1. 秦皇岛市妇幼保健院 功能科, 河北 秦皇岛 066000;
2. 秦皇岛市妇幼保健院 超声科, 河北 秦皇岛 066000
2020-03-30 收稿, 2020-07-21 录用
基金项目: 秦皇岛市科学技术研究与发展计划（201703A165）
*通讯作者: 张红梅
摘要: 探讨彩色超声剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）及超微血管显像（superb microvascular imaging，SMI）在乳腺良性与恶性肿瘤诊断中的应用。根据术后病理结果或穿刺活检结果，将128例乳腺肿块疾病患者分为良性组和恶性组，分别实施SWE、SMI检测。结果发现，两组正常组织弹性模量最大值Emax2差异无统计学意义（P>0.05）；恶性组肿块弹性模量最大值Emax1、Eratio（Emax1/Emax2）值显著高于良性组（P < 0.05）。联合检测敏感度、准确度、ROC曲线下面积均显著高于单项检测（P < 0.05）。证实SWE联合SMI能显著提高乳腺肿瘤诊断的敏感度、准确度，具有极高的诊断价值。
关键词: 弹性成像剪切波超微血管成像乳腺肿瘤诊断效能
Application of Shear Wave Elastography and Superb Microvascular Imaging on Diagnosis of Benign Breast Lesions and Malignant Tumor
CHU Xin1, AN Xiaoxia1, YAN Jianbo1, ZHANG Hongmei2
1. Functional Department, Maternity & Child Care Center of Qinhuangdao, Qinhuangdao 066000, Hebei, P. R. China;
2. Department of Ultrasonography, Maternity & Child Care Center of Qinhuangdao, Qinhuangdao 066000, Hebei, P. R. China
*Corresponding author: ZHANG Hongmei
Abstract: The application of shear wave elastography (SWE) and superb microvascular imaging (SMI) on diagnosis of benign breast lesions and malignant tumor was studied. 128 breast masses patients were chosen and assigned to benign group and malignant group according to pathological examination or aspiration biopsy results. SWE and SMI were performed. Results showed that elasticity maximum of normal tissue (Emax2) between groups showed no significant difference (P>0.05); Elasticity maximum of malignant masses (Emax1) and Eratio (Emax1/Emax2) values in malignant group were significantly higher than those of benign group (P < 0.05). Diagnosis sensitivity, accuracy and area under the curve based on combined examination was significantly higher than that of single examination (P < 0.05). It was found that SWE combined with SMI could increase the diagnosis sensitivity and accuracy of breast tumor.
Key words: elastographyshear wavesuperb microvascular imagingbreast massesdiagnose efficacy
乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤, 临床发病率高, 是威胁女性生命健康的重大疾病。乳腺癌患者的生存率与疾病发现时间有密切关系, 但是通常大多数乳腺癌患者在早期并无明显症状, 确诊时已是晚期, 因此, 尽早、准确的诊断是提高临床生存率的重要前提。乳腺肿瘤高度依赖于血管, 肿瘤内新生微血管决定了肿瘤细胞的生长、发展和浸润。恶性乳腺肿瘤与良性肿瘤的明显差异特征是微血管构建、血管丰富程度差异及肿块硬度差异[1]。超微血管成像(superb microvascular imaging, SMI)是一种全新的超声显像技术, 能通过提取微血管血流信号评价微血流灌注, 可在无需造影剂的情况下, 高帧频、清晰地检测低血流速的微血管[2]。超声剪切波弹性成像技术(shear wave elastography, SWE)也是一种新型的超声诊断技术, 能通过剪切波在组织传播成像及波速的不同来判断软组织的弹性绝对值, 评价病灶的软硬程度, 形成传统超声无法探查的肿瘤成像, 在诊断乳腺疾病中的应用越来越广泛[3]。本研究通过SWE联合SMI探究其在乳腺良性、恶性肿瘤诊断中的应用, 为临床诊断提供参考。
1 资料与方法1.1 一般资料选择2017年1月~2019年12月在我院就诊的128例乳腺肿块疾病患者为研究对象, 皆为女性, 所有患者均进行乳腺外科手术或乳腺肿块穿刺活检, 根据术后病理结果或穿刺活检结果, 分为良性组和恶性组。良性组:66例, 年龄24~72岁, 平均(45.2±6.1)岁; 检出乳腺肿块74个, 直径0.72~5.14 cm, 平均(1.96±0.37)cm。恶性组:62例, 年龄26~74岁, 平均(43.6±5.7)岁; 检出乳腺肿块68个, 直径0.61~5.22 cm, 平均(2.03±0.33)cm。两组患者的年龄、肿块直径等一般资料差异无统计学意义(P＞0.05), 具有可比性。本研究已获得本院伦理委员会批准。
1.2 纳入标准与排除标准纳入标准:(1)所有患者均经过术后病理诊断或肿块活检诊断确诊[4]; (2)所有患者为首次发现肿瘤, 术前未进行过放疗或者化疗; (3)恶性组患者未发现癌细胞转移; (4)患者配合度好, 依从性高; (5)在检查前与患者及家属谈话, 已获得知情同意书。
排除标准:(1)同时并发其它恶性肿瘤的患者; (2)伴有心脏、肝脏、肾脏功能障碍患者; (3)伴有严重妇科炎症的患者; (4)伴有结核病或各种内科合并症患者。
1.3 方法SWE检测:采用飞利浦EPIQ5彩色多普勒超声诊断仪进行检测, 患者采取仰卧位, 双手举头, 使乳腺和双侧腋下充分暴露, 探头频率设置为4~15 MHz。检查时以乳头为中心, 探头直接接触乳房皮肤, 使用高频彩色多普勒超声探查乳房肿块的方位、大小和形态, 以及内部回声特征等。
将超声诊断仪切换到SWE模式下, 嘱咐患者保持平静, 探头不施加压力, 调整彩色量程为0~180 kPa, 调整取样框, 患者屏气, 待图像稳定后, 定帧、保存图像, 使用默认椭圆形选择感兴趣区域, 选择时应尽量覆盖整个肿块, 选定后自动生成取样框内对应的弹性模量最大值(Emax1), 再选择正常乳腺组织测量其弹性模量最大值(Emax2);每个参数测量选择肿块最大纵切面完成3次重复测量, 取平均值, 计算病灶最硬处的Emax1与Emax2的比值Eratio。为了最大程度减轻伪相的生成和干扰, 选用经过培训、具有良好图像控制能力的医师进行仪器操作。
在SWE成像采集结束后, 切换仪器至SMI模式:调节取样框的大小, 并控制速度在1.2 cm/s左右; 探查肿块内部及其边缘, 选择血流最丰富的切面, 冻结并保存图像。采用Adler半定量法对血流信号进行分级[5], 0级:未发现血流信号; Ⅰ级:可见少量血流, 出现1~2个点状血管信号; Ⅱ级:发现中等血流信号, 检测到1条或4条以下血管; Ⅲ级:发现丰富血流信号, 检测到4条及以上血管, 且相互交织。一般认为0~Ⅰ级血流为良性肿瘤, Ⅱ~Ⅲ级血流为恶性肿瘤。
绘制受试者工作特征(ROC)曲线计算SWE和SMI在乳腺良恶性肿瘤诊断的临界诊断点, 以术后病理诊断或活检结果为金标准, 判定SWE和SMI诊断的灵敏度、特异度和准确度。以Emax1、Eratio超过诊断临界值, SMI检测超过诊断临界值, 满足任意两项判定为联合检测恶性, 反之则判定为联合检测良性。
1.4 统计学方法所有数据均采用SPSS 19.0统计软件分析, 采用(x±s)表示计量资料, 两组间比较采用t检验; 计数资料采用百分比表示, 进行卡方分析; 采用秩和检验比较等级资料。绘制ROC曲线判断诊断价值, 比较ROC曲线下面积。P＜0.05为数据差异具有统计学意义。
2 结果2.1 SWE检测结果乳腺良性肿瘤SWE成像主要为蓝色, 且成像均匀。乳腺恶性肿瘤中, 浸润性的小叶癌、导管癌和导管内癌的SWE成像主要为红色, 且成像杂乱; 导管内乳头状癌的SWE成像主要为蓝色, 但其与良性肿块的区别是同时伴有红色或无色部位。典型病例的SWE图像见图 1。
图 1
 | 图 1 SWE图像示例, a.乳腺纤维瘤, b.浸润性乳腺导管癌 |
良性组和恶性组的肿块Emax1差异有统计学意义(P＜0.05), 恶性组显著高于良性组; 两组的正常组织Emax2差异无统计学意义(P＞0.05);两组Eratio差异有统计学意义(P＜0.05), 恶性组显著高于良性组。详见表 1。
表1
 表 1 两组患者SWE参数比较(x±s)
| 表 1 两组患者SWE参数比较(x±s) |
2.2 SMI检测结果良性组和恶性组在血流信号分级上差异有统计学意义(P＜0.05), 恶性组Ⅱ和Ⅲ级血流显著多余良性组, 良性组0级和Ⅰ级血流显著多于恶性组。详见表 2。
表2
