聲脈沖輻射力成像對乳腺腫瘤的診斷價值*

張 杰，隋秀芳，王 磊，葉 磊，崔亞云

(安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院超聲科，合肥 230001)

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論著·臨床研究 doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.001

聲脈沖輻射力成像對乳腺腫瘤的診斷價值*

張 杰，隋秀芳△，王 磊，葉 磊，崔亞云

(安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院超聲科，合肥 230001)

目的 評價聲脈沖輻射力成像(ARFI)技術(shù)對乳腺良惡性病變的鑒別診斷價值。方法 選取84例患者共87個腫塊進行常規(guī)超聲、聲觸診組織成像(VTI)及聲觸診組織量化(VTQ)檢查，得出剪切波速度值，并運用image J軟件對VTI圖像進行后處理得出腫塊的平均光密度值，以病理結(jié)果為金標準，繪制受試者工作特征(ROC)曲線，評價ARFI的意義。結(jié)果 經(jīng)手術(shù)病理證實，87個乳腺腫塊中良性病灶56個、惡性病灶31個。惡性病灶VTQ≥3.49 m/s(臨界值)的病灶數(shù)為21個，<3.49 m/s為10個。良性病灶VTQ≥3.49 m/s病灶數(shù)為3個，<3.49 m/s為53個。惡性病灶平均光密度值大于或等于202.25(臨界值)的病灶數(shù)為28個，<202.25為3個。良性病變平均光密度值大于或等于202.25的病灶數(shù)6個，<202.25為50個。乳腺良惡性病灶VTQ剪切波速度及VTI平均光密度值比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。關(guān)于乳腺腫瘤的診斷靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確率及約登指數(shù)，常規(guī)超聲分別為96.8%、67.8%、62.5%、97.4%、78.2%、0.645；ARFI分別為93.5%、98.2%、96.7%、96.5%、96.6%、0.917。結(jié)論 ARFI成像對乳腺腫瘤診斷的特異度、準確率優(yōu)于常規(guī)超聲。

彈性成像技術(shù)；乳腺腫瘤；超聲檢查；平均光密度

聲脈沖輻射力成像(acoustic radiation force impulse imaging，ARFI )是一種表示組織彈性定量的新超聲彈性技術(shù)，其原理是超聲波在傳播過程中能量和動量密度因為吸收、散射或反射而發(fā)生變化，向受檢組織施加一個內(nèi)部壓力，發(fā)射低頻脈沖或振動，計算局部組織形變后產(chǎn)生的縱向位移大小及橫向剪切波速度，直接揭示了組織的物理性質(zhì)[1-2]。ARFI包括聲觸診組織成像(virtual touch tissue imaging，VTI)和聲觸診組織量化(virtual touch tissue quantification，VTQ)技術(shù)兩種成像模式[3-4]。與靜態(tài)彈性成像相比，ARFI能產(chǎn)生高度可重復的信息，具有無創(chuàng)、準確、客觀、定量分析乳腺腫瘤的優(yōu)點[5-6]。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年3月至2015年8月來本院就診的84例患者共87個病灶，橫徑大于或等于6 mm及縱徑大于或等于5 mm，均接受常規(guī)超聲和ARFI技術(shù)檢查，對于橫徑大于或等于35 mm及縱徑大于或等于31 mm的腫塊，取腫塊部分進行彈性成像。年齡(16～77)歲、平均(39.9±12.76)歲，均為女性病例。患者以乳房脹痛、乳頭溢液、乳房包塊及乳腺癌、纖維瘤已確診等病史就診，所有病灶均經(jīng)術(shù)后組織病理學檢查或穿刺細胞學檢查確診。

