基于聲觸診組織成像和定量技術(shù)鑒別診斷乳腺實性腫瘤

昝星有，丁炎，周衛(wèi)平，朱巧英，吳鵬西，李明

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院1.超聲醫(yī)學(xué)科，2.醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 無錫 214023)

在中國，乳腺超聲是乳腺癌最重要的篩查和診斷技術(shù)之一。近年來發(fā)展起來的剪切波彈性成像技術(shù)，成為多模態(tài)乳腺超聲中術(shù)前診斷乳腺腫瘤的重要方法之一。聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse， ARFI)成像較應(yīng)變彈性成像技術(shù)具有更好的圖像穩(wěn)定性和無明顯深度依賴性，對檢查者和儀器的依賴性明顯減小。聲觸診組織成像和定量(virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ)作為一種實時二維剪切波彈性成像方法，可反復(fù)多次測量，可自定義感興趣區(qū)，且測量范圍可以完整包絡(luò)腫塊及部分腫塊周邊組織。VTIQ可定量分析腫塊內(nèi)部任意點(1 mm×1 mm)彈性剪切波速度(shear wave velocity, SWV)，從而反映出器官或組織內(nèi)部的絕對硬度。本研究擬采用VTIQ技術(shù)研究乳腺腫瘤內(nèi)部9點最高SWV，獲得腫瘤內(nèi)部最大硬度值，獲取診斷界值，從而鑒別診斷乳腺實性腫瘤。

1 對象與方法

1.1 研究對象

連續(xù)納入2016年11月至2017年4月在無錫市人民醫(yī)院就診且收治住院的乳腺腫瘤患者，術(shù)前行常規(guī)二維超聲檢查，對符合入組條件的患者行乳腺剪切波彈性超聲檢查。所有腫瘤均經(jīng)過手術(shù)和病理證實。共106例，均為女性，年齡16～78歲，平均(46.3±14.1)歲。腫瘤直徑6.7～43.0 mm，平均(17.9±7.8) mm。其中良性腫瘤67例，惡性腫瘤39例。

入選標準：(1) 超聲可探及腫塊；(2) 乳腺實性腫塊；(3) 乳腺BI- RADS分類≥3類。排除標準：(1) 孕婦；(2) 哺乳期婦女；(3) 乳腺假體植入；(4) 乳腺放化療史；(5) 乳腺腫塊曾行活檢；(6) 受檢側(cè)乳腺手術(shù)史；(7) 乳腺腫塊伴大量粗大鈣化；(8) 乳腺囊性腫塊。

腫塊的選擇：每個患者僅評估1個腫塊。如雙側(cè)乳腺內(nèi)有多發(fā)腫瘤，則先進行乳腺BI- RADS分類，剪切波評估分類級別最高的腫瘤，分類級別低的另一側(cè)乳腺腫瘤則不納入本研究；如腺體內(nèi)有多個BI- RADS分類級別相同的腫瘤，則評估其中直徑最大的腫瘤。

1.2 方法

采用德國西門子公司S3000超聲儀，配備可行剪切波彈性成像的9L4高頻線陣探頭，頻率范圍4～9 MHz。囑患者充分暴露雙側(cè)乳房，上臂外展(與外科手術(shù)姿勢一致)。由一名具有多年乳腺超聲診斷經(jīng)驗且進行過剪切波彈性超聲培訓(xùn)的主任醫(yī)師完成超聲檢查。常規(guī)二維超聲觀察腫瘤位于乳腺的方位及層次、腫瘤的形態(tài)及生長方式、腫瘤的大小及縱橫比、腫瘤的邊緣及內(nèi)部回聲特點、腫瘤有無鈣化及鈣化的位置、腫瘤的后方回聲特征、腫瘤的相關(guān)特征及彩色多普勒特征等。參照第五版乳腺BI- RADS分類標準進行分類。切換至VTIQ模式，取腫瘤最大切面，囑患者屏住呼吸，探頭垂直輕放在乳房上，探頭與皮膚充分接觸且不施壓。當(dāng)腫塊區(qū)皮膚與水平面不平行時，囑患者改變體位使其與水平面平行。啟動剪切波，重復(fù)成像3次。感興趣區(qū)應(yīng)包含瘤體全部及周邊部分正常腺體組織。待患者配合且二維剪切波圖像穩(wěn)定(即多次測量彩色編碼高度一致)即可進行點式SWV測量。調(diào)整剪切波速度標尺，使腫瘤內(nèi)部最硬處顯示為暗紅色，取樣點放置在此處可顯示出測量數(shù)據(jù)(即不能顯示為“high”)。將點式剪切波測量點置于腫瘤內(nèi)部顏色最深的9處，分別測量該9點的SWV。測量時應(yīng)避開質(zhì)控圖顯示為黃色或紅色的區(qū)域，避開二維圖像顯示為粗大鈣化的區(qū)域。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 106例乳腺腫瘤的病理結(jié)果

