超聲彈性成像在乳腺癌中的應(yīng)用

葛雪，王洪

（承德醫(yī)學(xué)院，河北 承德）

0 引言

乳腺癌是最常被診斷出的癌癥，2018年發(fā)布的全球女性癌癥發(fā)病率統(tǒng)計(jì)中乳腺癌居于首位[1]，我國(guó)乳腺癌在城市女性癌癥中排首位，到2019年為止，中國(guó)約有367900女性新患乳腺癌（在所有癌癥中約占36.1%），其中約97972名患者死于乳腺癌（在所有癌癥中約占8.8%）[2]。因此早期診斷乳腺癌對(duì)于其治療及預(yù)后顯得極為重要，乳腺原位癌較小時(shí)做出早期確診可顯著提高患者的生存率和降低死亡率。乳腺超聲檢查因其操作方便、定位準(zhǔn)確以及無(wú)創(chuàng)性成為目前臨床檢查乳腺癌的首選方法之一，超聲彈性成像作為超聲診斷的一種新興的技術(shù)，通過(guò)非侵襲性的檢測(cè)手段通過(guò)對(duì)乳腺組織的一致性或硬度來(lái)鑒別乳腺病變的良惡性，本文就超聲彈性成像在乳腺癌中的進(jìn)展展開(kāi)論述。

1 彈性成像原理

彈性是物質(zhì)的一種特性。當(dāng)物體受到外力的作用時(shí)會(huì)發(fā)生變形，當(dāng)去除外力的作用時(shí)會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀或大小。超聲彈性成像技術(shù)是在20世紀(jì)90年代首先提出的，近些年它被進(jìn)一步的發(fā)展與完善，腫瘤組織與人體正常組織的硬度有著明顯的不同，當(dāng)超聲探頭與組織接觸并對(duì)其施加壓力時(shí)，可以通過(guò)超聲圖像的散斑性、泛在性和低衰減性對(duì)組織的輕微變形進(jìn)行追蹤和標(biāo)記，同時(shí)利用高速超速信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)回波信號(hào)數(shù)據(jù)加以收集，來(lái)觀察組織對(duì)位移，從而計(jì)算出不同組織的彈性系數(shù)，之后以灰階或彩色的方式編碼成像，最終構(gòu)成組織彈性力學(xué)分布圖[3]，對(duì)于疏松的脂肪組織設(shè)定為明亮區(qū)域，對(duì)于較為致密的腫瘤組織則設(shè)定為灰暗區(qū)域。

2 超聲彈性成像的分類

超聲彈性成像技術(shù)主要分成下述5類：應(yīng)變彈性成像(SE)、聲脈沖輻射力成像(ARFI)、瞬態(tài)彈性成像(TE)、點(diǎn)剪切波彈性成像(pSWE)和剪切波彈性成像(SWE)。其中SE計(jì)算和顯示組織應(yīng)變;ARFI成像檢測(cè)和顯示組織移位;TE和pSWE記錄了橫波的傳播速度(沒(méi)有成像);SWE顯示了橫波速度的圖像。

