乳腺結(jié)節(jié)三維剪切波超聲成像冠狀面參數(shù)優(yōu)化BI-RADS 分類的臨床研究

劉 琳，曹秀群，張 博，張海青，孟 磊，趙俊軍，潘曉芳

（大連醫(yī)科大學(xué)附屬大連市中心醫(yī)院，遼寧 大連 116033）

乳腺癌發(fā)病率已居城市女性惡性腫瘤發(fā)病率首位[1]。在以致密性乳腺為主的亞洲女性中，傳統(tǒng)超聲是目前診斷乳腺結(jié)節(jié)的重要非侵入性一線檢查方法。但臨床上普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)超聲乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（BI-RADS）仍然存在過(guò)度依賴操作者經(jīng)驗(yàn)、特異度不高的缺陷[2]。已有研究證實(shí)二維剪切波彈性成像（2D-SWE）技術(shù)有助于提高傳統(tǒng)BI-RADS分類的診斷效能[3]，但乳腺結(jié)節(jié)主要彈性特征只能在二維的橫斷面或矢狀面圖像單一平面上獲得，而且無(wú)法顯示冠狀面。實(shí)時(shí)三維剪切波彈性成像（3DSWE）可以立體全面地展示結(jié)節(jié)的矢狀面、橫斷面及冠狀面的硬度特征，而且每種成像斷面能夠同時(shí)顯示多幅層面圖像，使評(píng)估更加客觀準(zhǔn)確。本研究旨在比較3D-SWE 冠狀面不同彈性指標(biāo)對(duì)乳腺結(jié)節(jié)鑒別診斷效能，探討其在優(yōu)化傳統(tǒng)超聲BI-RADS 分類中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2019 年6 月—2020 年2 月我院乳腺外科住院患者163 例共184 個(gè)結(jié)節(jié)。納入標(biāo)準(zhǔn)為年齡≥18歲；檢后1 月內(nèi)通過(guò)穿刺活檢或手術(shù)取得病理結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)為純囊性結(jié)節(jié)或蛋殼樣鈣化結(jié)節(jié)；目標(biāo)結(jié)節(jié)接受過(guò)有創(chuàng)操作或放化療治療；隆乳術(shù)后或孕期、哺乳期婦女。所有患者均簽署了知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法

傳統(tǒng)超聲檢查及3D-SWE 檢查使用彩色超聲診斷儀（Supersonic Imagine Aixplorer，法國(guó)），探頭頻率4～15 MHz，三維容積探頭頻率5～16 MHz，3DSWE 使用Q-BOX 軟件分析。行傳統(tǒng)超聲檢查并由高年資超聲醫(yī)師給予BI-RADS 分類。啟動(dòng)3D-SWE模式，在不施加任何壓力情況下獲得3 個(gè)正交切面SWE 圖像（圖1），選取冠狀面模式呈現(xiàn)結(jié)節(jié)15 幅斷層圖像（圖2）并選擇硬度最大切面，將定量工具QBox Ratio 取樣框置于結(jié)節(jié)最硬處測(cè)量彈性最大值（Emax）、平均值（Emean）及與周?chē)窘M織處比值（Eratio），測(cè)3 次取平均值。對(duì)美國(guó)放射學(xué)會(huì)BIRADS 分類優(yōu)化的方法：在3 類、4A 類、4B 類、4C類、5 類之間進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原BI-RADS 分類結(jié)節(jié)，如果3D-SWE 冠狀面定量參數(shù)值＜截?cái)嘀禃r(shí)降低1類，降低的下限為BI-RADS 3 類；如果3D-SWE 冠狀面定量參數(shù)值≥截?cái)嘀禃r(shí)上調(diào)1 類，上調(diào)的上限為BI-RADS 5 類。

圖1 3D-SWE 圖。3D-SWE 三個(gè)正交切面。圖2 3D-SWE 冠狀面圖。3D-SWE 冠狀面4×4 顯示模式定量參數(shù)測(cè)量。Figure 1.3D-SWE image.Three orthogonal plane of 3D -SWE.Figure 2.3D-SWE image on coronal plane.Measured quantitative parameters in coronal plane 4×4 display mode of 3D-SWE.

