超聲不同感興趣區(qū)對剪切波彈性成像診斷乳腺腫瘤的影響

秦 婷 張翠明 方云梅 欒宇婷

乳腺腫瘤在女性群體中具有較高發(fā)生率，乳腺癌已成為我國女性最常見的惡性腫瘤之一[1]。目前超聲是診斷乳腺腫瘤的首選檢查方法。剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)與應(yīng)變彈性成像不同，無需手動加壓，通過超聲探頭在深部組織聚焦出局部聲輻射力，推動組織產(chǎn)生剪切波，剪切波在不同硬度的組織中傳播速度不同，通過測量傳播速度從而定量評估組織硬度，剪切波速度(shear wave velocity，SWV)越小，提示彈性越大、組織越軟。通過SWE圖像上感興趣區(qū)(region of interest，ROI)的設(shè)定，可自動測量定量彈性參數(shù)[2]。然而，關(guān)于感興趣區(qū)(ROI)大小的選取目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有研究者指出，ROI的大小影響SWE彈性參數(shù)診斷乳腺腫塊的效能[3，4]。國內(nèi)外常用于測量的方法可分為兩種：①ROI盡量覆蓋整個腫塊；②ROI直徑d=2mm，置于腫塊內(nèi)部或周圍最硬處[5～12]。

因此，本研究擬采用兩種ROI,ROI-L盡量覆蓋腫塊，不包含腫塊周邊硬度增加的區(qū)域，同時(shí)盡量避免包括周邊正常組織；ROI-S直徑固定為2mm，置于腫塊或周邊最硬處，分別測量彈性最大值(elastic maximum，Emax)和彈性平均值(elastic mean，Emean)，分析不同ROI選取方法對彈性參數(shù)診斷乳腺腫塊效能的影響并探討B(tài)I-RADS分類聯(lián)合SWE診斷乳腺腫塊的價(jià)值。

資料與方法

1.一般資料：收集2019年1月～2019年12月于山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院乳腺外科因乳腺腫塊行手術(shù)的女性患者63例，患者年齡21～66歲，平均年齡42.6±13.3歲,共73個腫塊，均于術(shù)前行常規(guī)超聲及SWE檢查，且未經(jīng)過任何相關(guān)治療。本研究經(jīng)山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)，所有研究對象均同意本項(xiàng)研究并簽署知情同意書。

2.超聲檢查：采用GE LOGIQ E9超聲診斷儀，探頭選用6～15MHz線陣探頭乳腺條件，囑患者取仰臥位，雙手抱頭，充分暴露雙側(cè)乳房，以乳頭為中心作放射狀縱切、橫切、斜切掃查，測量腫塊大小，觀察腫塊位置、邊界、內(nèi)部回聲、有無鈣化及其血流情況，同時(shí)常規(guī)掃查腋窩，記錄有無腫大淋巴結(jié)。按照美國放射學(xué)會BI-RADS分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類[13]。進(jìn)一步切換SWE模式，彈性模量量程使用默認(rèn)量程，設(shè)置取樣框覆蓋腫塊及其周圍的正常腺體或脂肪組織，組織最低硬度表示為深藍(lán)色，最高硬度表示為紅色。囑患者屏氣，采用“連續(xù)激發(fā)”模式，待3～5s圖像穩(wěn)定后，當(dāng)取樣框內(nèi)顏色充填穩(wěn)定、能夠清晰地顯示腫塊內(nèi)異常硬度且無運(yùn)動或壓迫偽像時(shí)，獲得穩(wěn)定的SWE圖像，定幀、留圖。分別采用以下兩種ROI測量彈性最大值(Emax)和彈性平均值(Emean)，單位為千帕(kPa),分別以ROI-S Emax，ROI-S Emean，ROI-L Emax，ROI-L Emean表示。每個數(shù)據(jù)測量3次，取均值。①ROI-L(ROI-Large)：盡量覆蓋腫塊，不包含腫塊周邊硬度增加的區(qū)域，同時(shí)盡量避免包括周邊正常組織；②ROI-S(ROI-Small)：直徑固定為2mm，置于腫塊或周邊最硬處。所有檢查均由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富并熟練掌握SWE技術(shù)的超聲醫(yī)師進(jìn)行操作，并且獨(dú)立進(jìn)行圖像分析，若有不同意見，則商討一致的結(jié)果。

結(jié) 果

1.病理結(jié)果：共73個腫塊，超聲測量直徑3.0～38.7mm，平均15.3±0.8mm。術(shù)后病理結(jié)果為良性腫塊40個，其中纖維腺瘤27個、腺病結(jié)節(jié)9個、炎性腫塊3個、腺病合并導(dǎo)管擴(kuò)張1個。惡性腫塊33個，其中浸潤性導(dǎo)管癌31個、浸潤性小葉癌1個、導(dǎo)管內(nèi)原位癌1個。