2.1 應(yīng)變彈性成像

應(yīng)變彈性成像技術(shù)是運(yùn)用手持式探頭對(duì)測(cè)量的組織進(jìn)行輕微的縱向擠壓，通過(guò)評(píng)估沿縱向軸的變形和內(nèi)部組織的應(yīng)變分布來(lái)獲得硬度的相應(yīng)信息，應(yīng)變彈性成像技術(shù)可以定性和半定量地研究病變與周圍正常組織的彈性應(yīng)變率比。實(shí)時(shí)彈性成像(RTE)通過(guò)對(duì)應(yīng)變成像進(jìn)行處理，評(píng)估特定區(qū)域組織的相對(duì)彈性，從而創(chuàng)建彈性圖，即將彩色編碼圖像疊加在超聲圖像上，其中相對(duì)彈性是隨著測(cè)量的組織以及操作者施加壓力的大小變化而變化，人體組織的大小隨著操作者施加在其上的力增大而變小，所以當(dāng)組織變化范圍一定時(shí)操作者施加的力越大，提示組織越硬。在實(shí)際操作中會(huì)有一些可能影響應(yīng)變彈性圖像的偽影，例如傳感器與皮膚之間的摩擦，可以降低表面組織的應(yīng)變等等。Samani等研究人員通過(guò)對(duì)169例乳腺組織樣本研究發(fā)現(xiàn)，正常乳腺脂肪和纖維腺組織的彈性模量相似，而纖維腺瘤的硬度大約是前者的兩倍；同纖維腺體組織相比，纖維囊性疾病和惡性腫瘤表現(xiàn)出3-6倍的硬度，而惡性程度較高的浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌則表現(xiàn)出13倍的硬度[4]。應(yīng)變彈性成像中根據(jù)測(cè)量結(jié)節(jié)的硬度采取5分制進(jìn)行評(píng)分：評(píng)分1表示受壓后腫塊整體具有可變形性，顯示為綠色；評(píng)分2表示壓后腫塊大部分具有可變形性，小部分為僵硬的區(qū)域，顯示為綠色和藍(lán)色相混合；評(píng)分3表示腫塊周圍部分具有可變形性，而腫塊中心部分則為僵硬組織，顯示為中心藍(lán)色周圍綠色；評(píng)分4分提示腫塊整體僵硬，顯示為整體藍(lán)色；評(píng)分5分提示整個(gè)腫塊及周圍組織均僵硬，顯示整體及周邊均為藍(lán)色。評(píng)分1-3分提示腫塊為是良性的，而腫塊評(píng)分4或5分則認(rèn)為是惡性的。Carlsen等研究人員比較了應(yīng)變彈性成像和B超的診斷性能，在其研究中發(fā)現(xiàn)B超的敏感性高于應(yīng)變彈性成像，但應(yīng)變彈性成像的特異性和準(zhǔn)確性均高于B超[5]。

2.2 聲脈沖輻射力成像

ARFI是使用高強(qiáng)度的短聲脈沖來(lái)顯示組織在縱向上的位移，組織移位可根據(jù)面積比進(jìn)行計(jì)算，從而構(gòu)建出組織相對(duì)硬度的靜態(tài)圖，ARFI與應(yīng)變彈性成像相比，ARFI具有更高的分辨率，減少不同操作者之間的差異，尤其在深部組織中呈現(xiàn)出更好的圖像。Li等研究人員通過(guò)對(duì)ARFI進(jìn)行meta分析發(fā)現(xiàn)在乳腺腫瘤良惡性的鑒別診斷中有著一定的價(jià)值意義，其靈敏度為0.864，特異度為0.882[6]。但是，ARFI方法不足點(diǎn)在于只能生成靜態(tài)圖像，而不能生成應(yīng)變等動(dòng)態(tài)序列圖像。

2.3 剪切波彈性成像

與應(yīng)變彈性成像不同，剪切波彈性成像不需要對(duì)乳房組織施加壓力，當(dāng)已知乳房組織的密度時(shí)，超聲可利用組織的剪切變形的傳播獲取組織的彈性形變數(shù)據(jù)，即利用聲輻射力來(lái)獲取實(shí)時(shí)二維或三維定量剪切波速度圖像，代表了剪切波在局部傳播速度下的分布，從而計(jì)算出乳房組織的彈性硬度，此種成像方式較為客觀，對(duì)操作者的依賴性較小，有效的避免了不同操作人員由于操作手法的不同而產(chǎn)生的主觀影響。其中需要注意的是，被操作者的呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)剪切波彈性成像產(chǎn)生偽影，因此需要在檢查前對(duì)患者進(jìn)行指導(dǎo)，囑進(jìn)行檢查時(shí)盡量屏住呼吸。由于剪切波不能在液體中傳播，剪切波彈性成像對(duì)組織中平均血流含量很敏感。目前的一些列研究發(fā)現(xiàn)剪切波彈性成像的平均硬度值與侵襲性乳腺癌的侵襲性強(qiáng)弱、組織學(xué)形態(tài)分級(jí)、淋巴結(jié)受累程度、腫瘤類型和血管侵犯程度在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上成正相關(guān)性，這意味著較高的平均硬度值意預(yù)示著患者預(yù)后較差[7]。當(dāng)測(cè)量時(shí)，乳腺惡性病變的僵硬程度可能受到間質(zhì)組織的結(jié)節(jié)內(nèi)和結(jié)節(jié)外浸潤(rùn)的影響或受到導(dǎo)管內(nèi)成分浸潤(rùn)的影響，但髓樣癌和粘液性癌除外。Evans等人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，直徑小于10毫米的乳腺侵襲性腫瘤的平均硬度為64±23kPa，10至20毫米的乳腺侵襲性腫瘤的剛度為129±66kPa，大于20毫米的乳腺侵襲性腫瘤的硬度為156±45 kPa[8]。

