剪切波彈性成像與脈沖多普勒參數(shù)在乳腺病變中的診斷性能比較

摘要：目的" 分析剪切波彈性成像（SWE）和脈沖多普勒（PW）對(duì)乳腺良惡性病變的診斷性能，并探討彈性模量值與血流參數(shù)的潛在聯(lián)系。方法" 選取2019年8月-2021年2月于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的349例患者（共356個(gè)病變）作為研究對(duì)象，均行PW和SWE檢查，獲得SWE參數(shù)包括E-max、E-mean、E-min、E-sd、E-ratio，PW參數(shù)包括PI、RI、PSV、EDV。以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，分析血流參數(shù)及彈性模量值對(duì)乳腺病變的診斷效能，并探討SWE與PW參數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果" 根據(jù)病理結(jié)果將病變分為良性組及惡性組，結(jié)果顯示兩組E-max、E-mean、E-min、E-sd、E-ratio、PI、RI、PSV、EDV比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；其中，E-max和E-sd的AUC最佳，分別為0.912和0.903，以E-max＞84.45 Kpa為截?cái)嘀禃r(shí)，E-max診斷乳腺病變良惡性的靈敏度為91.51%；以E-sd＞22.35 Kpa為截?cái)嘀禃r(shí)，E-sd診斷乳腺病變良惡性的特異度為86.38%；以RI＞0.70為截?cái)嘀禃r(shí)，RI診斷乳腺病變良惡性的特異度為89.00%，以PI＞1.07為截?cái)嘀禃r(shí)，PI診斷乳腺病變良惡性的靈敏度為85.45%。相關(guān)性分析顯示，E-max與PI（r=0.793，P＜0.05）和RI（r=0.767，P＜0.05）呈中等相關(guān)，E-sd與PI（r=0.752，P＜0.05）和RI（r=0.731，P＜0.05）呈中等相關(guān)。在惡性組中，E-max、E-sd與PI、RI存在相關(guān)性，良性組中各參數(shù)均無相關(guān)性。結(jié)論" SWE與PW參數(shù)對(duì)乳腺病變的診斷性能相似，且SWE與PW參數(shù)在乳腺病變中有相關(guān)性，尤其是惡性病變中存在顯著相關(guān)，可反映乳腺病變的彈性特征和血管特征之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：剪切波彈性成像；脈沖多普勒；乳腺病變；超聲參數(shù)

中圖分類號(hào)：R737.9" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.14.019

文章編號(hào)：1006-1959（2024）14-0100-06

Comparison of Diagnostic Performance of Shear Wave Elastography

and Pulsed Wave Doppler Parameters in Breast Lesions

LI Yu，ZHANG Wen-xin，ZHANG Han-qi，GUO Yi-xuan，ZHENG Hui

（Department of Ultrasound，the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022，Anhui，China）

Abstract：Objective" To analyze the diagnostic performance of shear wave elastography （SWE） and pulsed wave Doppler （PW） in benign and malignant breast lesions， and to explore the potential relationship between elastic modulus and blood flow parameters.Methods" A total of 349 patients （356 lesions in total） who were admitted to the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University from August 2019 to February 2021 were selected as the research objects. All patients underwent PW and SWE examinations. The obtained SWE parameters included E-max， E-mean， E-min， E-sd， and E-ratio， and the PW parameters included PI， RI， PSV， and EDV. The pathological results were used as the gold standard to analyze the diagnostic efficacy of blood flow parameters and elastic modulus values for breast lesions， and to explore the correlation between SWE and PW parameters.Results" According to the pathological results， the lesions were divided into benign group and malignant group， the results showed that There were significant differences in E-max， E-mean， E-min， E-sd， E-ratio， PI， RI， PSV and EDV between the two groups （Plt;0.05）， while The AUC of E-max and E-sd were the best， which were 0.912 and 0.903， respectively. When E-maxgt;84.45 Kpa was used as the cut-off value， the sensitivity of E-max in the diagnosis of benign and malignant breast lesions was 91.51%. When E-sdgt;22.35 Kpa was used as the cut-off value， the specificity of E-sd in the diagnosis of benign and malignant breast lesions was 86.38%. When RIgt;0.70 was used as the cut-off value， the specificity of RI in the diagnosis of benign and malignant breast lesions was 89.00%. When PIgt;1.07 was used as the cut-off value， the sensitivity of PI in the diagnosis of benign and malignant breast lesions was 85.45%. Correlation analysis showed that E-max was moderately correlated with PI （r=0.793， Plt;0.05） and RI （r=0.767， Plt;0.05）， and E-sd was moderately correlated with PI （r=0.752， Plt;0.05） and RI （r=0.731， Plt;0.05）. In the malignant group， there was a correlation between E-max， E-sd and PI， RI， and there was no correlation between the parameters in the benign group.Conclusion" The diagnostic performance of SWE and PW parameters for breast lesions is similar， and there is a correlation between SWE and PW parameters in breast lesions， especially in malignant lesions， which can reflect the internal relationship between the elastic characteristics and vascular characteristics of breast lesions.

