超聲彈性成像在乳腺良惡性結(jié)節(jié)診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

王海強(qiáng)，王 琳，蔣 敏，車艷玲

1黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，黑龍江 哈爾濱 150040；2長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，吉林 長(zhǎng)春 130117；3黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，黑龍江 哈爾濱150040

近年來(lái)，乳腺癌的發(fā)病率和死亡率在全球范圍內(nèi)逐漸上升，在女性惡性腫瘤中所占比例也逐漸增高［1］，2020年女性乳腺癌已超過(guò)肺癌成為最常見的癌癥［2］。雖然我國(guó)乳腺癌發(fā)病率較低，但我國(guó)乳腺癌的疾病負(fù)擔(dān)仍在逐年增加［3］。乳腺癌的發(fā)病機(jī)制不清，可能與生殖、遺傳、內(nèi)分泌、飲食、環(huán)境等諸多因素有關(guān)［4,5］。乳腺結(jié)節(jié)生成伴隨著相應(yīng)的病理變化，然而這些病理變化可能不會(huì)引起常規(guī)超聲（US）顯示的解剖學(xué)、組織運(yùn)動(dòng)和血流動(dòng)力學(xué)的變化，但通常會(huì)改變組織的基本彈性［6］。超聲彈性成像（UE）由Ophir等［7］最早提出，經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，已經(jīng)形成了多種彈性成像技術(shù)，主要包括靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像（RTE）、聲輻射力脈沖成像（ARFI）和剪切波彈性成像（SWE）等。彈性成像技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量組織楊氏模量值及剪切波傳播速度（SWV）定量評(píng)估組織的硬度，彌補(bǔ)了US的不足，為乳腺結(jié)節(jié)的診斷提供了新的思路和方法。

1 RTE

1.1 RTE的基本原理

RTE對(duì)組織施加恒定外力，收集超聲射頻回波信號(hào)來(lái)估計(jì)軸向組織位移和應(yīng)變，利用經(jīng)典的時(shí)延估計(jì)技術(shù)，對(duì)采集的射頻回波信號(hào)在少量準(zhǔn)靜態(tài)變形前后的幀進(jìn)行自相關(guān)分析，用彩色編碼沿小數(shù)據(jù)段或感興趣區(qū)域的差分位移并轉(zhuǎn)換成彩色圖像，以直觀反映被檢組織的實(shí)際硬度。

1.2 UE評(píng)分（ES）

在UE中，用彩色圖像表示組織的彈性系數(shù)大小，即組織的硬度。紅色表示組織彈性系數(shù)?。ㄓ捕刃。?，藍(lán)色表示組織彈性系數(shù)大（硬度大），綠色表示組織彈性系數(shù)中等（硬度中等）。有學(xué)者提出5分評(píng)分法，將乳腺腫塊對(duì)應(yīng)的顏色賦予分值表示［8］，具體如下：1分：病灶表現(xiàn)為綠色；2分：病灶表現(xiàn)綠色和藍(lán)色相間；3分：病灶周圍為綠色，中央為藍(lán)色；4分：整個(gè)病灶表現(xiàn)藍(lán)色，但其周圍區(qū)域不包括在內(nèi)；5分：病灶及其周圍均表現(xiàn)藍(lán)色。評(píng)分≥4分為惡性，＜4分為良性。但在臨床實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)該評(píng)分不適用于某些病灶，因此國(guó)內(nèi)有學(xué)者在5分法基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了更為準(zhǔn)確的改良5分法［9］。許多研究者針對(duì)ES在乳腺病灶中的診斷價(jià)值展開研究。有學(xué)者認(rèn)為ES診斷乳腺病變的價(jià)值高于US，并且提出了ES是鑒別乳腺良惡性病變最有用的彈性成像參數(shù)［10］。另有研究［11］的結(jié)論與其一致；另外，該研究還發(fā)現(xiàn)UE與US聯(lián)合應(yīng)用的敏感度、特異性、準(zhǔn)確性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值均高于兩者單獨(dú)應(yīng)用。有研究報(bào)道ES對(duì)評(píng)分為3、4分的病灶存在部分誤診的情況，可能與操作者個(gè)人主觀因素有關(guān)［12］。因此，雖然ES是一種方便快捷的方法，但由于其對(duì)操作者的依賴性較強(qiáng)［13］，導(dǎo)致檢查結(jié)果主觀性較大，臨床應(yīng)用的可靠性存在一定的爭(zhēng)議。