1.2 儀器與方法 使用彩色多普勒超聲診斷儀西門子S2000，采用9L4線陣探頭，頻率為4～9 MHz。患者取仰臥位，雙手上舉充分暴露雙側(cè)乳房，處于放松狀態(tài)，檢查者先對患者乳腺病灶行常規(guī)超聲檢查，對病灶的二維聲像圖特征、血流分級及阻力指數(shù)特征進行描述，緊接著進行ARFI彈性成像模式。此時不能人為對病灶加壓，在患者皮膚表面涂抹一定量的耦合劑，探頭輕置其上，且探頭方向為放射狀，與乳腺結(jié)構(gòu)方向基本一致(放射狀)，啟動VTI操作界面，囑咐患者屏住呼吸，同時進行VTI成像，而后使用image J軟件計算出腫塊VTI圖像的平均光密度值，將腫塊的VTI圖像以定量方式表示；接著啟動VTQ操作界面，操作方法與VTI一致，區(qū)別是有兩位檢查者分別對腫塊進行VTQ測量，要求患者屏住呼吸時間5 s以上，每位檢查者需在同一位置連續(xù)測值5次，去除最大值和最小值，在兩位檢查者結(jié)果無明顯差異時，以平均值為最后診斷值。以病理結(jié)果為金標準，繪制受試者工作特征(ROC)曲線，找出ARFI兩種成像模式在鑒別乳腺良惡性腫瘤上的最佳數(shù)值，最后評價ARFI兩種成像模式單獨及聯(lián)合使用的價值。在排除取樣框處于病灶鈣化及囊性的部分中，對于超過上限值的測量值，VTQ值取9.0 m/s[7]。在病灶測量之前操作者間處于盲測，若兩位操作者測量差異太大，則要求第3位操作者進行測量，同樣處于盲測，最后取測量差異小的兩位操作者測量結(jié)果。

1.3 判定標準 常規(guī)超聲診斷乳腺腫瘤良惡性是以新版超聲乳腺影像報告及數(shù)據(jù)系統(tǒng)(BI-RADS-US)分級[8]為標準，本研究中，將分級級別高于或等于4 A(低度可疑惡性，包含1個惡性特征)統(tǒng)計為惡性，小于4 A級統(tǒng)計為良性。VTQ和VTI根據(jù)統(tǒng)計學計算出的臨界值判斷乳腺病灶的良惡性，VTQ剪切波速度值以3.49 m/s、VTI平均光密度值以202.25為臨界值。

2 結(jié) 果

2.1 病理診斷結(jié)果 本組資料共87個乳腺病灶，均經(jīng)病理結(jié)果證實，良性病灶56個，惡性病灶31個，其中，3例患者有2個病灶，1例患者2個惡性病灶，2例患者1個惡性和1個良性病灶。31個惡性病灶中包括24例浸潤性導管癌(其中，1例患者2個浸潤性導管癌)，1例浸潤性癌部分伴乳腺腺病，2例導管內(nèi)癌，3例浸潤性小葉癌；56個良性病灶中1例血塊，1例導管內(nèi)乳頭狀瘤，1例少許導管擴張伴炎性細胞浸潤，53例纖維腺瘤(其中，2例患者同時有浸潤性導管癌和纖維腺瘤)。

2.2 常規(guī)超聲與病理結(jié)果比較 判斷為4 A級及其以上共48個病灶(24個浸潤性導管癌，2個導管內(nèi)癌，1個導管內(nèi)乳頭狀瘤，3個浸潤性小葉癌，1個浸潤性癌部分伴乳腺腺病，1個少許導管擴張伴炎細胞浸潤，1個血塊，15個纖維腺瘤)。<4 A級共39個病灶(1個浸潤性癌，38個纖維腺瘤)，見表1。通過統(tǒng)計分析得出常規(guī)超聲在診斷乳腺腫瘤上的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確率分別為96.8%(30/31)、67.8%(38/56)、62.5%(30/48)、97.4%(38/39)、78.2%(68/87)，見表2。

2.3 VTQ檢查與病理結(jié)果比較 本組資料VTQ值大于或等于3.49 m/s共24個(18個浸潤性導管癌，1個導管內(nèi)癌，1個導管內(nèi)乳頭狀瘤，2個浸潤性小葉癌，2個纖維腺瘤)，<3.49 m/s共63個(51個纖維腺瘤，1個少許導管擴張伴炎細胞浸潤，1個導管內(nèi)癌，1個浸潤性小葉癌，1個血塊，7個浸潤性導管癌，1個浸潤性癌部分伴乳腺腺病)，見表1。通過統(tǒng)計分析得出VTQ檢查在診斷乳腺腫瘤上的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確率分別為67.7%(21/31)、94.6%(53/56)、87.5%(21/24)、84.1%(53/63)、85.0%(74/87)，見表2。

