實時剪切波彈性成像技術鑒別診斷肺良惡性周圍型腫塊

黃樂文，周愛云，張 誠，肖 帆，劉敏薇

(南昌大學第一附屬醫院超聲科，江西 南昌 330006)

近年來，在國外尤其是發達國家，應用超聲成像技術診斷各類肺部疾病已成為臨床研究及應用熱點。作為超聲診斷新技術之一，超聲彈性成像技術可有效彌補常規超聲無法評估組織硬度的不足，在鑒別疾病良惡性方面有良好的應用價值。實時剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)技術可直接測量組織的楊氏模量值，準確評價活體組織及其病變的彈性特征，因而廣泛應用于肝臟[1]、甲狀腺[2]、乳腺[3]、腎臟[4]等多臟器及腫瘤抗血管生成治療的療效監測等[5]，但其在肺部疾病中的應用鮮見報道。本研究探討SWE技術鑒別診斷肺部周圍型良惡性腫塊的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年11月—2018年10月于我院經X線或胸部CT發現存在單發周圍型肺腫塊的112例患者，男76例，年齡30～79歲，平均(60.3±11.6)歲，女36例，年齡37～78歲，平均(58.2±10.9)歲；病灶最大徑1.9～10.3 cm，平均(5.24±0.35)cm，病灶測量深度范圍2.1～7.7 cm，平均(4.72±0.17)cm；均接受CT、超聲引導下穿刺或手術治療，獲得病理結果。根據病理結果，將其分為良性組和惡性組；惡性組根據不同病理類型分為腺癌亞組、鱗癌亞組和小細胞癌亞組。排除標準:①經超聲檢查病灶顯示不清；②楊氏模量測值不穩定或缺失；③病灶完全液化壞死；④受肺部氣體、心血管搏動影響，嚴重干擾測值；⑤不能屏氣配合檢查；⑥已接受抗腫瘤治療；⑦病理診斷不明確。

1.2 儀器與方法 采用聲科Aixplorer超聲診斷儀，凸陣探頭，頻率1～6 MHz。根據CT定位顯示的肺部腫塊位置，患者取舒適、便于檢查的體位，選取病灶所對應的肋間隙進行掃查，并根據體位囑患者采取交叉抱臂等動作以增寬肋間隙，再將探頭移向腫塊最為貼近胸膜的位置，避開肋骨聲影、肺氣干擾清晰顯示病灶，觀察病灶位置、形態、大小、數目、邊界、內部回聲及與周邊組織的關系，測量病灶最大徑。采用彩色多普勒觀察病灶內部及周邊血流特點，并存儲圖像。啟動SWE技術，囑患者屏氣，待圖像穩定后啟動Q-BOX，根據病灶大小調整測量直徑(范圍10～20 mm)，彈性量程0～80 kPa，將ROI置于瘤體實性部分或瘤體回聲相對均一的位置，盡量避開液化壞死及鈣化區，于不同深度(5～6 cm)和部位重復測量7次，記錄病灶的楊氏模量最大值(Emax)和平均值(Emean)，去掉最大值和最小值，取5次測量的平均值，并選取清晰、穩定的圖像加以存儲。

1.3 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。2組數據均符合正態分布，采用兩獨立樣本t檢驗比較2組間楊氏模量值的差異；繪制ROC曲線，確定各參數診斷良惡性病變的閾值，計算AUC、敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值。采用單因素方差分析比較惡性組中不同病理類型亞組間的楊氏模量值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

112例中，良性病灶47例，包括肺炎37例，肺結核5例，神經鞘瘤5例；惡性病灶65例，包括肺腺癌20例，肺鱗癌24例，小細胞肺癌17例，轉移性肺癌2例，肺大細胞癌2例；因惡性組轉移性肺癌和肺大細胞癌患者數少，未進行亞組統計學分析。

肺良性腫塊多呈等、弱回聲的類圓形或鍥形腫塊，邊緣不光整，內回聲不均勻，可見點狀強回聲；合并肺實變時，表現為類似肝臟的均質等回聲，內可見散在條帶狀高回聲，即空氣支氣管征；病變多不侵犯胸膜；見圖1。惡性腫塊多呈類圓形，以低回聲多見，邊界清晰，形態規則，較大腫瘤常合并壞死，中央區可見液性暗區；腫塊內少見空氣支氣管征；可累及胸膜造成局部隆起或連續性中斷；見圖2～4。

惡性組Emax、Emean分別為(13.20±10.85)kPa和(8.40±0.52)kPa，均大于良性組的(9.45±0.73)kPa和(5.27±0.53)kPa，差異均有統計學意義(t=-2.78、-3.28，P均<0.01)。惡性組腺癌亞組、鱗癌亞組、小細胞癌亞組的Emax、Emean差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。ROC曲線結果顯示，以Emax=10.35 kPa和Emean=5.85 kPa作為判定肺良惡性病灶的閾值，AUC分別為0.74(P=0.003)、0.81(P=0.001)，敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為74.36%、72.22%、85.29%、57.52%和81.58%、80.78%、89.57%和67.67%。

表1 惡性組不同亞組Emax及Emean比較(kPa，±s)

表1 惡性組不同亞組Emax及Emean比較(kPa，±s)

