乳腺病灶周圍2 mm組織彈性參數(shù)對BI-RADS 4類腫塊的鑒別診斷價值

邢肖肖 ，錢 豐，張 琪，劉水清，謝 瀟，趙 誠

1.青島大學(xué)附屬醫(yī)院超聲科，山東 青島 266500；

2.蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲科，江蘇 常州 213000

乳腺癌既是全球女性最常見的惡性腫瘤，也是癌癥死亡的主要病因［1］。目前，乳腺超聲及乳腺X線攝影是乳腺癌診斷和篩查最常用的方法，但乳腺X線攝影對致密性乳腺存在假陰性，超聲檢查對乳腺病變有較高的靈敏度，但特異度較低。聲觸診彈性成像（sound touch elastography，STE）作為一種新的無創(chuàng)技術(shù)，可定量地評估乳腺腫塊硬度。2018年歐洲超聲醫(yī)學(xué)和生物學(xué)聯(lián)合會（European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology，EFSUMB）指南［2］提出，彈性成像可提高乳腺癌診斷效能，可以輔助常規(guī)超聲檢查診斷。因此，本研究通過應(yīng)用STE技術(shù)對乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS）4類乳腺腫塊及其周圍2 mm的腺體組織進(jìn)行定量硬度評估，探討各彈性參數(shù)在鑒別BIRADS 4類乳腺良惡性病變中的臨床價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2018年1月—2020年12月青島大學(xué)附屬醫(yī)院采用超聲BI-RADS評估為BI-RADS 4類的乳腺腫塊患者210例作為訓(xùn)練組，其中BI-RADS 4A類腫塊83例，BI-RADS 4B類腫塊49例，BI-RADS 4C類腫塊78例；另選取同時期在本院就診的68例BI-RADS 4類乳腺腫塊作為驗證組，其中BIRADS 4A類腫塊23例，BI-RADS 4B類腫塊20例，BI-RADS 4C類腫塊25例。納入標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前均行常規(guī)超聲及STE檢查；腫塊必須為BI-RADS 4A、4B、4C類且直徑在3 cm以下；彈性超聲圖像必須包括腫塊周邊至少2 mm的腺體組織；患者在超聲檢查前不得對腫塊進(jìn)行干預(yù)性的放化療等治療。本研究經(jīng)過醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審閱同意。

1.2 儀器與方法

采用深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司的Resona 7超聲診斷儀，使用5～14 MHz的線陣探頭及STE成像軟件。由2名彈性超聲經(jīng)驗豐富的醫(yī)師完成檢查。在STE檢查中，探頭輕貼、垂直于腫塊表面的皮膚，以楊氏模量值作為彈性測量模式，將最大彈性值調(diào)整為180 kPa。彈性感興趣區(qū)（region of interest，ROI）包含腫塊、皮下脂肪層、胸大肌層。Xu等［3］的研究表明腫瘤周邊1～3 mm的腺體組織的最大硬度值對于乳腺良惡性病變的鑒別診斷最為準(zhǔn)確。而Xie等［4］的研究顯示，腫瘤周邊2 mm殼的最大硬度值對乳腺癌的診斷性能最好。因此本研究選取腫塊周圍2 mm的腺體組織進(jìn)行研究分析，STE圖像的可信度指數(shù)＞95%，每個腫塊的彈性參數(shù)值保留3幀穩(wěn)定STE圖像，分別手動描繪腫塊ROI，自動測量周圍2 mm腺體組織的定量彈性圖（圖1），腫塊區(qū)彈性參數(shù)為腫塊的楊氏模量最大硬度值（maximum Young’s modulus of mass，Emax）、平均值（Emean）、最小值（Emin）、離散值（Esd），腫塊周圍2 mm腺體組織彈性參數(shù)為殼的楊氏模量最大硬度值（maximum Young’s modulus of 2 mm shell，Smax）、平均值（Smean）、最小值（Smin）、離散值（Ssd），取其平均值，以減少測量誤差。

圖1 乳腺腫塊STE的聲像圖

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

本研究呈正態(tài)分布的連續(xù)計量資料以±s表示，非正態(tài)分布采用Mann-WhitneyU檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。采用SPSS 25軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，通過受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析，用約登指數(shù)（靈敏度+特異度-1）來確定彈性參數(shù)最佳截斷值。使用MedCalc統(tǒng)計軟件繪制ROC曲線，比較分析曲線下面積（area under curve，AUC），評價各組的診斷性能。