2.4 VTI檢查與病理結(jié)果比較 本組資料腫塊VTI平均光密度值大于或等于202.25共34個(25個浸潤性導管癌，1個導管內(nèi)癌，1個導管內(nèi)乳頭狀瘤，1個少許導管擴張伴炎性細胞浸潤，3個浸潤性小葉癌，4個纖維腺瘤)，<202.25共53個(49個纖維腺瘤，1個導管內(nèi)癌，1個血塊，1個浸潤性導管癌,1個浸潤性癌部分伴乳腺腺病)，見表1。通過統(tǒng)計分析得出其在診斷乳腺腫瘤上的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確率分別為90.3%(28/31)、89.3%(50/56)、82.4%(28/34)、94.3%(50/53)、89.6%(78/87)，見表2。VTQ及VTI結(jié)合的ARFI技術(shù)在診斷乳腺腫瘤上的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、準確率分別為93.5%(29/31)、98.2%(55/56)、96.7%(29/30)、96.5%(55/57)、96.6%(84/87)，見表2。

2.5 不同檢查方法診斷價值比較 采用χ2檢驗進行兩兩比較：(1)VTQ與常規(guī)超聲比較：VTQ特異度、陽性預測值高，常規(guī)超聲靈敏度及陰性預測值高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；(2)VTI與常規(guī)超聲比較：VTI相較于常規(guī)超聲特異度及準確率高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；(3)VTI與VTQ比較：VTI靈敏度高于VTQ，差異統(tǒng)計學意義(P<0.05)，在特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；(4)VTI及VTQ二者結(jié)合的ARFI技術(shù)與常規(guī)超聲檢查比較：ARFI在乳腺腫瘤鑒別診斷的特異度、陽性預測值、準確率均高于常規(guī)超聲，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.6 良性與惡性病灶VTQ剪切波速度及VTI平均光密度值比較 良性病灶VTQ剪切波速度為(2.36±1.14)m/s，惡性病灶VTQ剪切波速度為(5.90±3.00)m/s。良性病灶VTI平均光密度值為(169.48±34.17)，惡性病灶VTI平均光密度值為(212.90±21.25)。乳腺良惡性病灶VTI平均光密度值及VTQ剪切波速度比較，差異有統(tǒng)計學意義(均P=0.000)。

表1 87個病灶常規(guī)超聲、VTI、VTQ與病理結(jié)果比較(n)

表2 不同檢查方法診斷乳腺腫瘤的效能

2.7 典型病例 (1)患者,女，41歲，右乳9點鐘方向包塊，病理為纖維腺瘤，見圖1；(2)患者，女，61歲，左乳10點鐘方向包塊，病理為浸潤性導管癌，另左乳頭旁穿刺活檢證實浸潤性導管癌病史，見圖2；(3)患者，女，25歲，右乳12點鐘方向包塊2年余，病理為巨型纖維腺瘤，見圖3；(4)患者，女，44歲，左乳3點鐘方向包塊，病理為左乳乳腺腺病伴纖維腺瘤，見圖4。

2D：二維超聲圖像；VTQ：剪切波速度值1.91 m/s；VTI：平均光密度值為108.47。

圖1 纖維腺瘤病例

2D：二維超聲圖像；VTQ：剪切波速度值9 m/s；VTI：平均光密度值為223.54。

圖2 浸潤性導管癌病例

2D：二維超聲圖像；VTQ：剪切波速度值為9 m/s；VTI：平均光密度值為190.98。

圖3 巨型纖維腺瘤病例

2D：二維超聲圖像；VTQ：剪切波速度值為3.23 m/s；VTI：平均光密度值為171.51。

圖4 左乳乳腺腺病伴纖維腺瘤病例

3 討 論

乳腺腫瘤發(fā)病率逐年增加，并且趨向年輕化，尤其乳腺癌是女性最常見惡性腫瘤之一，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療決定了患者的治療效果和預后[9]。早期乳腺癌往往缺乏典型的聲像圖特征，二維及彩色多普勒顯像對其容易誤診、漏診[10],本組實驗中常規(guī)超聲在判斷良惡性時，其假陽性率較高約為32.1%(18/56)，給很多患者帶來不必要的心理負擔及穿刺或手術(shù)檢查。