1.3 應(yīng)變率比值（SR）

SR是一種定量分析方法，在相同外力作用下通過(guò)計(jì)算病灶與周圍正常組織應(yīng)變比值而得出。比值越大，腫塊相較周圍正常組織的硬度就越大，腫塊的惡性可能性就越高。有研究通過(guò)受試者工作特征曲線分析，得出惡性病變的SR和乳腺影像報(bào)告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)（BI-RADS）分級(jí)均高于良性病變（P＜0.001），肯定了SR對(duì)于乳腺良惡性病變鑒別的價(jià)值［10］。有學(xué)者采用改良5分法對(duì)乳腺腫塊進(jìn)行彈性評(píng)分，測(cè)定腫塊內(nèi)部最硬區(qū)域以及周邊最硬區(qū)域的SR，結(jié)果證實(shí)SR對(duì)于BI-RADS 4A級(jí)腫塊鑒別準(zhǔn)確度高于ES［14］。更重要的是，后續(xù)有學(xué)者在大樣本多中心研究的基礎(chǔ)上也得出了與以上研究者同樣的結(jié)論，進(jìn)一步證實(shí)了SR對(duì)乳腺病變的診斷效能，特別是對(duì)于ES評(píng)分和BI-RADS分級(jí)較高的病灶，SR有助于提高診斷的準(zhǔn)確性［15］。研究表明，SR測(cè)定有較好的一致性和可重復(fù)性，能夠以定量的方式反映不同組織間硬度的微小差別，有助于乳腺良惡性病灶的鑒別，但對(duì)于較大和較小病灶存在漏診和誤診的情況，這體現(xiàn)了SR一定的局限性［16］。

1.4 面積比值法（AR）

AR是指病灶的彈性成像模式下面積與二維成像面積的比值，根據(jù)其比值大小判斷病變的良惡性。彈性成像相較二維成像對(duì)乳腺病灶解剖結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部回聲等情況反映差，但彈性成像對(duì)二維成像無(wú)法檢出而硬度已發(fā)生改變的早期病灶更敏感。有研究表明乳腺良惡性病變的面積比存在顯著差異［17］。有學(xué)者認(rèn)為AR與ES對(duì)乳腺良惡性病變的診斷價(jià)值相當(dāng)，且二者聯(lián)合可提高診斷的準(zhǔn)確性［18］，這與另一研究［19］的結(jié)果一致。ES可反映病灶周邊組織的硬度，而AR對(duì)于惡性病灶的識(shí)別也很敏感，許多研究都表明AR對(duì)乳腺病變良惡性具有較好的判斷價(jià)值，且AR與ES聯(lián)合應(yīng)用可進(jìn)一步提高對(duì)乳腺惡性病灶的識(shí)別率。

2 ARFI

2.1 ARFI基本原理

ARFI于2002年被提出，是一種新的基于輻射力的成像方法，它可以提供有關(guān)組織局部機(jī)械特性的信息［20］。其原理為使用短持續(xù)時(shí)間（＜1 ms）聲輻射力使感興趣區(qū)域組織產(chǎn)生局部微小位移（10 μm左右），并使用超聲互相關(guān)技術(shù)跟蹤這些位移，而位移大小與局部組織硬度成反比，因此可根據(jù)位移評(píng)價(jià)感興趣區(qū)域組織硬度。ARFI技術(shù)分為聲觸診組織成像（VTI）技術(shù)、聲觸診組織定量（VTQ）技術(shù)和聲觸診組織成像量化（VTIQ）技術(shù)。

2.2 VTI技術(shù)

VTI屬于定性分析，通過(guò)顯示感興趣區(qū)的黑白色來(lái)反應(yīng)組織的彈性特征，黑色表示組織硬度大，白色表示組織硬度小。VTI測(cè)量惡性病灶面積大于二維灰階超聲，既往多項(xiàng)研究證實(shí)了這一觀點(diǎn)［21-22］。因此，在診斷乳腺良惡性病變中運(yùn)用VTI圖與二維灰階圖面積比能夠更加客觀地評(píng)價(jià)［23］，并且VTI圖與二維灰階圖面積比與VTI評(píng)分法聯(lián)合應(yīng)用可提高乳腺良惡性病變鑒別診斷的敏感度、特異性和準(zhǔn)確性。有研究肯定了VTI可以無(wú)創(chuàng)為臨床提供大量的補(bǔ)充信息，可能成為乳腺腫塊的有效診斷工具，但由于VTI無(wú)法對(duì)病灶進(jìn)行定量分析以及受主觀性因素影響較大，使其臨床應(yīng)用廣泛性受到很大的限制［24］。隨著第三代ARFI，即VTIQ技術(shù)的問世和廣泛應(yīng)用，加之VTI自身缺陷和不足，現(xiàn)已較少應(yīng)用。