2 結(jié) 果

本研究共納入210例BI-RADS 4類患者為訓(xùn)練組，以組織病理學(xué)檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，惡性腫塊113例，年齡（55.46±11.77）歲，病理學(xué)類型包括浸潤性導(dǎo)管癌102例，原位癌7例，浸潤性黏液腺癌1例，實體乳頭狀癌1例，浸潤性小葉癌及乳腺肉瘤樣癌各1例。良性腫塊97例，年齡（42.13±11.79）歲，包括乳腺纖維腺瘤74例，其他良性病變23例。良惡性組患者年齡比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=8.17，P＜0.001）。

另選取同時期在本院就診的BI-RADS 4類68例作為驗證組，以組織病理學(xué)檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，惡性腫塊37例，年齡（55.87±9.34）歲，良性腫塊31例，年齡（40.58±12.23）歲。訓(xùn)練組及驗證組年齡比較差異無統(tǒng)計學(xué)（P=0.351）。

2.1 BI-RADS 4類腫塊STE各彈性參數(shù)良惡性的診斷對比

表1總結(jié)了乳腺良惡性腫塊的Emax、Emean和Esd及腫塊周圍2 mm殼的Smax、Smean、Ssd彈性測量值，惡性腫塊的Emax、Emean和Esd均顯著高于良性腫塊（P=0.000），惡性病變與良性病變之間的Emin差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.087）。惡性腫塊周圍2 mm殼的Smax、Smean和Ssd均顯著高于良性腫塊（P=0.000），惡性病變與良性病變之間的Smin差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.102）。

表1 BI-RADS 4類腫塊STE各彈性參數(shù)良惡性的診斷對比

2.2 STE中各彈性參數(shù)的診斷能力分析

BI-RADS 4類腫塊及周圍2 mm殼的STE彈性參數(shù)的診斷效能詳見表2和圖2。Emax（P＜0.000 1）的截斷值為72.12 kPa，靈敏度、特異度、陽性似然比（positive likelihood ratio，LR+）及陰性似然比（negative likelihood ratio，LR-）分別為90.18%、53.61%、1.94及0.18。Emean（P＜0.000 1）的截斷值為30.31 kPa，靈敏度、特異度、LR+及LR-分別為83.93%、58.76%、2.04及0.27。Esd（P＜0.000 1）的截斷值為9.33 kPa，靈敏度、特異度、LR+及LR-分別為95.54%、42.27%、1.65及0.11。病變區(qū)中Emax的診斷性能最好，AUC為0.762。

圖2 STE中各彈性參數(shù)的ROC曲線

Smax（P＜0.000 1）的截斷值為91.73 kPa，靈敏度、特異度、LR+及LR-分別為87.50%、64.95%、2.50及0.19。Smean（P＜0.000 1）的截斷值為34.28 kPa，靈敏度、特異度、LR+及LR-分別為85.84%、65.98%、2.52及0.21。Ssd（P＜0.000 1）的截斷值為12.3，靈敏度、特異度、LR+及LR-分別為90.18%、48.45%、1.75及0.20。

上述6個參數(shù)對乳腺良惡性病變的鑒別價值依次為Smax＞Smean＞Ssd＞Emax＞Esd＞Emean，其靈敏度均大于80%。最優(yōu)參數(shù)為Smax。

2.3 訓(xùn)練組和驗證組的診斷能力分析

基于表2，Smax顯示出最優(yōu)的診斷性能。將Smax的截斷值91.73 kPa，應(yīng)用于訓(xùn)練組中，AUC為0.753±0.02（95% CI 0.696～0.811）；應(yīng)用于驗證組中，AUC值為0.774±0.05（95% CI 0.673～0.875）；說明Smax彈性參數(shù)具有良好的診斷能力（表3，圖3）。