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般情況

163 例患者年齡27～84 歲，平均（50.56±12.14）歲。184 個(gè)乳腺結(jié)節(jié)直徑為5～83 mm，平均（16.74±11.90）mm。其中病理診斷良性結(jié)節(jié)99 個(gè)（53.8%），包括纖維腺瘤44 個(gè)、乳腺腺病1 個(gè)、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤13 個(gè)、炎癥組織2 個(gè)、其他（增生病等）39 個(gè)；惡性結(jié)節(jié)85 個(gè)（46.2%），包括浸潤(rùn)癌70 個(gè)、原位癌7個(gè)、黏液癌8 個(gè)。

2.2 3D-SWE 冠狀面參數(shù)的組間比較

隨機(jī)選擇30 個(gè)結(jié)節(jié)由兩位檢查者分別進(jìn)行3D-SWE 檢查并比較兩組測(cè)量值間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC），Emax、Emean、Eratio 的ICC 分別為0.97，0.96，0.91，各參數(shù)在不同檢查者間有較好的一致性。

惡性結(jié)節(jié)組Emax、Emean 和Eratio 彈性模量值均高于良性組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＜0.001）（表1）。

表1 良性與惡性結(jié)節(jié)組間3D-SWE 冠狀面Emax、Emean、Eratio 參數(shù)比較（kPa，M（QR））

2.3 3D-SWE 冠狀面參數(shù)的診斷效能比較

以病理學(xué)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，分別繪制3D-SWE 冠狀面Emax、Emean、Eratio 參數(shù)ROC 曲線，其AUC分別為0.939、0.906、0.848。結(jié)合兩兩對(duì)比AUC 結(jié)果，Emax（最佳截?cái)嘀禐?2.1 kPa）顯示出最優(yōu)的診斷效能（圖3）。

圖3 3D-SWE 定量參數(shù)診斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線。Figure 3.ROC curves in the diagnosis of benign and malignant breast nodules by 3D-SWE with quantitative parameters.

2.4 傳統(tǒng)超聲及優(yōu)化后BI-RADS 分類的診斷效能比較

以3D-SWE 冠狀面Emax 截?cái)嘀?2.1 kPa 對(duì)傳統(tǒng)BI-RADS 分類分別進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化前、后3類、4A 類、4B 類、4C 類、5 類分別用連續(xù)變量1、2、3、4、5 表示，繪制ROC 曲線，根據(jù)最大約登指數(shù)得出最佳截點(diǎn)值均為2.5，即代表優(yōu)化前、后的BIRADS 分類診斷良惡性最佳截點(diǎn)值均介于4A 和4B類之間，即4A 類及以下診斷為良性、4B 類及以上診斷為惡性。優(yōu)化后BI-RADS 分類與優(yōu)化前比較，AUC 明顯增加（0.913 vs 0.843，P=0.012），診斷惡性結(jié)節(jié)的特異度（91.9% vs 63.6%，P＜0.001）及準(zhǔn)確度（89.5% vs 75.4%，P＜0.001）均顯著提高，敏感度（87.1% vs 87.1%，P=1.000）無(wú)變化（圖4）。陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（91.5% vs 70.0%）及陰性預(yù)測(cè)值（87.6% vs 83.1%）均有不同程度提高。

圖4 3D-SWE 冠狀面最大彈性值優(yōu)化前后BI-RADS 診斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)的ROC 曲線。Figure 4.ROC curves of BI-RADS for diagnosis of benign and malignant breast nodules before and after optimization by the coronal plane maximum elastic value of the 3D-SWE.

3 討論

亞洲女性乳腺腺體以致密型為主，超聲較鉬靶更廣泛應(yīng)用于臨床。超聲BI-RADS 分類這一半定量方法仍有特異性不足、高度依賴操作者經(jīng)驗(yàn)等缺陷[2]。本研究顯示超聲BI-RADS 分類診斷乳腺惡性結(jié)節(jié)的敏感度和特異度分別為87.1%和63.6%，這與既往結(jié)果一致[4]。

