸潤(rùn)程度，與Evans 等[22]報(bào)道結(jié)果相似：在惡性病例中，最硬的區(qū)域幾乎總能在癌周組織中找到而不是癌本身。另外，55 例病變內(nèi)部為不均勻的異常彩色，以紅色為主且顏色分布雜亂，即“多變征”，其形成原因是： 乳腺結(jié)節(jié)惡性病變生長(zhǎng)過程中突破基底膜后向間質(zhì)組織呈不同程度浸潤(rùn)，呈毛刺、蟹足樣，加之機(jī)體免疫機(jī)制作用， 導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部組織成分、 結(jié)構(gòu)紊亂，纖維組織增生、腫瘤細(xì)胞增殖、血管新生而形成邊界模糊不清的混合浸潤(rùn)帶， 使腫瘤及周圍組織硬度增加[22-24]，正因上述病理生理變化導(dǎo)致惡性乳腺腫塊RT-SWE 圖像多表現(xiàn)為 “硬環(huán)征”、“多變征”。因此， 腫塊的彩色彈性模量參數(shù)及彈性成像圖在一定程度上可反映組織的硬度值又可體現(xiàn)組織硬度分布特征的良好的診斷指標(biāo)。 另外，研究發(fā)現(xiàn)[25-28]，在乳腺惡性實(shí)性病灶內(nèi)部剪切波彈性成像信號(hào)缺失的現(xiàn)象更為常見。 Tozaki 等[26]將此現(xiàn)象稱為“黑洞”現(xiàn)象，且認(rèn)為這可能是一種惡性征象。 可能是因?yàn)椋孩賽盒圆≡钣捕冗^大或回聲極低， 超過了目前RTSWE 的閾值，致使剪切波無法產(chǎn)生、傳播或者測(cè)量；②剪切波的能量在病灶邊緣出現(xiàn)回聲衰減[27]；③病灶內(nèi)部組織發(fā)生出血或者壞死液化， 且在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中更為多見[6]；陳小霜等[28]研究發(fā)現(xiàn)“黑洞征”與腫塊的縱橫比及深度具有一定的相關(guān)性。

需要注意的是， 由于不同組織間彈性系數(shù)存在交叉，且惡性腫塊合并壞死、液化或出血時(shí)，其硬度呈下降趨勢(shì)，故可能導(dǎo)致彈性模量參數(shù)下降，造成臨床診斷中假陰性的出現(xiàn)[29]；同時(shí)，良性腫塊發(fā)生鈣化或纖維化程度增加時(shí)，其病灶硬度亦呈上升趨勢(shì)，也可能導(dǎo)致假陽性診斷[30-31]。本研究ROC 分析示，Emax、Emin、Ratio 診斷乳腺惡性腫塊的特異性分別為86.96%、77.94%、81.13%，略低于 Emean、SD 及剪切速度，即考慮與上述原因有關(guān)。 與此同時(shí)，Emean、剪切波速度、SD 診斷乳腺惡性腫塊的曲線下面積分別達(dá)0.931、0.899、0.832， 意味著上述三項(xiàng)指標(biāo)能夠?yàn)槿橄倌[塊的良惡性鑒別提供可靠的客觀參考。

此外，RT-SWE 技術(shù)在乳腺腫塊良惡性的鑒別中也存在一定局限性，一方面，RT-SWE 主要基于常規(guī)二維超聲成像， 難以完全避免基礎(chǔ)信息對(duì)后續(xù)操作帶來的影響[32]；另一方面，RT-SWE 設(shè)備中 ROI 的設(shè)計(jì)為圓形，但多數(shù)乳腺腫塊病灶形態(tài)不規(guī)則，檢查期間ROI 無法完全覆蓋所有病灶、或包含過多周邊正常組織， 可能會(huì)對(duì)Emean、SD 等彈性模量參數(shù)造成影響。 此外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，病變深度、面積、病理組織狀態(tài)可能使得剪切波對(duì)病變組織的穿透能力出現(xiàn)變化，進(jìn)而造成部分組織彈性模量參數(shù)缺失，并對(duì)診斷結(jié)果造成影響[33]。 因此，在今后的臨床實(shí)踐中，應(yīng)進(jìn)一步探索RT-SWE 技術(shù)的優(yōu)化方案，為乳腺腫塊的無創(chuàng)鑒別診斷提供更為全面、可靠的參考。

綜上所述，RT-SWE 技術(shù)能夠?yàn)槿橄倌[塊良惡性的鑒別診斷提供客觀參考，且Emean、SD、剪切速度等彈性模量參數(shù)診斷惡性乳腺腫塊的準(zhǔn)確率、 靈敏度及特異性均較為理想， 作為最新的超聲彈性成像技術(shù)，RT-SWE 在乳腺腫塊診斷工作中有著廣闊的臨床應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步關(guān)注。