Key words：Shear wave elastography;Pulsed wave Doppler;Breast lesions;Ultrasound parameters

剪切波彈性成像技術(shù)（shear wave elastography， SWE）作為最常用的彈性成像技術(shù)之一，通過獲取彈性模量值包括最大彈性模量（E-max）、平均彈性模量（E-mean）、最小彈性模量（E-min）、性模量標(biāo)準(zhǔn)差（E-sd）和彈性模量比值（E-ratio）以鑒別乳腺良惡性病變，并顯示出巨大潛力[1，2]。脈沖多普勒技術(shù)（pulsed-wave， PW）的穿透性血流模式可無創(chuàng)獲得阻力指數(shù)（RI）、搏動(dòng)指數(shù)（PI）、收縮峰值速度（PSV）、舒張末期速度（EDV）等定量參數(shù)，亦有助于區(qū)分乳腺良惡性腫塊[3]。第五版BI-RADS分類將血管特征和彈性評(píng)估描述為乳腺病變兩個(gè)重要而互補(bǔ)的特征[4]。然而，目前較少有文獻(xiàn)對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)在相關(guān)性做出具體比較和研究，使其在乳腺病變的鑒別診斷方面應(yīng)用受到局限。因此，本研究采用SWE和PW量化彈性和血管特征，旨在比較兩項(xiàng)技術(shù)在鑒別乳腺病變性質(zhì)方面的效能，同時(shí)探討其內(nèi)在相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1一般資料" 選取2019年8月-2021年2月于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的370例患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有病變均行粗針穿刺活檢或手術(shù)獲得病理結(jié)果；所有病變術(shù)前2周均行常規(guī)二維超聲、PW、SWE檢查；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前接受過放化療治療；圖像數(shù)據(jù)因偽影顯示不清；在哺乳期或者有假體植入。最終納入349例患者（共356個(gè)病變），其中良性病變191例，年齡19～78歲，平均年齡（42.30±11.49）歲；直徑4～77 mm，平均直徑（18.4±11.47）mm。惡性病變165例，年齡17～80歲，平均年齡（43.27±11.21）歲；直徑4～105 mm，平均直徑（18.59±13.25）mm。病理結(jié)果見表1。本研究經(jīng)安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過（倫理號(hào)：Quick-PJ 2022-12-17），所有患者或其直系親屬已簽署知情同意書。

1.2儀器" 采用法國Supersonic Aixplorer超聲診斷儀，配備脈沖多普勒、實(shí)時(shí)剪切波彈性成像功能，探頭選用L4～15線陣探頭，頻率范圍4～15 Hz。

1.3方法

1.3.1 PW" 患者取仰臥位，雙臂上舉，充分暴露雙側(cè)乳房和腋窩。對(duì)雙乳進(jìn)行扇形掃查，當(dāng)掃查到目標(biāo)病變時(shí)，再進(jìn)行橫向和縱向掃查，對(duì)靶病灶進(jìn)行一般特征描述，包括最大直徑、回聲、邊緣、形狀、方位、后方回聲特征、有無微鈣化等。在此基礎(chǔ)上，啟動(dòng)彩色多普勒超聲檢查，調(diào)整取樣框大小和多普勒增益，探頭避免施壓以使低速血流信號(hào)可以顯示，選取目標(biāo)病灶最顯著的血管啟動(dòng)脈沖多普勒（PW）功能，調(diào)整角度指示線使與血管夾角＜60°，手動(dòng)測(cè)量PSV、EDV并測(cè)量描記多普勒頻譜，機(jī)器自動(dòng)計(jì)算PI、RI，所有參數(shù)測(cè)量3次取平均值進(jìn)行分析（圖1）。血流參數(shù)：PSV、EDV、PI、RI，其中PI和RI的計(jì)算公式為：PI=（PSV-EDV）/TAV，RI=（PSV-EDV）/PSV，TAV為時(shí)間平均速度[5]，本研究PI、RI由機(jī)器自動(dòng)獲得。