表 2 两组患者SMI血流特征比较[(n)%]
| 表 2 两组患者SMI血流特征比较[(n)%] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.3 联合检测结果根据绘制所得ROC曲线(见图 2), 获得Emax1的诊断临界值为64.52 kPa, 约登指数最大值为0.75;Eratio的诊断临界值为3.56, 约登指数最大值为0.83;SMI血流信号分级的诊断临界值为Ⅱ级, 即Ⅱ级和Ⅲ级为恶性, 0级和Ⅰ级为良性。
图 2
 | 图 2 联合检测和单项检测ROC曲线图 |
联合检测的曲线下面积为0.906, 具有极高的诊断价值, 显著高于Emax1、Eratio、SMI单项检测, 差异有统计学意义(P＜0.05)。详见表 3。
表3
表 3 单项检测和联合检测ROC曲线下面积比较
| 表 3 单项检测和联合检测ROC曲线下面积比较 |
联合检测的敏感度为94.12%、准确度为87.32%, 均显著高于Emax1、Eratio、SMI单项检测(P＜0.05);联合检测的特异度为81.08%, 与Emax1、Eratio、SMI单项检测差异无统计学意义(P＞0.05)。详见表 4。
表4
表 4 单项检测、联合检测的敏感度、特异度、准确度对比[(n)%]
| 表 4 单项检测、联合检测的敏感度、特异度、准确度对比[(n)%] |
3 讨论乳腺癌的发病率约为16%, 是威胁女性生命健康的第一大恶性肿瘤[6]。定期进行体检是筛查肿瘤的最有效手段, 影像学诊断是检测乳腺肿瘤最广泛有效的方法, 其中多普勒超声检查是代表性的筛查方法, 该法简便、无创, 同时具有较高的敏感性, 特别是随着探头频率的提高及血流成像技术的应用, 能获得清晰的解剖图像, 观察到肿块的细小结构[7]。
众多研究表明, 良性乳腺肿瘤与恶性乳腺肿瘤内的血流丰富程度存在显著差异[8], Adler血流分级是公认的反映肿块内血流丰富程度的多普勒超声检测指标, 能作为临床诊断的重要依据[9]。传统的彩色多普勒血流成像技术是通过壁滤器来减轻杂波和运动伪像的生成, 会造成低速血流信息的丢失, 难以区分低速血流的微血管和邻近组织。SMI的成像原理与传统方法不同, 能提取分析杂波的运动特征信息, 通过自适应算法识别低速血流信号, 同时消除组织本身运动带来的噪声, 其独特的滤波技术可以呈现出真实的血流信息, 可检测管径0.1 mm的微小血管的血流信息, 有高帧频成像及高空间分辨率的特点, 能弥补传统方法的不足[10]。本研究采用SMI诊断乳腺肿瘤的良恶性, 结果发现良性组和恶性组在血流分级上有显著差异(P＜0.05)。王希等[11]采用SMI鉴别乳腺肿瘤, 发现其准确度为85.71%, 本研究准确度略低于其报道值。分析认为, 恶性肿瘤分化生长迅速, 为了保证充足的营养供应, 其内部的新生血管更为丰富, 但是少部分良性肿瘤也表现出血流丰富, 如导管内乳头状瘤, 增加了临床误诊的概率[12]。且在实践过程中笔者发现, 左侧病灶靠近心脏, 容易受到干扰产生伪像, 需要操作者具备熟练的操作技术和丰富的临床经验。
除了血流丰富程度的差异, 良性肿瘤与恶性肿瘤还有一显著特征是内部病理结构的差异, 两者表现出不同的硬度、不同的弹性系数[13]。传统的弹性成像方法在实践过程中容易受多种主观因素, 如操作者的施压、组织内部组织成分、临床操作经验等的影响, 且只能获取静态成像, 是一种半定量测量手段, 且重复性较差。SWE是通过其探头发出的各种模式的声波对组织施加激励, 在病变组织内部产生剪切波, 并结合高速成像技术捕获、追踪剪切波, 获得弹性模量值[14]。良性肿瘤与恶性肿瘤的硬度差异会造成剪切波的传播速度差异, 通过这个传播速度来计算弹性模量值, 能更加客观地反应病灶组织的软硬程度, 且重复性良好[15]。本研究采用SWE诊断乳腺肿瘤的良恶性, 结果发现:良性肿瘤成像多为均匀的蓝色, 恶性肿瘤主要为杂乱的红色; 两组正常组织的弹性模量最大值Emax2相比无统计学差异(P＞0.05);恶性组肿块Emax1、Eratio值显著高于良性组(P＜0.05);Emax1、Eratio的ROC曲线下面积、灵敏度、特异度、准确度较高, 具有较高的诊断价值。其中, 弹性模量最大值越大表明弹性系数越高, 说明组织的硬度越大, 一般认为正常组织的硬度＜良性肿块的硬度＜恶性肿块, Eratio值反映的是最硬的肿瘤组织与正常组织的比值, 有利于比较两者的差异, 对肿块性质的判断具有较高的参考价值。但是, 部分良性肿瘤, 如导管内乳头状瘤, 其病灶组织多为纤维成分, 会表现出较大的弹性模量值, 表现为假阳性, 病灶的钙化情况也可能导致检测结果偏高出现误诊[16]。部分浸润性的导管内原位癌在病理早期时体积小、组织较软, 导致测得的弹性模量值偏低; 乳腺血管肉瘤因为具有非常丰富的血管会较软, 使测得的弹性模量值偏低, 易出现漏诊[17]。
从本文结果可知, 联合检测的敏感度、准确度、ROC曲线下面积均显著高于单项检测(P＜0.05), 证实SWE联合SMI可进一步提升诊断结果的准确性, 具有极高的诊断价值。
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