表1 BI-RADS分類表(n)

2.良惡性腫塊彈性值比較：ROI-L及ROI-S分別測量乳腺良惡性腫塊的Emean和Emax。惡性腫塊彈性值高于良性腫塊，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000，表2)。

表2 良惡性腫塊彈性值(kPa)

3.不同ROI彈性值診斷效能的比較：ROI-S Emean的AUC大于ROI-L Emean，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.030)，ROI-S Emax的AUC大于ROI-L Emax，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.077)。敏感度、特異性、AUC見表3，各ROI診斷乳腺腫塊的ROC曲線見圖1及圖2。ROI-S及ROI-L測量方法見圖3及圖4。

表3 ROI-S和ROI-L彈性值的敏感度、特異性及AUC

圖1 ROI-L Emax和ROI-S Emax ROC曲線

圖2 ROI-L Emean和ROI-S Emean ROC曲線

圖3 良性腫塊二維超聲圖及SWE檢查圖A.二維超聲圖，患者，女性，29歲。左乳腫塊，BI-RADS 3類，術(shù)后病理結(jié)果為纖維腺瘤；B.SWE檢查：ROI選取方法為ROI-L，盡量覆蓋腫塊，同時(shí)盡量避免包括周邊正常組織，所測Emax為59.96kPa，Emean為16.83kPa;C.SWE檢查：ROI選取方法為ROI-S，d=2mm置于腫塊或周邊最硬處，圖中白色箭頭所指處為ROI-S，所測Emax為59.96kPa，Emean為30.49kPa

圖4 惡性腫塊二維超聲圖及SWE檢查圖A.二維超聲圖，患者,女性，46歲。左乳腫塊，BI-RADS 4b類，術(shù)后病理結(jié)果為浸潤性導(dǎo)管癌；B.SWE檢查：ROI選取方法為ROI-L，盡量覆蓋腫塊，同時(shí)盡量避免包括周邊正常組織，所測Emax為177.24kPa，Emean為15.32kPa；C.SWE檢查：ROI選取方法為ROI-S，d=2mm置于腫塊或周邊最硬處，圖中白色箭頭所指處為ROI-S，該腫塊周邊可見“硬環(huán)征”，所測Emax為177.24kPa，Emean為96.05kPa

4.不同ROI所測彈性值聯(lián)合BI-RADS分類診斷效能比較：不同ROI大小對Emean聯(lián)合BI-RADS分類診斷乳腺腫塊的效能有影響，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.046)，對Emax聯(lián)合BI-RADS分類診斷效能無影響，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.086，表4)。

表4 不同ROI彈性值聯(lián)合BI-RADS分類診斷效能比較

5.BI-RADS分類與BI-RADS分類聯(lián)合SWE診斷效能比較：ROI-S測得Emax、Emean診斷效能均優(yōu)于ROI-L(表3)，因此，比較BI-RADS分類聯(lián)合ROI-S所測的Emax、Emean與單獨(dú)使用BI-RADS分類的診斷效能。BI-RADS+Emax、BI-RADS+Emean診斷效能均高于單獨(dú)使用BI-RADS分類，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.012，P=0.012)。BI-RADS+Emax與BI-RADS+Emean兩者診斷效能比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.771，表5)。

表5 BI-RADS分類與BI-RADS分類聯(lián)合SWE診斷效能比較

討 論

剪切波彈性成像已廣泛應(yīng)用于乳腺腫塊良惡性鑒別診斷中，生物組織的彈性或硬度與病理組織相關(guān)，當(dāng)組織發(fā)生病變時(shí)，組織的彈性或硬度也會發(fā)生變化，通過檢測乳腺腫塊硬度信息可輔助鑒別乳腺腫塊的良惡性[14]。本研究表明，惡性腫塊彈性值明顯大于良性腫塊，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

然而，目前SWE檢查還沒有統(tǒng)一的ROI測量方法。以往研究中有使用直徑1～3mm置于腫塊最硬區(qū)的ROI、覆蓋整個腫塊的ROI、覆蓋腫塊2倍以上的ROI[5～7，9～11，14]。也有研究認(rèn)為ROI大小對彈性評分或彈性值診斷效能無影響[2]。國內(nèi)外最常用的ROI測量方法為直徑=2mm的ROI和覆蓋整個腫塊的ROI。一項(xiàng)Meta分析表明，SWE的診斷效能隨著ROI和彈性參數(shù)值的選擇而不同，沒有單一的彈性參數(shù)具有優(yōu)越的診斷效能，對于ROI的選擇需謹(jǐn)慎[4]。關(guān)于ROI勾畫方式，研究表明圓形的ROI或根據(jù)腫塊輪廓勾畫的ROI對SWE診斷效能無影響[3,15]。因此本研究ROI設(shè)定為圓形以探討ROI=2mm和盡量覆蓋整個腫塊的ROI兩者對Emax、Emean診斷效能的影響。