1.3.2 SWE" PW檢查完成后，取病變的最大徑線切面，盡量避免對(duì)探頭施壓，囑患者屏住呼吸，啟動(dòng)SWE功能，std模式，量程0～300 Kpa，使灰度超聲圖像和SWE圖像分屏顯示。待圖像穩(wěn)定后，凍結(jié)圖像。采用機(jī)器自帶的“Trace”功能手動(dòng)描記病變及其周圍受影響彈性明顯異常的組織，機(jī)器自動(dòng)計(jì)算E-max、E-mean、E-min、E-sd。再啟動(dòng)Q-BOX ratio功能于腫塊硬度最大區(qū)域及同深度脂肪組織內(nèi)放置直徑為3 mm的取樣框，獲得二者的彈性模量比值E-ratio（圖2）。彈性參數(shù)：E-max、E-mean、E-min、E-sd、E-ratio，在SWE中，組織的彈性用楊氏模量E表示，與橫波的傳播速度v相關(guān)，可由下式估算：E=3ρv2，E-max為病變楊氏模量的最大值，E-mean為病變楊氏模量的平均值，E-min為病變楊氏模量的最小值。E-sd為病變所有楊氏模量的值與E-mean之間的差值，E-ratio為病變內(nèi)的楊氏模量與相同深度的正常脂肪組織的楊氏模量值之比[6]。

1.4觀察指標(biāo)" 分析SWE、PW參數(shù)的診斷性能，包括截?cái)嘀?、靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度、AUC。靈敏度=真陽性/（真陽性+假陰性）×100%；特異度=真陰性/（真陰性+假陽性）×100%；準(zhǔn)確度=（真陽性+真陰性）/總例數(shù)×100%。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法" 采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料采用（x±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。采用MedCalc 19.05進(jìn)行受試者操作者特征（ROC）分析，獲取曲線下面積（AUC），采用DeLong's檢驗(yàn)比較兩種AUC的系統(tǒng)差異。截?cái)嘀道眉s登指數(shù)最大原則確定，評(píng)估各參數(shù)鑒別良惡性病變的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度指標(biāo)。采用Pearson相關(guān)系數(shù)計(jì)算PW與SWE參數(shù)的相關(guān)性，其中0～0.3代表弱相關(guān)或者不相關(guān)，0.3～0.5為弱相關(guān)，0.5～0.8為中等程度相關(guān)，0.8～1.0代表強(qiáng)相關(guān)，雙尾P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 SWE參數(shù)的診斷性能分析" 根據(jù)病理結(jié)果將病變分為良性組及惡性組，結(jié)果顯示兩組E-max、E-mean、E-min、E-sd、E-ratio比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。其中，E-max和E-sd的AUC最佳，分別為0.912和0.903，以E-max＞84.45 Kpa為截?cái)嘀禃r(shí)，E-max診斷乳腺病變良惡性的靈敏度為91.51%，以E-sd＞22.35 Kpa為截?cái)嘀禃r(shí)，E-sd診斷乳腺病變良惡性的特異度為86.38%，見表3。以E-max和E-sd截?cái)嘀档亩诸惤Y(jié)果作為SWE指標(biāo)來診斷乳腺病變良惡性的結(jié)果見表4。

2.2 PW參數(shù)的診斷性能分析" 根據(jù)病理結(jié)果將病變分為良性組及惡性組，結(jié)果顯示兩組PI、RI、PSV、EDV比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表5。其中，以RI＞0.70為截?cái)嘀禃r(shí)，RI診斷乳腺病變良惡性的特異度為89.00%，以PI＞1.07為截?cái)嘀禃r(shí)，PI診斷乳腺病變良惡性的靈敏度為85.45%，見表6。以PI和RI截?cái)嘀档亩诸惤Y(jié)果作為PW指標(biāo)來診斷乳腺病變良惡性結(jié)果見表7。

2.3 SWE聯(lián)合PW參數(shù)的診斷性能分析" 選擇AUC值較高的參數(shù)E-max、E-sd、PI和RI依據(jù)最佳截?cái)嘀刀诸愔筮M(jìn)行組合（組合一：如果四個(gè)參數(shù)均為陽性，則預(yù)測(cè)結(jié)果為陽性；組合二：如果任何一個(gè)參數(shù)為陽性，則結(jié)果為陽性，四個(gè)參數(shù)均為陰性，則結(jié)果為陰性），結(jié)果顯示兩種組合方法的AUC分別為0.846和0.835，與未組合前的AUC值比較無顯著差異。然而，組合一的特異度提高到95.28%，組合二的靈敏度達(dá)92.12%，見表8。

