剪切波彈性成像評估乳腺腫瘤彈性模量參數特征及其與膠原纖維的關系

朱婷婭，李玲麗

(臨海市婦幼保健院 超聲科，浙江 臨海 317000)

乳腺癌作為常見的女性惡性腫瘤，在我國具有較高的發病率及死亡率[1]。乳腺癌的發生發展受癌細胞及間質成分交互作用的微環境影響[2]，膠原纖維是乳腺癌的主要間質成分，在乳腺癌的發生發展過程中有著重要作用[3]。剪切波彈性成像 (shear-wave elastography，SWE)作為一種全新的超聲彈性成像技術，可通過定量分析腫瘤組織的硬度特征以鑒別其良惡性質，是常規超聲檢查的有益補充。本研究運用剪切波彈性成像定量分析乳腺腫瘤的彈性模量參數特征，探討其與膠原纖維面積的相關性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2016年7月—2018年7月在臨海市婦幼保健院行手術切除治療的105例乳腺腫瘤患者作為研究對象。所選對象均為女性，年齡21～71歲、平均52.65±12.52歲，共計139個病灶，病灶最大徑線0.60～4.2 cm、平均2.32±0.86 cm。根據術后病理結果分為良性病灶組和惡性病灶組，良性病灶組56例，共計76個病灶，年齡21～71歲、平均52.14±13.38歲；惡性病灶組49例，共計63個病灶，年齡23～70歲、平均53.22±11.58歲，兩組間年齡比較差異無統計學意義(t=0.44，P=0.661)。所有腫瘤病灶術前均接受剪切波彈性成像檢查，并對術后病理組織標本進行膠原纖維面積分析。本研究經醫院倫理委員會批準，所選患者均簽署知情同意書。

1.2 檢測方法 采用AixPlorer超聲診斷儀(Super Sonic Imagine公司)，配有4 MHz～15 MHz的高頻探頭。患者取仰臥位，安靜平躺，將雙側乳房和腋窩充分暴露。首先對乳腺腫瘤病灶進行常規超聲檢查，觀察腫瘤病灶的位置、形態、大小、包膜、邊界、內部結構及回聲、血供、與周圍組織關系等情況；然后啟動剪切波彈性成像模式，囑患者屏氣，在不施加任何壓力情況下，在感興趣區靜置3 s，待超聲圖像穩定后定幀并存儲圖像。選取感興趣區時，取樣框大小應盡可能覆蓋腫瘤病灶。測量并記錄各彈性模量參數：彈性模量平均值、彈性模量最大值、彈性模量最小值。同一腫瘤病灶數據均重復測量3次，取平均值。見圖1。

1.3 膠原纖維面積分析 對術后病理組織標本進行Van Gieson (VG)染色[4]：將病理組織標本進行切片脫蠟，Weigert鐵蘇木素進行10 min浸染后水洗，以1%鹽酸酒精進行分化。流水持續沖洗數分鐘，VG染液進行2 min浸染后，以95%酒精進行分化。無水酒精進行脫水后，以二甲苯進行透明處理，并以中性樹膠封固后，光學顯微鏡下觀察。使用Image-Pro Plus 5.1軟件對術后病理組織標本進行膠原纖維面積分析。每張切片上使用高倍鏡(×400)隨機選取5個視野，計算并記錄每一個視野內膠原纖維面積，取平均值。見圖2(封三)。

1.4 統計學方法 采用 SPSS 20.0 統計軟件，計量資料比較采用t檢驗，相關性分析采用 Pearson 相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 術后病理結果 63個惡性腫瘤病灶中浸潤性導管癌49個，浸潤性小葉癌8個，導管內癌6個；76個良性腫瘤病灶中纖維腺瘤37個，乳腺腺病24個，導管內乳頭狀瘤15個。良性病灶組病灶最大徑線0.60～4.2cm、平均2.34±0.91 cm；惡性病灶組病灶最大徑線0.70～3.8 cm、平均2.29±0.81 cm；病灶平均最大徑線比較，差異無統計學意義(t=0.353，P=0.725)。惡性病灶組的病灶膠原纖維面積(14 475.26±5216.47 μm2)大于良性病灶組(9874.92±3837.14 μm2)，差異有統計學意義(t=5.981，P<0.001)。

2.2 彈性模量參數比較 惡性病灶組的病灶彈性模量平均值、彈性模量最大值均大于良性病灶組，差異均有統計學意義(P<0.05)；見表1。

表1 兩組患者彈性模量參數比較

2.3 彈性模量參數與膠原纖維面積的相關性 乳腺腫瘤病灶的彈性模量平均值(r=0.763,P<0.001)、彈性模量最大值(r=0.836,P<0.001)均與膠原纖維面積呈正相關。

3 討論

腫瘤組織中的間質成分不僅具備腫瘤性特征，且對腫瘤細胞可產生力學效應，影響細胞外基質的反應狀態及數量[5]。研究顯示[6-9]，乳腺癌間質成分參與癌細胞的生長發展，乳腺癌間質中的膠原纖維含量及構成特征與乳腺癌的侵襲轉移能力密切相關。因此，評估乳腺癌膠原纖維含量有著重要臨床意義。剪切波彈性成像是一種全新的超聲彈性成像技術，實現了聲波下的觸診，其基本原理是通過計算剪切波在組織結構中的速度變化獲得組織彈性圖像，測定組織密度獲取其彈性模量值，從而客觀定量地評價組織的硬度特征，彈性模量值越大代表組織硬度越大[10-13]。

本研究結果顯示，惡性病灶組的病灶彈性模量平均值、彈性模量最大值均明顯大于良性病灶組，原因可能一方面與乳腺癌細胞大量增殖并向周圍組織浸潤、與鄰近結構組織粘連使其活動度下降、彈性硬度增加有關；另一方面與乳腺癌間質微環境發生結締組織增生反應、異常激活的成纖維細胞合成分泌大量膠原蛋白導致腫瘤彈性硬度增加有關；提示運用剪切波彈性成像定量分析乳腺癌病灶的彈性模量參數特征有助于乳腺癌的鑒別診斷。

膠原纖維作為乳腺癌主要間質成分，構成了癌細胞的主要骨架結構。膠原纖維是一種結構蛋白，在細胞外基質中含量豐富，與組織的抗張強度密切相關[14-15]。本研究結果顯示，惡性病灶組的病灶膠原纖維面積明顯大于良性病灶組，提示乳腺癌具有更豐富的膠原纖維含量。膠原纖維的韌性及硬度遠大于癌細胞，膠原纖維含量的多少決定了腫瘤的組織硬度。在乳腺癌的發生發展過程中，隨著膠原纖維含量增多，細胞外基質硬度隨之增大[16-17]。本研究結果顯示，乳腺腫瘤病灶的彈性模量平均值、彈性模量最大值均與膠原纖維面積呈正相關，提示隨著彈性模量參數值越大，乳腺腫瘤的膠原纖維面積越大，這可能與乳腺腫瘤在發生發展過程中常常伴隨著大量細胞外基質膠原表達增加、相互交聯、沉積及線性化等病理性改變有關[18-20]。本研究結果還顯示，乳腺腫瘤病灶的彈性模量最大值與膠原纖維面積的相關性較高，提示運用彈性模量最大值更有助于反映乳腺腫瘤的膠原纖維含量狀態。

綜上，剪切波彈性成像的彈性模量平均值和最大值與乳腺腫瘤的膠原纖維面積呈正相關，可為臨床評估乳腺腫瘤膠原纖維含量以及鑒別乳腺腫瘤提供影像學參考。