實時剪切波彈性成像技術(shù)鑒別診斷肺良惡性周圍型腫塊

黃樂文，周愛云，張 誠，肖 帆，劉敏薇

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科，江西 南昌 330006)

近年來，在國外尤其是發(fā)達國家，應(yīng)用超聲成像技術(shù)診斷各類肺部疾病已成為臨床研究及應(yīng)用熱點。作為超聲診斷新技術(shù)之一，超聲彈性成像技術(shù)可有效彌補常規(guī)超聲無法評估組織硬度的不足，在鑒別疾病良惡性方面有良好的應(yīng)用價值。實時剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)技術(shù)可直接測量組織的楊氏模量值，準(zhǔn)確評價活體組織及其病變的彈性特征，因而廣泛應(yīng)用于肝臟[1]、甲狀腺[2]、乳腺[3]、腎臟[4]等多臟器及腫瘤抗血管生成治療的療效監(jiān)測等[5]，但其在肺部疾病中的應(yīng)用鮮見報道。本研究探討SWE技術(shù)鑒別診斷肺部周圍型良惡性腫塊的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年11月—2018年10月于我院經(jīng)X線或胸部CT發(fā)現(xiàn)存在單發(fā)周圍型肺腫塊的112例患者，男76例，年齡30～79歲，平均(60.3±11.6)歲，女36例，年齡37～78歲，平均(58.2±10.9)歲；病灶最大徑1.9～10.3 cm，平均(5.24±0.35)cm，病灶測量深度范圍2.1～7.7 cm，平均(4.72±0.17)cm；均接受CT、超聲引導(dǎo)下穿刺或手術(shù)治療，獲得病理結(jié)果。根據(jù)病理結(jié)果，將其分為良性組和惡性組；惡性組根據(jù)不同病理類型分為腺癌亞組、鱗癌亞組和小細胞癌亞組。排除標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)超聲檢查病灶顯示不清；②楊氏模量測值不穩(wěn)定或缺失；③病灶完全液化壞死；④受肺部氣體、心血管搏動影響，嚴(yán)重干擾測值；⑤不能屏氣配合檢查；⑥已接受抗腫瘤治療；⑦病理診斷不明確。

1.2 儀器與方法 采用聲科Aixplorer超聲診斷儀，凸陣探頭，頻率1～6 MHz。根據(jù)CT定位顯示的肺部腫塊位置，患者取舒適、便于檢查的體位，選取病灶所對應(yīng)的肋間隙進行掃查，并根據(jù)體位囑患者采取交叉抱臂等動作以增寬肋間隙，再將探頭移向腫塊最為貼近胸膜的位置，避開肋骨聲影、肺氣干擾清晰顯示病灶，觀察病灶位置、形態(tài)、大小、數(shù)目、邊界、內(nèi)部回聲及與周邊組織的關(guān)系，測量病灶最大徑。采用彩色多普勒觀察病灶內(nèi)部及周邊血流特點，并存儲圖像。啟動SWE技術(shù)，囑患者屏氣，待圖像穩(wěn)定后啟動Q-BOX，根據(jù)病灶大小調(diào)整測量直徑(范圍10～20 mm)，彈性量程0～80 kPa，將ROI置于瘤體實性部分或瘤體回聲相對均一的位置，盡量避開液化壞死及鈣化區(qū)，于不同深度(5～6 cm)和部位重復(fù)測量7次，記錄病灶的楊氏模量最大值(Emax)和平均值(Emean)，去掉最大值和最小值，取5次測量的平均值，并選取清晰、穩(wěn)定的圖像加以存儲。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。2組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，采用兩獨立樣本t檢驗比較2組間楊氏模量值的差異；繪制ROC曲線，確定各參數(shù)診斷良惡性病變的閾值，計算AUC、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值。采用單因素方差分析比較惡性組中不同病理類型亞組間的楊氏模量值。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