3 超聲彈性成像的臨床應(yīng)用

首先在臨床操作上一些臨床問(wèn)題值得注意：（1）掃描乳房組織時(shí)施加的壓力可以改變?nèi)榉拷M織的彈性性能,如果施加足夠的壓力，所有乳房組織的彈性性能是可以相似的。在最小的壓力下，不同組織的超聲波速度差異最大，只需要少量的壓力就可以得到質(zhì)量較好的彈性圖，而適度的壓力則可以得到質(zhì)量更好的B型模式圖像。（2）在一些特殊的條件下，橫波是不能形成圖像的，例如，如果剪切波速度太高，它就無(wú)法發(fā)現(xiàn)硬度較大的癌癥；同時(shí)當(dāng)彈性無(wú)法被評(píng)估出時(shí)，則不會(huì)出現(xiàn)彩色顯示。非粘性液體囊腫不支持剪切波，所以它們?cè)趫D像上呈現(xiàn)出黑色。（3）探頭的方向可能會(huì)影響剪切波速，在臨床應(yīng)用時(shí)應(yīng)加以考慮。（4）橫波傳播深度有限。對(duì)于超過(guò)4cm的病灶，可能無(wú)法獲得結(jié)果，改變患者體位，使病灶更靠近皮膚表面將有助于改善這類情況。腫塊的大小影響彈性剪切波的結(jié)果，有報(bào)道發(fā)現(xiàn)較小的病變具有更好的敏感性和特異性。

乳腺超聲彈性成像與常規(guī)B超的對(duì)于乳腺癌的診斷準(zhǔn)確性一直存在爭(zhēng)議，有研究顯示剪切波彈性成像對(duì)于浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌或浸潤(rùn)性小葉癌的敏感性與B超相比較并沒(méi)有明顯的差異。但是，彈性成像的優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)病灶進(jìn)行重新評(píng)估，Sim等研究人員通過(guò)對(duì)52例乳腺小葉癌進(jìn)行彈性成像和B超對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其中有4例在乳房鉬靶X線和B超檢查中均顯示為良性，但在剪切波彈性成像中檢查中顯示為可疑，最后由病理活檢顯示為惡性病變[9]。由此看來(lái)，剪切波彈性成像對(duì)于乳腺病變的診斷準(zhǔn)確性并不亞于B超的BI-RADS分級(jí)。彈性超聲是一種簡(jiǎn)單、快速、無(wú)創(chuàng)的診斷方法，可以提高對(duì)乳腺癌的診斷特異性，尤其是在BI-RADS分級(jí)大于3級(jí)時(shí)其診斷效價(jià)更高。彈性成像作為傳統(tǒng)超聲的一個(gè)拓展，可以減少一部分乳腺良性病變患者不必要的穿刺活檢。Han等人員在一項(xiàng)對(duì)267例患者的臨床對(duì)照性研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于BI-RADS分級(jí)為4級(jí)乳腺腫塊聯(lián)合剪切波彈性成像后，可以在不降低敏感性的前提下明顯提高特異性，這樣的優(yōu)勢(shì)在于減少假陽(yáng)性患者不必要的活檢，同時(shí)不增加乳腺癌患者漏診的風(fēng)險(xiǎn)[10]。Sadigh發(fā)表的一篇meta分析中提到，彈性成像與B超相比較，彈性成像作為單一檢查手段其效價(jià)并不優(yōu)于B超，但是針對(duì)于低?；颊?，當(dāng)B超檢查陽(yáng)性時(shí)可以聯(lián)合彈性成像檢查，以便減少不必要的活檢[11]。Liu等人員對(duì)118名乳腺腫物BI-RADS分級(jí)為4級(jí)的患者進(jìn)行了一項(xiàng)臨床對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)單純應(yīng)用B超檢查對(duì)比B超聯(lián)合剪切波彈性成像檢查,其敏感性分別為88.6%和88.6%，提示二者在敏感性上并沒(méi)有明顯的區(qū)別，但其特異性分別為75.7%和90.5%，提示B超聯(lián)合剪切波彈性成像明顯優(yōu)于單純應(yīng)用B超檢查[12]。超聲彈性成像同時(shí)還可以幫助穿刺活檢時(shí)腫物病變部位的定位以及一些復(fù)雜病變的特征。