106例乳腺腫瘤的病理結(jié)果見表1。

2.2 乳腺BI- RADS分類

本組乳腺腫瘤符合4a類及以上53個(無6類)，符合3類53個。鑒于乳腺惡性腫瘤具有高度危害性，分類在4a類以上的腫瘤臨床建議活檢。因此本研究將分類為4 a類及以上歸為惡性組，3類歸為良性組，根據(jù)此分類診斷乳腺腫瘤的敏感性94.8%(37/39)，特異性76.1%(51/67)。

2.3 VTIQ剪切波速度值

質(zhì)控圖質(zhì)量良好時(圖1)，切換至速度模式測量腫瘤內(nèi)部最高9點SWV。良性腫瘤(圖2)內(nèi)部最高9點SWV范圍1.53～5.24 m·s-1，平均(3.66±0.32) m·s-1。惡性腫瘤(圖3)內(nèi)部最高9點SWV范圍3.44～9.16 m·s-1，平均(6.00±0.61) m·s-1。惡性組最高9點SWV明顯高于良性組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=8.870，P=0.000)。

表1106例乳腺腫瘤的病理結(jié)果

病理結(jié)果例數(shù)乳腺良性腫瘤67 纖維腺瘤46 肉芽腫性炎6 腺病6 導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤4 良性葉狀腫瘤2 錯構(gòu)瘤1 脂肪瘤1 纖維瘤病1乳腺惡性腫瘤39 浸潤性導(dǎo)管癌30 黏液腺癌2 化生性癌2 導(dǎo)管原位癌2 髓樣癌1 浸潤性小葉癌1 實性乳頭狀癌1

2.4 ROC曲線分析結(jié)果

以SWV構(gòu)建ROC曲線，AUC是0.919(圖4)，Youden’s index的最大值是0.73，對應(yīng)的SWV是4.74 m·s-1，以該界值診斷乳腺實性腫瘤的敏感性82.1%(32/39)，特異性91.0%(61/67)，陽性預(yù)測值84.2%(32/38)，陰性預(yù)測值89.7%(61/68)。

圖1VTIQ質(zhì)控圖，腫瘤內(nèi)部及周邊呈均一顏色(綠色)，表明剪切波質(zhì)量良好且腫瘤內(nèi)部信噪比高

圖2A.乳腺纖維腺瘤內(nèi)部最高9點剪切波彈性成像，示腫瘤SWV低，且與周圍正常乳腺組織剪切波差異?。籅.與A為同一患者，病理常規(guī)HE染色圖(×200)示腺體、導(dǎo)管及纖維組織增生

3 討 論

彈性成像技術(shù)是根據(jù)組織間彈性系數(shù)的差異，以灰階或彩色編碼直觀地反映被測物體的硬度[1]。從最初的手壓式應(yīng)變彈性到剪切波彈性，從單點剪切波到實時二維剪切波，其臨床應(yīng)用范圍不斷拓展。彈性成像在淺表器官尤其是乳腺疾病的鑒別診斷中得到廣泛應(yīng)用。第5版的乳腺BI- RADS分類首次將其引入。

圖3A.乳腺浸潤性導(dǎo)管癌內(nèi)部最高9點剪切波彈性成像，示腫塊內(nèi)SWV高，且與周圍正常乳腺組織差異大；B.與A為同一患者，病理常規(guī)HE染色圖(×200)示癌組織呈浸潤性生長，癌細胞排列呈不規(guī)則巢團狀及條索狀，癌細胞核深染異型，周圍纖維組織增生

圖4以瘤體內(nèi)部9點最高SWV鑒別診斷乳腺實性腫瘤的ROC曲線

VTIQ是最新的二維剪切波彈性成像技術(shù)。研究[2- 3]發(fā)現(xiàn)VTIQ檢查在檢查者內(nèi)部和檢查者之間有很好的可重復(fù)性，因此是一種可靠的彈性超聲檢查方法。

2015年發(fā)布的乳腺超聲彈性成像指南[4]認為乳腺惡性腫瘤硬度高于周圍正常乳腺組織，且早期就會出現(xiàn)該硬化改變。故使用彈性超聲定量評估乳腺腫瘤的質(zhì)地成為評估乳腺病變性質(zhì)安全且有效的診斷方式。