2.4 SWE與PW參數(shù)的相關(guān)性" 所有參數(shù)中，E-max、E-sd、E-mean和E-ratio與RI和PI具有相關(guān)性，其中E-max與PI、RI具有中等相關(guān)性，E-sd與PI、RI也具有中等相關(guān)性，見表9。進(jìn)一步分析良惡性組內(nèi)各參數(shù)之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示在良性組中，尚無參數(shù)顯示出顯著相關(guān)性；而在惡性組中，E-max與RI、RI呈中等程度相關(guān)，E-sd與PI、RI呈中等程度相關(guān)，見圖3。

3討論

21世紀(jì)以來，全球范圍內(nèi)女性乳腺癌的發(fā)病率與死亡率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。至2020年，乳腺癌已躍居全球女性癌癥發(fā)病和死亡譜首位[7，8]。常規(guī)超聲以其無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)成為乳腺病變最常用的影像學(xué)檢查手段[9]。隨著技術(shù)的發(fā)展，多普勒超聲技術(shù)及剪切波彈性成像技術(shù)等應(yīng)運(yùn)而生，前者通過顯示病灶的血流形態(tài)及血流參數(shù)反映病變血管的異質(zhì)性[10，11]，后者通過評(píng)估剪切波通過組織的速度參數(shù)提供病變的硬度信息[12，13]，為乳腺癌篩查和診斷提供了更多的選擇。

本研究通過對(duì)SWE和PW的參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其均能起到鑒別乳腺良惡性病變的作用。SWE參數(shù)中E-max診斷效能最高（AUC：0.912），這與Lee EJ等[14]研究結(jié)果相一致。PW參數(shù)中PI診斷效能最佳，這是因?yàn)閻盒阅[瘤會(huì)分泌血管內(nèi)皮生長因子刺激腫瘤及鄰近組織產(chǎn)生大量新生血管[15]，從而導(dǎo)致流速增快、PI值顯著增高，這種特點(diǎn)在卵巢癌等多種腫瘤中已被證實(shí)[16，17]。此外，本研究還將SWE與PW的重要參數(shù)進(jìn)行組合，分析其組合后的診斷效能，結(jié)果提示總體診斷性能無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但組合一的特異度提高，組合二的敏感度提高，說明兩種方法聯(lián)合使用可用于不同的臨床目的，如篩查或診斷。

本研究還進(jìn)一步探索了SWE參數(shù)與PW參數(shù)之間的內(nèi)在相關(guān)性，對(duì)所有病變參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)E-max與PI呈中等程度相關(guān)，E-sd與PI呈中等程度相關(guān)。在惡性組中，E-max、E-sd與PI、RI存在相關(guān)性，在良性組中各參數(shù)均無相關(guān)性。研究證實(shí)[18]，乳腺癌的形成和轉(zhuǎn)移過程中，成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等發(fā)揮著重要作用，成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，分泌大量的膠原和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，產(chǎn)生乳腺腫瘤特有的收縮力量，導(dǎo)致乳腺腫瘤的硬化特性。另有研究表明[19]，肌成纖維細(xì)胞可能促進(jìn)血管生成，在腫瘤局部生長和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中起核心作用。這些特征使得乳腺惡性腫瘤的E-max、E-sd與PI、RI產(chǎn)生內(nèi)在相關(guān)性。同時(shí)，這種內(nèi)在相關(guān)性的存在使得SWE和PW兩種檢查方法可以在乳腺良惡性病變?cè)\斷中相互補(bǔ)充驗(yàn)證，如對(duì)于內(nèi)部存在鈣化的病變，彈性信息可能會(huì)受到干擾[20]，此時(shí)可以用血流參數(shù)預(yù)測(cè)彈性評(píng)估的準(zhǔn)確性。

綜上所述，SWE與PW在乳腺病變?cè)\斷中具有相似的診斷效能，可根據(jù)不同的臨床目的選取不同的診斷組合，實(shí)現(xiàn)乳腺病變的個(gè)體化、針對(duì)性治療方案的制定，且SWE與PW參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系性實(shí)現(xiàn)了臨床應(yīng)用中血流與硬度特征評(píng)估的互為補(bǔ)充。本研究還存在一些不足，未排除腫塊大小、不同切面彈性模量的差異性對(duì)SWE參數(shù)的影響；此外，本研究旨在分析血流及彈性特征對(duì)乳腺病變的診斷效能及相關(guān)性，而忽略了病變的常規(guī)特征如邊緣、形狀、縱橫比的差異性對(duì)乳腺良惡性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的影響，未來應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合常規(guī)超聲、血流、彈性特征綜合分析乳腺惡性病變風(fēng)險(xiǎn)因素。

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收稿日期：2023-11-14；修回日期：2023-12-17

編輯/杜帆