近年來ARFI技術(shù)在超聲界是一個研究熱點，根據(jù)病灶軟硬度判斷乳腺良惡性，以往研究中超聲彈性成像(如彈性成像評分)主觀性較強，在本研究中，將ARFI的兩種成像模式均定量表示，VTQ以剪切波速度值表示，VTI以利用image J軟件計算病灶的平均光密度值表示，結(jié)果顯示良惡性乳腺腫瘤VTQ剪切波速度及VTI平均光密度值比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。

VTQ可通過計算機測量出腫塊的剪切波速度，具有定量特點，但在本組資料中假陰性率較高，靈敏度較差，其準確率(85.0%)與常規(guī)超聲(78.2%)比較無明顯差異，與以往報道存在差異[11-12]。考慮原因如下：(1)在測量過程中，要求探頭不能加壓腫塊，而測量者可能稍微施壓或稍離開皮膚表面；(2)患者不配合或配合時間過短，或患者無法保持固定體位，存在呼吸及腫塊移動影響，致測量者不能在腫塊同一部位測量；(3)腫塊自身因素，如良性病灶中存在粗大鈣化而無法避免，惡性病灶中存在液化導致取樣框無法完全取樣于實性部分，從而導致測量結(jié)果不準確。在后續(xù)研究中，需要擴大樣本量及改善納入標準，對其進一步研究。

VTI技術(shù)避免了上述VTQ的影響因素，本組資料將VTI以定量方式的平均光密度值表示，減少了主觀因素，惡性病灶的VTI值明顯高于良性病灶。87例乳腺腫瘤中，VTI漏診了3例(1例為中級別導管內(nèi)癌，2例浸潤性導管癌)，誤診了6例。由于原位癌(導管內(nèi)癌)的硬度低于浸潤性癌，且不同組織間的彈性系數(shù)可存在一定重疊[13]，故可能出現(xiàn)漏誤診。VTI與VTQ相比靈敏度高，如本研究中1例25歲女性患者右乳腫塊2年余，常規(guī)超聲(毛刺、不規(guī)則、不光滑)及VTQ檢查(9 m/s)充分證實為惡性，VTI平均光密度值為190.98卻認為良性，而病理結(jié)果為纖維腺瘤(圖3)，盡管在準確率上二者比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但VTI更具有可靠性和高重復性[14]，診斷價值高于VTQ[15]。VTI技術(shù)鑒別診斷乳腺良惡性的準確率高于常規(guī)超聲，能夠有效減少患者穿刺活檢與心里負擔，是臨床工作的有力助手。

ARFI將VTQ及VTI相結(jié)合，明顯提高了特異度、陽性預測值及準確率。如本研究中1例44歲女性患者以乳腺脹痛就診，常規(guī)超聲發(fā)現(xiàn)左乳包塊(不規(guī)則、有衰減、有鈣化)，VTQ檢查(3.23 m/s)考慮為良性，VTI平均光密度值為171.51同樣考慮為良性，病理結(jié)果為左乳乳腺腺病伴纖維腺瘤(圖4)。

綜上所述，聲脈沖輻射力彈性成像可用于判斷乳腺病變的良惡性，診斷準確率明顯高于普通超聲檢查。

[1]Macías Rodríguez MA,Rendón Unceta P,Navas Relinque C,et al.Ultrasonography in patients with chronic liver disease:its usefulness in the diagnosis of cirrhosis[J].Rev Esp Enferm Dig,2003,95 (4):258-264.

[2]Bolondi L,Li Bassi S,Gaiani S,et al.Liver cirrhosis:changes of Dopp lerwaveform of hepatic veins[J].Radiology,1991,178(2):513-516.

[3]Cho SH,Lee JY,Han JK,et al.Acoustic radiation force impulse elastography for the evaluation of focal solid hepatic lesions:Preliminary findings[J].Ultrasound Med Biol,2010,36(2):202-208.

[4]Tozaki M,Isobe S,Fukuma E.Preliminary study of ultrasonographic tissue quantification of the breast using the acoustic radiation force impulse(ARFI) technology[J].Eur J Radiol.2011,80(2):e182-e187.

[5]Balleyguier C,Ciolovan L,Ammari S,et al.Breast elastography: the technical process and its applications[J].Diagn Interv Imaging,2013,94(5): 503-513.