2.3 VTQ技術(shù)

VTQ通過(guò)測(cè)定SWV，定量評(píng)估病灶的硬度，彌補(bǔ)了RTE及VTI定性或半定量的缺陷。測(cè)得的SWV值越大，證明病灶硬度越大，惡性程度越高。有研究表明VTQ可為病變組織硬度提供標(biāo)準(zhǔn)化的量化結(jié)果［25］。有研究發(fā)現(xiàn)，VTQ鑒別乳腺良惡性結(jié)節(jié)SWV平均值的臨界值為4.02 m/s，在臨床應(yīng)用中可以通過(guò)檢測(cè)結(jié)節(jié)邊緣區(qū)的SWV平均值或最大值作為鑒別診斷指標(biāo)之一［26］。該研究認(rèn)為VTI與VTQ聯(lián)合應(yīng)用可進(jìn)一步提高診斷的敏感性。相較于VTI，VTQ有很大的優(yōu)勢(shì)，但由于受到采樣框大小的限制，在實(shí)際臨床應(yīng)用中會(huì)增加體積較小或體積較大腫塊測(cè)量的誤差率。另外，并非所有惡性腫瘤硬度都較大，有些惡性腫瘤（黏液癌、髓樣癌、導(dǎo)管內(nèi)癌等）硬度偏軟，測(cè)得的SWV值較小，而有些良性腫瘤（纖維腺瘤、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤等）硬度偏硬，測(cè)得的SWV值較大。有些良性腫瘤內(nèi)部發(fā)生鈣化、膠原化等情況時(shí)，硬度會(huì)增加，測(cè)得的SWV值也會(huì)有所增大［27］。

2.4 VTIQ技術(shù)

VTIQ在VTQ的基礎(chǔ)上，對(duì)SWV進(jìn)行彩色編碼以獲得剪切波分布圖。因此，VTIQ整合了VTI及VTQ的優(yōu)勢(shì)，對(duì)微小病灶的診斷優(yōu)于其他ARFI技術(shù)［28-29］。有學(xué)者回顧性分析了60 例乳腺腫塊患者，通過(guò)與BIRADS分類對(duì)比，發(fā)現(xiàn)VTIQ鑒別診斷乳腺良惡性腫塊的敏感度、特異性、準(zhǔn)確性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值以及約登指數(shù)均較高［30］。有學(xué)者利用VTIQ進(jìn)行乳腺疾病研究，通過(guò)測(cè)量病灶及鄰近組織的SWV以及病灶-脂肪速度比，用受試者工作特征曲線分析得出兩者具有相同的診斷性能，并證實(shí)VTIQ鑒別診斷乳腺良惡性病變具有較高的性能，其臨床應(yīng)用可重復(fù)性也是一大亮點(diǎn)［31］。但應(yīng)該注意的是，在應(yīng)用VTIQ時(shí)，應(yīng)根據(jù)腫塊體積大小、內(nèi)部回聲情況及彩色編碼圖特征進(jìn)行Vmax、Vmin或Vmean的選擇，以達(dá)到最佳的診斷效果［32-33］。有學(xué)者將VTIQ與SWE對(duì)乳腺良惡性病灶的鑒別診斷價(jià)值進(jìn)行比較，認(rèn)為兩者均具有較高價(jià)值，但VTIQ對(duì)BI-RADS 4A類病灶診斷優(yōu)于SWE，可能與兩者采樣框大小不同以及VTIQ獨(dú)特的質(zhì)量控制模式有關(guān)［34］。另外，由于乳腺惡性腫瘤內(nèi)部存在異質(zhì)性，可以根據(jù)VTIQ檢測(cè)的SWV來(lái)評(píng)估乳腺癌的生物學(xué)特性，從而為臨床個(gè)體化治療提供影像學(xué)依據(jù)［27,35］。