4 超聲彈性成像的局限

雖然乳腺?gòu)椥猿上袷且环N新興的乳腺病變無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法，但它也存在著一些局限性，這主要是源于乳腺本身及其病變特點(diǎn)所引起的，主要如下：首先對(duì)于超聲彈性成像的彈性圖的顏色編碼和評(píng)分沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化；其次超聲彈性成像圖像對(duì)于一些良性病變?cè)趶椥孕再|(zhì)相同的情況下無(wú)法區(qū)分病變與周圍組織，例如乳房纖維腺瘤、乳房組織增生伴纖維化以及脂肪壞死也可能是僵硬的，超聲彈性成像對(duì)于這一類病變?nèi)菀缀蛺盒圆∽兿嗷セ煜Ｔ俅纬晱椥猿上駥?duì)于良性的囊性病變和惡性的混合性病變很難相互鑒別。最后彈性成像受到病變位置深度的限制，但當(dāng)我們將超聲彈性成像與B超聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，該問(wèn)題可以得到解決。

5 超聲彈性成像未來(lái)的展望

超聲檢測(cè)乳腺癌在臨床中應(yīng)用廣泛，超聲彈性成像在傳統(tǒng)乳腺超聲的基礎(chǔ)上提供了新的檢測(cè)手段。超聲彈性成像是一種定性和定量的技術(shù)手段，它是從腫塊的硬度上來(lái)評(píng)估腫物的良惡性，而并非入侵性有創(chuàng)檢查。在乳腺良、惡性病變的鑒別診斷中，該技術(shù)在提高特異性和敏感性方面具有巨大的潛力。同時(shí)超聲彈性成像技術(shù)可能也將逐漸運(yùn)用到手術(shù)之中，成為乳腺癌術(shù)中的指導(dǎo)手段，過(guò)去對(duì)于一些難以觸及的乳腺癌優(yōu)先選擇乳房切除手術(shù)治療，但隨著外科手術(shù)的不斷進(jìn)步，乳房腫瘤切除或保乳手術(shù)成為乳腺癌手術(shù)的首選，但是當(dāng)乳腺癌過(guò)小或者難以觸及時(shí)，對(duì)于乳腺癌的準(zhǔn)確定位是相當(dāng)困難的，目前對(duì)于乳腺癌術(shù)中定位技術(shù)仍有不足，特別是對(duì)于只有毫米大小的乳腺癌無(wú)法在術(shù)中定位。因此，需要尋求新的檢測(cè)手段解決乳房腫瘤切除或保乳手術(shù)的局限，超聲彈性成像技術(shù)可以檢測(cè)到只有毫米大小的乳腺癌，這使得超聲彈性成像有望在乳腺癌手術(shù)中得到運(yùn)用，Allen等人員通過(guò)觀察超聲彈性成像技術(shù)在乳腺癌手術(shù)中的運(yùn)用，研究證明了超聲彈性成像技術(shù)在微小乳腺癌手術(shù)中的巨大潛力價(jià)值[13]。目前超聲彈性成像技術(shù)已用于其他一些癌癥診斷例如肝癌、甲狀腺癌以及前列腺癌等等，超聲彈性成像技術(shù)的發(fā)展一片光明。

6 總結(jié)

乳腺超聲彈性成像是乳腺超聲領(lǐng)域新興起的一種檢測(cè)手段，它提出了一種評(píng)估乳腺組織硬度的新的方法，對(duì)乳腺組織良惡性的診斷有著重要的意義。目前在臨床上聯(lián)合B超對(duì)于乳腺腫物病變的定性檢測(cè)是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。乳腺超聲彈性成像與乳房鉬靶X線技術(shù)相比較，更有針對(duì)性，同時(shí)無(wú)輻射，但是對(duì)操作者要求較高。目前對(duì)于乳腺超聲彈性成像技術(shù)缺乏一個(gè)通用的顏色編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此超聲科醫(yī)師在使用不同品牌的超聲儀器時(shí)，其呈現(xiàn)出的顏色會(huì)有所不同，例如硬性惡變組織可能呈現(xiàn)出紅色，而正常組織可能呈現(xiàn)出藍(lán)色，反之亦然。總之，我們需要了解每一種彈性成像方法的基本原理，同時(shí)在臨床實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)其中的優(yōu)缺點(diǎn)，為乳腺癌的早期診斷提供更好的途徑。