[6]TozakiM,IsobeS,SakamotoM.Combinationofelastographyandtissuequantificationusingtheacoustic radiation force impulse (ARFI) technology for differential diagnosis of breast masses[J].Jpn J Radiol,2012,30(8): 659-670.

[7]李振洲，羅長銳，劉倩，等．聲脈沖輻射力成像鑒別診斷良、惡性BI-RADS 4級乳腺腫塊[J]．中國醫(yī)學影像技術(shù)，2013，29(5)：727-730．

[8]American College of Radiology.Breast imaging reporting and data system (BI-RADS)[M].4th ed.Reston:Amercian College of Radiology,2013.

[9]何曉燕．彩色多普勒超聲對乳腺癌的診斷及鑒別診斷價值[J]．中國全科醫(yī)學，2010，13(18)：2063-2065．

[10]張家庭，Li QS,李征毅，等．早期乳腺癌的超聲診斷探討[J]．中國超聲醫(yī)學雜志，2008，24(8)：707-711．

[11]張淵，江泉，陳劍，等．聲觸診組織量化和彈性成像技術(shù)評價乳腺良、惡性腫瘤[J]．中國醫(yī)學影像技術(shù)，2013，29(2)：206-209．

[12]Jiang Q,Zhang Y,Chen J,et al.Technical evaluation of Virtual TouchTMtissue quantification and elastography in benign and malignant breast tumors[J].Exp Ther Med,2014,8(4): 1059-1064.

[13]Hiltawsky KM,Krüger M,Starke C,et al.Freehand ultrasound elastography of breast lesions: clinical results[J].Ultrasound Med Biol,2001,27(11): 1461-1469.

[14]Park SH,Kim SJ,Kim EK,et al.Interobserver agreement in assessing the sonographic and elastographic features of malignant thyroid nodules[J].AJR Am J Roentgenol,2009.193(5):416-423.

[15]Li DD,Guo LH,Xu HX,et al.Acoustic radiation force impulse elastography for differentiation of malignant and benign breast lesions: a meta-analysis[J].Int J Clin Exp Med,2015,8(4): 4753-4761.

Diagnostic value of acoustic radiation force impulse imaging in breast tumor

Zhang Jie，Sui Xiufang△，Wang Lei，Ye Lei,Cui Yayun

(DepartmentofUltrasound,AffiliatedProvincialHospital,AnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230001,China)

Objective To evaluate the differentiation diagnostic value of acoustic radiation force impulse imaging(ARFI) technique to the benign and malignant breast lesions.Methods A total of 87 breast masses in 84 patients were selected and performed the routine ultrasound,virtual touch imaging(VTI) and virtual touch quantification(VTQ) examination.The shear wave velocity was obtained.The average optical density of the tumor was obtained by processing the VTI images by using the image J software.The pathological results served as the gold standard and the ROC curve was drawn.Finally,the significance of ARFI was evaluated.Results All 87 pathologically verified breast tumors included 31 malignant lesions and 56 benign lesions.In malignant lesions,there were 21 lesions with VTQ value≥3.49(threshold value) and 10 lesions with VTQ value<3.49.In benign lesions,there were 3 lesions with VTQ value≥3.49 and 53 lesions with VTQ value<3.49.In malignant lesions,there were 28 lesions with the mean optical density value≥202.25(threshold value) and 3 lesions with the mean optical density value<202.25.In benign lesions,there were 6 lesions with the mean optical density value≥202.25 and 50 lesions with the mean optical density value<202.25.There were statistically significant differences in the shear wave velocity measured by VTQ and average optical density measured by VTI between malignant and benign lesions(P=0.000).The sensitivity,specificity,positive predictive value,negative predictive value,accuracy rate and Youden index of conventional ultrasound were 96.8%,67.8%,62.5%,97.4%,78.2%,0.645,respectively; which for ARFI were 93.5%,98.2%,96.7%,96.5%,96.6% and 0.917,respectively.Conclusion The ARFI is superior to the conventional ultrasound in the specificity and accuracy rate in diagnosing breast tumor.

elasticity imaging techniques；breast cancer；ultraonography；average optical density

安徽省科技廳基金資助項目(1401045018)。 作者簡介：張杰(1992-),在讀碩士，主要從事超聲診斷研究。△

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