本研究發(fā)現(xiàn)，ROI-S所測Emax、Emean診斷效能均優(yōu)于ROI-L。在以往的研究中比較這兩種類型的ROI時(shí)，同樣也表明小ROI所測Emax、Emean診斷效能優(yōu)于大ROI[10,16]。

對于不同ROI選取方法對Emax、Emean診斷效能的影響，本研究表明，不同ROI大小影響Emean診斷乳腺腫瘤的效能。ROI-S Emean的AUC高于ROI-L Emean，這可能是因?yàn)橛行┤橄賽盒阅[塊內(nèi)部常出現(xiàn)液化、壞死，且本研究發(fā)現(xiàn)Emean隨ROI的加大而減低，使用ROI-L測量Emean則相對會偏低[6]。Blank等[4]研究也表明ROI大小對Emean診斷效能有顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn)，不同ROI大小對Emax診斷效能無明顯影響。與Skerl等[10]研究結(jié)果相似。ROI-S Emax的AUC略高于ROI-L Emax，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與有些乳腺惡性腫塊最硬區(qū)域往往位于腫塊的周圍表現(xiàn)為“硬環(huán)征”有關(guān)[6,8]。與ROI-L比較，ROI-S置于腫塊或周邊最硬區(qū)域測量Emax，更能真實(shí)、全面地反應(yīng)腫塊的硬度信息。不同ROI彈性值分別聯(lián)合BI-RADS分類之后，也得出同樣的結(jié)論，即ROI大小影響Emean聯(lián)合BI-RADS分類的診斷效能，對Emax聯(lián)合BI-RADS分類的診斷效能無影響。叢瑞等[17]研究發(fā)現(xiàn)，不同ROI大小對Emax及Emean均無明顯影響，可能是因?yàn)槠溲芯克肦OI與本研究不同，其采用的是直徑=2mm的ROI和覆蓋腫塊及腫塊周邊的較大ROI。

對于彈性值的選擇，回顧大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)彈性最大值(Emax)、彈性平均值(Emean)、彈性比值(Eratio)均被確立為最佳彈性參數(shù)[9,18～21]，但是大多數(shù)研究者認(rèn)為Emax是診斷乳腺良惡性腫塊最有價(jià)值的參數(shù)，具有最佳診斷效能[9,18，19]。有研究者表明Emax與腫塊的組織病理學(xué)相關(guān)，是超聲評估乳腺腫塊組織病理學(xué)嚴(yán)重程度的有效預(yù)測因子。本研究將最常用的兩個彈性值(Emax、Emean)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ROI-S所測的Emax及Emean診斷效能相似。ROI-L所測Emax診斷效能明顯優(yōu)于Emean，這與Moon等[16]結(jié)果類似。關(guān)于Emax最佳截?cái)嘀担狙芯渴褂肦OI-S測量Emax，得出良惡性腫塊最佳截?cái)嘀禐?12.53kPa(敏感度和特異性分別為85.0%和85.0%)。其他研究者的Emax最佳截?cái)嘀捣謩e為57.42kPa(ROI為覆蓋整個腫塊)[5]、85.3kPa(ROI直徑=2或3mm)[11]、160kPa(ROI=2mm2)[22]。各研究的Emax截?cái)嘀挡煌赡苁且驗(yàn)镽OI大小、病例的選擇、腫塊大小深度及乳腺厚度等不同。

綜上所述，在鑒別乳腺良惡性腫塊方面，ROI-S比ROI-L提供了更好的診斷效能。不同ROI大小對Emax診斷效能無明顯影響。本研究結(jié)果與其他研究類似，建議SWE檢查將ROI=2mm置于腫塊最硬區(qū)測Emax[22,23]。除此之外，有學(xué)者研究認(rèn)為腫塊的大小、深度及乳腺厚度也會影響SWE診斷結(jié)果，這些影響因素還需要進(jìn)一步研究[11,24]。本研究表明，SWE不同ROI大小對Emean診斷乳腺腫瘤的效能有一定影響，對Emax診斷乳腺腫瘤的效能無顯著影響。在常規(guī)超聲基礎(chǔ)上聯(lián)合剪切波彈性成像可進(jìn)一步提高對乳腺腫瘤的診斷，更能準(zhǔn)確地指導(dǎo)臨床決策。近年來，SWE技術(shù)不斷革新，應(yīng)用領(lǐng)域不斷推廣，然而，SWE尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這仍需要學(xué)者們大量的研究，選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，并將腫塊大小、深度及腺體厚度等諸多影響因素考慮在內(nèi)，建立系統(tǒng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，從而發(fā)揮剪切波彈性成像的巨大潛能。