112例中，良性病灶47例，包括肺炎37例，肺結(jié)核5例，神經(jīng)鞘瘤5例；惡性病灶65例，包括肺腺癌20例，肺鱗癌24例，小細胞肺癌17例，轉(zhuǎn)移性肺癌2例，肺大細胞癌2例；因惡性組轉(zhuǎn)移性肺癌和肺大細胞癌患者數(shù)少，未進行亞組統(tǒng)計學(xué)分析。

肺良性腫塊多呈等、弱回聲的類圓形或鍥形腫塊，邊緣不光整，內(nèi)回聲不均勻，可見點狀強回聲；合并肺實變時，表現(xiàn)為類似肝臟的均質(zhì)等回聲，內(nèi)可見散在條帶狀高回聲，即空氣支氣管征；病變多不侵犯胸膜；見圖1。惡性腫塊多呈類圓形，以低回聲多見，邊界清晰，形態(tài)規(guī)則，較大腫瘤常合并壞死，中央?yún)^(qū)可見液性暗區(qū)；腫塊內(nèi)少見空氣支氣管征；可累及胸膜造成局部隆起或連續(xù)性中斷；見圖2～4。

惡性組Emax、Emean分別為(13.20±10.85)kPa和(8.40±0.52)kPa，均大于良性組的(9.45±0.73)kPa和(5.27±0.53)kPa，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.78、-3.28，P均<0.01)。惡性組腺癌亞組、鱗癌亞組、小細胞癌亞組的Emax、Emean差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。ROC曲線結(jié)果顯示，以Emax=10.35 kPa和Emean=5.85 kPa作為判定肺良惡性病灶的閾值，AUC分別為0.74(P=0.003)、0.81(P=0.001)，敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為74.36%、72.22%、85.29%、57.52%和81.58%、80.78%、89.57%和67.67%。

表1 惡性組不同亞組Emax及Emean比較(kPa，±s)

表1 惡性組不同亞組Emax及Emean比較(kPa，±s)

組別EmaxEmean腺癌亞組(n=20)12.70±11.737.55±0.86鱗癌亞組(n=24)12.78±1.358.64±1.07小細胞癌亞組(n=17)14.51±1.619.64±0.96F值0.230.82P值0.870.49

圖1 患者男，45歲，肺炎 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

圖2 患者男，63歲，肺鱗癌 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

圖3 患者女，65歲，肺腺癌 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

3 討論

根據(jù)最新的全球癌癥數(shù)據(jù)，肺癌在全球大多國家的發(fā)病率和死亡率均居首位，在我國也是癌癥死亡的首要原因[6]。早期準(zhǔn)確診斷肺癌對于臨床選擇治療方案和改善患者預(yù)后具有重要意義[7]。SWE克服了傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)手動施壓和評分法的主觀性，通過發(fā)射聲輻射脈沖對組織施加激勵，利用“馬赫錐”原理產(chǎn)生足夠強度的剪切波，計算得出反映組織彈性的楊氏模量值，由此對病變性質(zhì)進行評價[8]，使超聲診斷信息更豐富、結(jié)果更準(zhǔn)確。隨著肺部超聲檢查技術(shù)的逐漸成熟，SWE為早期無創(chuàng)評估周圍型肺部腫塊的性質(zhì)提供了一種新的診斷方法。

本研究采用SWE技術(shù)測量112例周圍型肺部腫塊，獲得反映腫塊硬度的楊氏模量值，并以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)進行評價，結(jié)果顯示惡性組Emax及Emean均明顯大于良性組(P均<0.01)。硬度或彈性是生物組織具有的基本屬性之一，與其分子組成、病理組織結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)[9-10]。本組肺部良性病變中，肺炎占78.72%(37/47)，其主要病理改變?yōu)榻M織充血及炎性細胞浸潤，組織相對較軟；而惡性病變由于腫瘤細胞增殖、細胞間質(zhì)增生及血管成分較多，且更易出現(xiàn)纖維樣變、玻璃樣變等病理改變，因而組織較硬。本研究以Emax=10.35 kPa、Emean=5.85 kPa作為鑒別診斷良惡性病變閾值，其敏感度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別為74.36%、72.22%、85.29%、57.52%和81.58%、80.78%、89.57%和67.67%，提示SWE技術(shù)可作為無創(chuàng)評價周圍型肺部腫塊良惡性的影像學(xué)方法，且Emean的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值均高于Emax，即Emean較Emax有更高的診斷效能。進一步對惡性組不同病理類型(腺癌、鱗癌、小細胞癌)亞組進行比較，發(fā)現(xiàn)其Emax與Emean差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，與Lim等[11-12]的研究結(jié)果類似，但本組樣本量小，有待大樣本數(shù)據(jù)進一步觀察。