3 SWE

3.1 SWE基本原理

SWE使用聲輻射力激勵(lì)組織產(chǎn)生剪切波，通過(guò)快速平面波激勵(lì)來(lái)跟蹤剪切波傳播時(shí)的位移和速度，根據(jù)SWV計(jì)算出組織的楊氏模量值，以反映被測(cè)組織的硬度。兩者之間的關(guān)系為E=3G=3ρc2，單位為kPa，其中G表示剪切模量，ρ表示組織密度（硬度），c表示剪切波傳播速度，即SWV。剪切波圖像自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)B型圖像配準(zhǔn)，以提供具有解剖學(xué)特異性的定量彩色彈性圖。

3.2 SWE在乳腺腫塊鑒別診斷中的應(yīng)用

SWE對(duì)于乳腺病灶可以從定量和定性兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)于SWE在乳腺腫塊良惡性鑒別診斷中的價(jià)值研究甚多。有學(xué)者通過(guò)對(duì)比研究得出剪切波彈性圖與應(yīng)變彈性圖的受試者工作特征曲線下面積無(wú)顯著差異（P＞0.05），即應(yīng)變彈性成像和SWE的診斷效能接近［36］。另有研究者［37-39］也證實(shí)了前述研究的結(jié)論，但在實(shí)際臨床應(yīng)用中應(yīng)變彈性成像需手動(dòng)施壓，操作重復(fù)性差，而且應(yīng)變彈性成像對(duì)質(zhì)地不均勻結(jié)節(jié)的診斷效能低于SWE。與US相比，SWE定性和定量參數(shù)的特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和準(zhǔn)確性均顯著提高（P＜0.001），Emax可作為最具區(qū)分性的參數(shù)［40-41］，可能與乳腺病灶間質(zhì)內(nèi)不同膠原纖維形態(tài)排列有關(guān)［42］，但僅能反映病灶整體的硬度大小，無(wú)法體現(xiàn)病灶內(nèi)部硬度的差異性。研究發(fā)現(xiàn)乳腺病灶內(nèi)部硬度異質(zhì)性與病理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)［27］。為此，有學(xué)者采用新指標(biāo)剛度梯度定量評(píng)估病灶內(nèi)部硬度的異質(zhì)性，即剛度梯度=（Emax-Emean）+Emax。這一新指標(biāo)可以彌補(bǔ)常規(guī)SWE參數(shù)的不足，提高了BI-RADS分類鑒別乳腺良惡性病灶的特異性，可以減少不必要的穿刺活檢或手術(shù)［43］。

4 結(jié)語(yǔ)

目前研究表明，對(duì)于UE，無(wú)論是RTE、ARFI還是SWE，對(duì)乳腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比US準(zhǔn)確。許多研究者側(cè)重于比較各種彈性成像參數(shù)之間的診斷效能，并認(rèn)為將其聯(lián)合應(yīng)用才能提高診斷的準(zhǔn)確性，但這些研究大都是小樣本、單中心研究，結(jié)論的準(zhǔn)確性亟待進(jìn)一步確認(rèn)；重要的是在大樣本、多中心對(duì)有癥狀和篩查出腫塊的患者進(jìn)行類似的研究，如能得到同樣的結(jié)論，下一步將是確定如何最好地將兩者結(jié)合來(lái)提高其鑒別診斷效能。眾多研究證實(shí)SWE和VTIQ技術(shù)診斷效能在各種彈性成像中處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但也有各自的局限性，在運(yùn)用時(shí)應(yīng)根據(jù)乳腺結(jié)節(jié)的實(shí)際情況選擇最佳的檢查手段。文獻(xiàn)報(bào)道常規(guī)乳腺超聲檢查中運(yùn)用的BI-RADS能較好地判斷2級(jí)和5級(jí)的乳腺病變，但對(duì)于3、4 級(jí)病灶的判定存在一定難度。運(yùn)用UE 校正BIRADS分級(jí)可顯著提高乳腺病灶良惡性鑒別診斷的效能，減少不必要的活檢或手術(shù)。總之，盡管UE出現(xiàn)較晚，但在軟組織疾病診斷方面日益成熟，甚至在一些結(jié)節(jié)性疾病的診斷中已經(jīng)成為不可替代的影像檢查手段；尤其是SWE實(shí)時(shí)、定量、可重復(fù)性高以及無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)點(diǎn)，使其在臨床上具有很大的應(yīng)用前景?；谝酝芯浚P者堅(jiān)信在未來(lái)乳腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷中，UE將扮演非常重要的角色。