表2 BI-RADS 4類腫塊（E）及周圍2 mm殼（S）的彈性參數(shù)的診斷效能

表3 訓(xùn)練組和驗證組的診斷能力分析

圖3 訓(xùn)練組及測試組診斷乳腺癌的ROC曲線

2.4 Smax對BI-RADS 4A、4B、4C類腫塊的診斷能力分析

本研究訓(xùn)練組及驗證組共納入278例BIRADS 4類腫塊，為進(jìn)一步驗證區(qū)分度，分別對BI-RADS 4A、4B、4C腫塊繪制ROC曲線。BIRADS 4A類腫塊105例，惡性腫塊15例，良性腫塊90例；BI-RADS 4B類腫塊68例，惡性腫塊4 2例，良性腫塊2 6例；B I-R A D S 4 C類腫塊1 0 2例，惡性腫塊9 1例，良性腫塊11例。將Smax的截斷值應(yīng)用于BI-RADS 4A、4B、4C組患者中，AUC分別為0.822±0.04（95% CI 0.742～0.903）、0.703±0.05（95%CI 0.589～0.817）、0.501±0.04（95% CI 0.408～0.595），BI-RADS 4A、4B、4C組的約登指數(shù)分別為0.644、0.406、0.002（表4）。BI-RADS 4A類腫塊AUC及約登指數(shù)最大，說明Smax對BI-RADS 4A類腫塊的診斷價值最高、診斷效果最好。

表4 Smax對BI-RADS 4A、4B、4C類腫塊的診斷能力分析

3 討 論

目前，常規(guī)超聲對乳腺疾病的評估主要依據(jù)2013年美國放射學(xué)會（American College of Radiology，ACR）制訂的BI-RADS分類標(biāo)準(zhǔn)［5］，此標(biāo)準(zhǔn)減少了超聲科醫(yī)師的主觀經(jīng)驗依賴，對乳腺腫塊的特征進(jìn)行評估，可明顯提高診斷靈敏度，但特異度偏低。乳腺彈性成像為超聲影像提供了新的成像模式，STE技術(shù)能夠?qū)崟r提供病變組織的硬度定量的彈性信息，在一定程度上克服了應(yīng)變式彈性成像（strain elastography，SE）手動激勵造成的操作者依賴性，具有較好的可重復(fù)性。本研究應(yīng)用邁瑞超聲診斷儀Resona 7的STE技術(shù)通過無壓力采集圖像，將ROI沿著腫塊輪廓進(jìn)行描跡，包括最大病變區(qū)域及病變周圍2 mm的腺體組織，從而獲得病變組織定量參數(shù)的楊氏模量值（E）及腫塊周邊2 mm殼的定量參數(shù)的楊氏模量值（S），探討分析STE各彈性參數(shù)的診斷價值，為鑒別乳腺腫塊良惡性判斷提供一定的影像學(xué)參考依據(jù)。

通常，乳腺良性腫塊和惡性腫塊的硬度不同，通過剪切波彈性超聲的定量參數(shù)評估乳腺腫塊的硬度來鑒別腫塊良惡性已有報道［6-7］。既往文獻(xiàn)［8-10］報道剪切波彈性定量參數(shù)在鑒別乳腺良惡性腫塊方面雖表現(xiàn)各不相同，但均具有良好的診斷效能。既往研究［11-13］認(rèn)為彈性剪切波定量參數(shù)中Emax診斷性能最好。Evans等［14］建議應(yīng)用Emean或Esd來鑒別乳腺病變，Esd反映腫塊內(nèi)彈性的均勻性，惡性腫塊與乳腺良性腫塊相比，其內(nèi)部質(zhì)地更僵硬，更不均勻。Tozaki等［15］研究發(fā)現(xiàn)惡性乳腺病變在彩色彈性圖上表現(xiàn)出典型的腫瘤邊緣硬度增加。Zhou等［16］報道了一些腫瘤周邊硬度增加是惡性腫瘤的跡象，彈性超聲表現(xiàn)為“硬環(huán)征”。本研究利用STE技術(shù)采集各彈性參數(shù)（腫塊的Emax、Emeans、Emin、Esd及2 mm殼的Smax、Smean、Smin、Ssd）并進(jìn)行統(tǒng)計，重點分析乳腺腫塊本身及周圍組織的硬度信息，其中Emax、Emean、Esd、Smax、Smean、Ssd在良惡性病變中差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。本研究經(jīng)ROC曲線分析，所有參數(shù)的靈敏度均大于80%，研究結(jié)果顯示在評估乳腺腫塊內(nèi)部及周圍2 mm殼的定量彈性參數(shù)對乳腺病變的診斷價值中，Smax表現(xiàn)出最好的診斷效能，Smax截斷值為91.73 kPa時，Smax的AUC為0.841，靈敏度為87.50%，特異度為64.96%。這與Yang等［7］和Zhang等［17］的研究結(jié)果一致，但后者是選擇寬度為1 mm的周圍組織進(jìn)行研究，而前者選擇1～3 mm的瘤周組織進(jìn)行研究，意味著腫塊周圍1～3 mm的腺體組織均具有較好的診斷價值。Park等［18］通過以2 mm ROI線性排列在腫瘤內(nèi)部、瘤周邊界及腫瘤周圍組織上，結(jié)果表明惡性腫瘤呈“快速增減”型，最大硬度值出現(xiàn)在距腫瘤邊緣2～4 mm的腺體組織，結(jié)果與本研究相似。對于惡性乳腺腫瘤的周圍組織通常比內(nèi)部病變更僵硬這一現(xiàn)象，可解釋為瘤周存在與癌癥成纖維細(xì)胞相關(guān)的異常僵硬的膠原蛋白，以及癌細(xì)胞浸潤到病變周圍組織中，引起的促結(jié)締組織增生反應(yīng)增加了腫瘤周邊組織的硬度［14-16］。本研究Emin及Smin差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），與Zhou等［16］的研究一致。一種解釋為惡性病變內(nèi)部出現(xiàn)壞死、液化區(qū)域，彈性定量參數(shù)顯示Emin較低，腫瘤內(nèi)部較腫塊周邊組織更軟。另一種解釋是，惡性腫瘤周圍區(qū)域較硬致剪切波能量衰減，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部為低剪切波振幅，表現(xiàn)為Emin較低［14-19］。