SWE 成像技術(shù)在灰階超聲的基礎(chǔ)上可以定量評(píng)估組織的硬度。2D-SWE 通過(guò)定量評(píng)價(jià)結(jié)節(jié)橫斷面及矢狀面硬度信息，提高了超聲診斷乳腺癌的準(zhǔn)確性[3-4]。但2D-SWE 僅能在矢狀面或橫斷面二維單一圖像上手動(dòng)逐幀尋找選擇最硬點(diǎn)，3D-SWE 可以立體全面地展示結(jié)節(jié)的矢狀面、橫斷面及冠狀面的硬度特征，而且每種成像斷面能夠在屏幕上同時(shí)顯示15 個(gè)斷層切面，更快速準(zhǔn)確判斷結(jié)節(jié)最硬位置并獲取其彈性模量值。已有一些研究證實(shí)3D-SWE 鑒別診斷乳腺結(jié)節(jié)的能力與2D-SWE 相當(dāng)[5-6]。本研究通過(guò)選取2D-SWE 無(wú)法顯示的3D-SWE 冠狀面參數(shù)來(lái)證實(shí)其獨(dú)立于2D-SWE 及三維其他切面的診斷價(jià)值。

本研究顯示乳腺惡性結(jié)節(jié)組3D-SWE 冠狀面定量參數(shù)Emax、Emean 及Eratio 彈性模量值均顯著高于良性結(jié)節(jié)組，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與其他學(xué)者的報(bào)道結(jié)果一致[5-6]。我們通過(guò)對(duì)三維冠狀面參數(shù)的AUC 比較發(fā)現(xiàn)Emax 顯示出更優(yōu)的診斷效能，可能和這一指標(biāo)能夠反映結(jié)節(jié)組織硬度最大值這一最具代表性的信息有關(guān)，有文獻(xiàn)報(bào)道Emax 與對(duì)腫瘤形成起重要作用的膠原蛋白特征的相關(guān)度比Emean 更好[7]。本研究的3D-SWE 冠狀面定量參數(shù)Emax 最佳截?cái)嘀翟\斷乳腺惡性結(jié)節(jié)的效能可與部分2D-SWE 參數(shù)研究結(jié)果媲美[6，8]，這一結(jié)果反映了3D-SWE 冠狀面彈性參數(shù)在保證較高重復(fù)性的前提條件下，其診斷效能并不遜色于2D-SWE，也高于或相當(dāng)于以往3D-SWE 多切面聯(lián)合研究的結(jié)果[6，9]。

通過(guò)3D-SWE 冠狀面Emax 截點(diǎn)值優(yōu)化后的BI-RADS 分類與傳統(tǒng)BI-RADS 分類比較顯示，優(yōu)化后的分類顯示出更優(yōu)的AUC 以及特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值和準(zhǔn)確性。根據(jù)3D-SWE 冠狀面Emax 優(yōu)化后，原B1-RADS 分類誤診的47 個(gè)結(jié)節(jié)中有31 個(gè)假陽(yáng)性和5 個(gè)假陰性共36 個(gè)結(jié)節(jié)得到糾正，但新將5 個(gè)惡性結(jié)節(jié)錯(cuò)判為良性結(jié)節(jié)，3 個(gè)良性結(jié)節(jié)誤診為惡性。以上結(jié)果說(shuō)明部分乳腺良惡性腫物的彈性值可能會(huì)出現(xiàn)交叉重疊現(xiàn)象，根據(jù)以往研究[10-11]，早期浸潤(rùn)性癌因結(jié)節(jié)較小等原因常會(huì)出現(xiàn)假陰性結(jié)果，而纖維腺瘤內(nèi)增多的膠原纖維及鈣質(zhì)成分也可一定程度增加結(jié)節(jié)的硬度。Emax 參數(shù)反映的是組織最硬處信息，因惡性組數(shù)值離散度較良性組大，故其重疊部分會(huì)導(dǎo)致更多的假陰性病例，因此Emax 在明顯提高診斷特異度的同時(shí)并未提高原分類的敏感度。這一診斷特征更適用于低風(fēng)險(xiǎn)人群的鑒別診斷，有助于校正不必要的治療方案。

有研究發(fā)現(xiàn)反映結(jié)節(jié)整體硬度離散度的Esd 參數(shù)也能表現(xiàn)出較優(yōu)的診斷能力[7]，但因本研究初期使用的感興趣區(qū)僅為結(jié)節(jié)最硬處而非結(jié)節(jié)整體，故此參數(shù)的診斷效能需進(jìn)一步增加病例深入研究。

3D-SWE 冠狀面Emax 參數(shù)在優(yōu)化乳腺結(jié)節(jié)傳統(tǒng)BI-RADS 分類方面具有可行性，在不降低敏感度的前提下，顯著提高了鑒別診斷乳腺結(jié)節(jié)性質(zhì)的精準(zhǔn)性，減少了誤診率，使臨床治療有的放矢。