組別EmaxEmean腺癌亞組(n=20)12.70±11.737.55±0.86鱗癌亞組(n=24)12.78±1.358.64±1.07小細胞癌亞組(n=17)14.51±1.619.64±0.96F值0.230.82P值0.870.49

圖1 患者男，45歲，肺炎 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

圖2 患者男，63歲，肺鱗癌 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

圖3 患者女，65歲，肺腺癌 A.二維聲像圖;B.SWE圖像

3 討論

根據最新的全球癌癥數據，肺癌在全球大多國家的發病率和死亡率均居首位，在我國也是癌癥死亡的首要原因[6]。早期準確診斷肺癌對于臨床選擇治療方案和改善患者預后具有重要意義[7]。SWE克服了傳統彈性成像技術手動施壓和評分法的主觀性，通過發射聲輻射脈沖對組織施加激勵，利用“馬赫錐”原理產生足夠強度的剪切波，計算得出反映組織彈性的楊氏模量值，由此對病變性質進行評價[8]，使超聲診斷信息更豐富、結果更準確。隨著肺部超聲檢查技術的逐漸成熟，SWE為早期無創評估周圍型肺部腫塊的性質提供了一種新的診斷方法。

本研究采用SWE技術測量112例周圍型肺部腫塊，獲得反映腫塊硬度的楊氏模量值，并以病理結果為金標準進行評價，結果顯示惡性組Emax及Emean均明顯大于良性組(P均<0.01)。硬度或彈性是生物組織具有的基本屬性之一，與其分子組成、病理組織結構等密切相關[9-10]。本組肺部良性病變中，肺炎占78.72%(37/47)，其主要病理改變為組織充血及炎性細胞浸潤，組織相對較軟；而惡性病變由于腫瘤細胞增殖、細胞間質增生及血管成分較多，且更易出現纖維樣變、玻璃樣變等病理改變，因而組織較硬。本研究以Emax=10.35 kPa、Emean=5.85 kPa作為鑒別診斷良惡性病變閾值，其敏感度、特異度、陽性預測值及陰性預測值分別為74.36%、72.22%、85.29%、57.52%和81.58%、80.78%、89.57%和67.67%，提示SWE技術可作為無創評價周圍型肺部腫塊良惡性的影像學方法，且Emean的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值均高于Emax，即Emean較Emax有更高的診斷效能。進一步對惡性組不同病理類型(腺癌、鱗癌、小細胞癌)亞組進行比較，發現其Emax與Emean差異均無統計學意義(P均>0.05)，與Lim等[11-12]的研究結果類似，但本組樣本量小，有待大樣本數據進一步觀察。

直徑較大或不均質病灶內部不同組織類型間硬度可能存在一定交叉，往往造成彈性成像漏誤診。通過回顧聲像圖表現及病理結果，發現在本研究誤診的良性病灶中，超聲常表現為腫塊內部回聲致密，可見鈣化或條帶狀強回聲，而病理結果表現為病灶內間質細胞增生豐富，尤其慢性炎癥和肉芽腫形成可伴大量纖維化、鈣化及玻璃樣變等，使得組織偏硬；而誤診的惡性病灶中，超聲常表現為腫塊內回聲不均質，內可見無回病灶中，超聲常表現為腫塊內回聲不均，內可見無聲區，尤其較大病灶常合并壞死、囊變、出血等病理改變，造成組織偏軟，提示測量楊氏模量值時，結合二維圖像避開鈣化或壞死灶，是降低漏誤診的有效途徑。

圖4 患者男，67歲，小細胞肺癌 A.二維聲像圖；B.SWE圖像

此外，測量楊氏模量值受多種因素影響，有待大樣本量進一步研究。本研究排除了測量數據不穩定或缺失的患者資料。臨床導致數據不穩定或缺失的主要原因如下：受病灶周邊心血管搏動或呼吸運動的影響，使病灶受到的激勵更大，產生的響應更大，導致楊氏模量值減小，數據不穩定；部分腫塊過小、過深，其前方有肋骨阻擋，周圍被肺氣所包圍，導致剪切波難以傳播至病灶；雖然二維超聲圖像可清晰顯示病灶，但當病灶表現為偏低或極低回聲時，也可導致數據缺失，分析可能與病灶內液化壞死組織成分較多有關。

為降低上述因素對楊氏模量測值的影響，實際操作過程中，檢查前應訓練患者的呼吸運動，使其盡量平靜呼吸及避免咳嗽，并在測量數據前囑患者屏氣，以減少呼吸動度對數據的干擾；對于較小、較深的病灶，掃查時應指導患者采取交叉抱臂等動作盡量增寬肋間隙，并使探頭盡量與肋骨保持平行，選擇適當角度進行探測，以避開肋骨聲影和肺氣；而對于體型瘦長、肋間隙特別狹小、無法避開肋骨聲影者，應排除其數據。研究[2,7,12]指出，病灶最大徑、深度、ROI大小及部位的選擇和肥胖等因素均可影響研究結果。由于肺氣的阻擋作用，超聲可探查的周圍型肺部腫塊多鄰近胸膜，其深度相差不大，因而本研究對病灶測量的深度一般選擇5～6 cm，并根據病灶大小對ROI進行調節，直徑范圍控制在10～20 mm，以增加圖像的清晰度和保證數據的可靠性。

總之，SWE技術可較好地評估周圍型肺部腫塊的彈性特征，在鑒別肺周圍型良惡性腫塊方面具有一定價值。