本研究所有患者的常規(guī)二維超聲和剪切波超聲檢查由一名主任醫(yī)師獨立完成。該醫(yī)師經(jīng)過剪切波彈性超聲的培訓(xùn)且有多年乳腺彈性超聲檢查和診斷經(jīng)驗。剪切波圖像質(zhì)量穩(wěn)定且與其他經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)師圖像一致性良好。測量SWV之前，先觀察質(zhì)控圖，對于腫塊質(zhì)控圖像質(zhì)量不好的區(qū)域，經(jīng)反復(fù)測量，排除呼吸或探頭移動等人為因素外，認為可能是由于腫瘤內(nèi)的成分不是良好的剪切波載體導(dǎo)致。研究發(fā)現(xiàn)，乳腺惡性腫瘤較良性腫瘤更容易出現(xiàn)剪切波質(zhì)量不佳的情況，可能是由于惡性腫瘤內(nèi)部成分復(fù)雜，噪聲大，信噪比低，因而剪切波無法傳播[5]。測量腫瘤內(nèi)部的最高9點SWV時，應(yīng)避開這些信噪比低的區(qū)域。

有學(xué)者研究提出鑒別診斷甲狀腺實性結(jié)節(jié)以剪切波的均值為最佳指標[6]，而剪切波對診斷乳腺腫瘤最有幫助的數(shù)值是腫物的最大硬度值[7]，因此選取腫瘤內(nèi)部最高的SWV更能反映腫瘤的真實硬度。9點SWV較其他學(xué)者隨機的6點[8]或5～7點SWV[9]可以更準確反映惡性腫塊內(nèi)部的硬度特征，臨床可操作性高，利于推廣。

本研究發(fā)現(xiàn)，乳腺惡性腫瘤內(nèi)部最高9點SWV明顯高于乳腺良性腫瘤。與病理對照發(fā)現(xiàn)，惡性腫瘤內(nèi)部癌巢聚集，間質(zhì)內(nèi)成纖維細胞和膠原纖維密集，部分腫瘤內(nèi)可見多發(fā)的點狀鈣化或血管內(nèi)癌栓，這些成分都直接導(dǎo)致腫瘤的硬度增加。因此腫瘤內(nèi)部剪切波傳播速度明顯升高。本組67個乳腺良性腫瘤中，行VTIQ彈性成像后，有11個瘤體從4 a類降級為3類，故將VTIQ技術(shù)應(yīng)用到乳腺BI- RADS分類系統(tǒng)中可以明顯增加診斷的特異性，將其應(yīng)用于4a類乳腺病變可以降低不必要的組織學(xué)活檢或手術(shù)。

根據(jù)指南[4]的建議，剪切波的主要價值是將3類病灶升級或?qū)?a類病灶降級，而不主張對4b類以上的病灶降級。因此本組良性病灶中，盡管有1例4c類和1例4b類病灶剪切波彈性成像顯示為良性，仍建議手術(shù)或活檢。

本研究還發(fā)現(xiàn)，不同病理類型乳腺癌其內(nèi)部最大的9點SWV可能也不同。部分少見類型的乳腺癌，如化生性癌、乳頭狀癌等乳腺惡性腫瘤內(nèi)部最大的9點SWV較常見的浸潤性導(dǎo)管癌低。當(dāng)乳腺惡性腫瘤內(nèi)部伴有壞死時或呈髓樣特征的浸潤性導(dǎo)管癌質(zhì)地也較軟[10]。而良性病變中，肉芽腫性炎的SWV則明顯高于其他類型的良性病變。由于樣本量較小，乳腺惡性腫瘤之間的SWV差異及其與肉芽腫性乳腺炎的SWV的差異有待增加樣本量進一步研究。本研究惡性組中的3例三陰性乳腺癌腫瘤內(nèi)部的SWV均高于界值，對于常規(guī)超聲聲像圖不典型的乳腺腫瘤行剪切波彈性成像有可能提高三陰性乳腺癌的檢出率。由于本研究組三陰性乳腺癌病例數(shù)較少，其剪切波彈性特征及與病理成分的相關(guān)性還有待后續(xù)增加樣本量后研究。

總之，以腫瘤內(nèi)部9點最大剪切波速度代表瘤體的最大硬度時，乳腺癌的最大硬度明顯高于乳腺良性腫瘤。VTIQ技術(shù)診斷乳腺惡性腫瘤有較高的特異性，將該技術(shù)應(yīng)用于乳腺BI- RADS分類系統(tǒng)中，可改良腫瘤的分類，從而避免不必要的外科干預(yù)。