在本研究中，為進(jìn)一步證實腫塊周圍組織“硬環(huán)征”的診斷性能，重點分析了殼的彈性參數(shù)Smax的診斷性能，評價其診斷價值。我們將Smax以91.73 kPa為截斷值，分別應(yīng)用于訓(xùn)練組及驗證組中，訓(xùn)練組的AUC為0.753，驗證組的AUC為0.774，說明Smax彈性參數(shù)在鑒別乳腺良惡性腫塊方面具有良好的診斷能力。Zhou等［16］認(rèn)為由于剪切波能量的衰減，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部低剪切波振幅，而腫瘤周圍組織僵硬，出現(xiàn)“僵硬邊緣征”。在乳腺癌浸潤性生長過程中，腫瘤組織向周圍浸潤使得腫塊周圍的組織僵硬更為顯著［17］。STE作為一種新型彈性成像技術(shù)，可以同時提供腫塊區(qū)和腫塊周圍組織的彈性特征，有助于識別“硬環(huán)征”［19］。

2015年國際超聲工程聯(lián)合會（World Federationof Ultrasound in Medicine and Biology，WFUMB）發(fā)表的指南［20］中提出彈性超聲成像升降級應(yīng)用只能針對BI-RADS 3類或4A類的乳腺結(jié)節(jié)，不建議對4B以上的乳腺結(jié)節(jié)進(jìn)行降級。BI-RADS 4類病變的惡性風(fēng)險為2%～95%，尤其是BI-RADS 4A類腫塊（惡性風(fēng)險為2%～10%）。Lin等［21］研究低度可疑腫塊的惡性率為3.9%，意味著90%以上的良性病變接受了不必要的穿刺活檢等檢查。因此本研究將BI-RADS 4類腫塊進(jìn)行亞分組后，將Smax參數(shù)的截斷值91.73 kPa分別應(yīng)用于BI-RADS 4A、4B、4C組，AUC分別為0.822、0.703、0.501，約登指數(shù)分別為0.644、0.406、0.002，研究顯示Smax參數(shù)對BI-RADS 4A組診斷效果最好，真實性最大。提示我們在實際工作中可應(yīng)用Smax彈性參數(shù)來減少BI-RADS 4A類病變不必要的活檢。

本研究結(jié)果證實超聲STE彈性定量參數(shù)中腫塊周圍2 mm組織的最大硬度值（Smax）的診斷效能最高，特別是應(yīng)用在BI-RADS 4A類低度可疑腫塊中，STE可作為一項輔助診斷，幫助超聲分類系統(tǒng)減少乳腺良性腫塊不必要的活檢，從而提高診斷的可信度。