直徑較大或不均質(zhì)病灶內(nèi)部不同組織類型間硬度可能存在一定交叉，往往造成彈性成像漏誤診。通過回顧聲像圖表現(xiàn)及病理結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在本研究誤診的良性病灶中，超聲常表現(xiàn)為腫塊內(nèi)部回聲致密，可見鈣化或條帶狀強回聲，而病理結(jié)果表現(xiàn)為病灶內(nèi)間質(zhì)細胞增生豐富，尤其慢性炎癥和肉芽腫形成可伴大量纖維化、鈣化及玻璃樣變等，使得組織偏硬；而誤診的惡性病灶中，超聲常表現(xiàn)為腫塊內(nèi)回聲不均質(zhì)，內(nèi)可見無回病灶中，超聲常表現(xiàn)為腫塊內(nèi)回聲不均，內(nèi)可見無聲區(qū)，尤其較大病灶常合并壞死、囊變、出血等病理改變，造成組織偏軟，提示測量楊氏模量值時，結(jié)合二維圖像避開鈣化或壞死灶，是降低漏誤診的有效途徑。

圖4 患者男，67歲，小細胞肺癌 A.二維聲像圖；B.SWE圖像

此外，測量楊氏模量值受多種因素影響，有待大樣本量進一步研究。本研究排除了測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定或缺失的患者資料。臨床導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定或缺失的主要原因如下：受病灶周邊心血管搏動或呼吸運動的影響，使病灶受到的激勵更大，產(chǎn)生的響應(yīng)更大，導(dǎo)致楊氏模量值減小，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；部分腫塊過小、過深，其前方有肋骨阻擋，周圍被肺氣所包圍，導(dǎo)致剪切波難以傳播至病灶；雖然二維超聲圖像可清晰顯示病灶，但當(dāng)病灶表現(xiàn)為偏低或極低回聲時，也可導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，分析可能與病灶內(nèi)液化壞死組織成分較多有關(guān)。

為降低上述因素對楊氏模量測值的影響，實際操作過程中，檢查前應(yīng)訓(xùn)練患者的呼吸運動，使其盡量平靜呼吸及避免咳嗽，并在測量數(shù)據(jù)前囑患者屏氣，以減少呼吸動度對數(shù)據(jù)的干擾；對于較小、較深的病灶，掃查時應(yīng)指導(dǎo)患者采取交叉抱臂等動作盡量增寬肋間隙，并使探頭盡量與肋骨保持平行，選擇適當(dāng)角度進行探測，以避開肋骨聲影和肺氣；而對于體型瘦長、肋間隙特別狹小、無法避開肋骨聲影者，應(yīng)排除其數(shù)據(jù)。研究[2,7,12]指出，病灶最大徑、深度、ROI大小及部位的選擇和肥胖等因素均可影響研究結(jié)果。由于肺氣的阻擋作用，超聲可探查的周圍型肺部腫塊多鄰近胸膜，其深度相差不大，因而本研究對病灶測量的深度一般選擇5～6 cm，并根據(jù)病灶大小對ROI進行調(diào)節(jié)，直徑范圍控制在10～20 mm，以增加圖像的清晰度和保證數(shù)據(jù)的可靠性。

總之，SWE技術(shù)可較好地評估周圍型肺部腫塊的彈性特征，在鑒別肺周圍型良惡性腫塊方面具有一定價值。