超声弹性成像在乳腺肿块良恶性鉴别中的应用进展

高庆梅，王凹弟综述，张 玫审校

目前，乳腺肿块发病率越来越高，尤其乳腺癌，已成为全世界最常见女性恶性肿瘤之一，并呈逐年上升趋势。据统计，每年约有50万人死于乳腺癌，欧美国家每4个癌患者中就有1个是乳腺癌。在我国大城市如京、津、沪乳腺癌的发病率已超过宫颈癌跃居女性恶性肿瘤第一位，严重影响女性的健 康［1，2］。

目前乳腺肿块的影像学检查方法主要有钼钯X线、超声、磁共振（magnetic resonance，MR）、多层螺旋 CT（multiple slice computed tomography，MSCT）、近红外线扫描等。钼靶在微小钙化检测中有不可替代的重要性，尤其是早期乳腺癌无明显肿块的针尖样或簇状微小钙化，但钼靶不能显示组织内部及血流分布情况，且对致密性乳腺显示不清；多层螺旋CT可以多层薄层扫描，无干扰，能进行造影及三维重建，显像清楚，定位准确，可发现微小肿块，同时观察有无淋巴结转移，但对微小钙化不敏感，费用昂贵，有造影剂过敏的可能，同钼靶一样，有放射线污染；MR费用高，对微小钙化不敏感，但能发现隐匿性肿块［3］，多方位多层面显示病灶，三维重建，可显示血流情况，对肿瘤浸润程度准确率较高，无放射线污染；近红外线扫描对血管显像灵敏度高，无创伤，无辐射，但定位、定性及分辨力较差，且穿透性较差，对于较厚较大乳房及较小肿块易漏诊或误诊，准确率较低，对钙化不敏感，现已很少应用。超声对乳腺疾病的诊断有独特优势，费用低、无创伤、无辐射、可重复、多切面灵活扫查、内部外周情况显示清晰、血流信号可显示等，且超声技术不断完善，超声弹性成像（ultrasound elastography，UE）技术的出现，使得超声诊断尤其是对恶性肿瘤的早期诊断更提前、更完善，为超声诊断乳腺疾病提供了更高的平台，增加了超声医师的信心，也减少了不必要的穿刺活检。

1 UE原理及成像技术

1.1 原理 超声弹性成像概念最早在1991年由Ophir等［4］提出，UE是根据各种生物组织间硬度不同，在相同外力作用下，产生的形变不同即位移不同，获得的相对弹性信息亦不同，硬度较大的组织产生形变较小，硬度较小的组织产生形变较大，然后应用复合互相关 （combined autocorrelation method，CAM）技术对声波信号处理，获得不同彩色编码，最后形成彩色编码图像，硬度较大对应蓝色，较软的对应红色，弹性系数居中的对应绿色。在正常乳腺上，脂肪对应红色编码，腺体组织对应绿色编码，肌肉对应蓝色编码。

1.2 UE技术 目前UE技术分为：静态/准静态弹性成像技术、血管弹性成像技术、心肌弹性成像技术、瞬时声弹性成像技术、声辐射力弹性成像技术、振动声弹性成像技术、剪切波弹性成像技术等。

1.2.1 静态/准静态弹性成像技术 即压迫式弹性成像技术，是最早的弹性成像技术，也是目前应用研究最多、最成熟的成像技术，由Kallel等［5］首次提出。通俗讲，该技术就是向生物组织施加适当的压力，使其产生形变，经过仪器处理，形成不同彩色编码图像。但在操作过程中，操作者施加压力的力度不同，压放频率不同或手法差异而产生不同的图像结果，人为因素影响多。为避免这点，各家公司在图像边设置一弹力指示棒，设定最佳区域及标准，使操作保持一致，图像以压力标尺稳定在设定区域时最佳。

1.2.2 间歇性弹性成像技术 由 Catheline等［6］提出，首先是用低频间歇振动造成组织相对位移，再用反射回波发现组织位移，超声瞬时弹性成像技术就是利用该项技术。该技术不受患者呼吸、心跳影响，对操作者要求少，重复性好，但应用面狭窄。目前，只用于肝脏纤维化的检查及药物治疗后效果的评价。

1.2.3 振动性弹性成像技术 又称超声激发振动声谱成像，利用低频振动作用于组织，并在组织内部传播，把振动图像用实时多普勒声像图表现出来。该技术产生较晚，技术不太成熟，目前仅实验于离体组织，优点有原理简单、成像质量高、灵敏度高、干扰少，将来可能在肿瘤的热治疗以及高强度聚焦超声治疗过程的检查评估中有更广泛应用。

2 弹性成像技术诊断与生物组织的关系

生物体的病理组织与正常组织之间存在声阻抗及硬度差异，这是其本身特性。组织的微观结构决定宏观表现，如乳腺癌增生失控，快速浸润生长，而良性肿块增生较慢，膨胀生长，导致其肿块与原组织密度不同，硬度即弹性系数亦不同，弹性成像技术因其硬度不同而形成不同彩色编码，便于鉴别病变的良恶性，蓝色表示组织硬度较大，红色表示硬度最小（如脂肪），绿色为硬度适中 （如正常乳腺腺体组织）。McKnight等［7］指出恶性肿瘤要比其周围实质组织硬4倍，Hall等［8］指出恶性肿瘤在弹性成像图像上比常规超声图像上的平均面积要大2倍，也有研究示UE图上肿块大小更接近实际肿块大小。Krouskop等［9］报道乳腺内不同病变与组织的弹性系数（应力与应变之比）不同，弹性系数从大到小排列为浸润性导管癌、非浸润性导管癌、乳腺纤维化、乳腺、脂肪组织。

3 UE在乳腺肿块良恶性鉴别方面的诊断方法及价值

自弹性成像问世，不同学者采用不同方法，对乳腺超声弹性成像做了大量研究，认为弹性成像对乳腺病变诊断特异性高，对良恶性病变鉴别有良好前景。

3.1 UE技术评分方法及对乳腺肿块的定性分析价值 UE用于临床最先由日本筑波大学植野等［10］提出的5评分法，其标准为：1分：肿块全体发生变形，图像显示为绿色；2分：肿块大部分发生变形，但小部分没有变形，图像显示为绿色和蓝色混杂，以绿色为主；3分：肿块边界发生变形，中心部分没有变形，图像显示肿块中心为蓝色，肿块周边为绿色；4分：肿块全体没有变形，图像显示肿块整体为蓝色；5分：肿块全体和周边组织都没有变形，图像显示肿块和周边组织为蓝色。以弹性成像评分4分以上考虑为恶性，3分以下考虑为良性病变，其诊断的灵敏度为86.5%，特异性为89.8%，准确性为88.3%。但是在国内实际工作中，很多图像的描述很难用该标准作出评价，于是，国内学者又相继提出了几种不同的评分标准，沈建红等［11］提出了7分法，其评分标准为：1分：肿块整体显示为绿色；2分：肿块显示为绿色和蓝色相间，以绿色为主；3分：肿块边界发生变形，中心部分没有变形，显示肿块中心为蓝色，肿块周边为绿色；4分：肿块显示为绿色和蓝色相间，以蓝色为主；5分：肿块整体为蓝色；6分：肿块和周边组织均显示为蓝色；7分：肿块显示为绿色和蓝色相间，以蓝色为主，且周边组织显示为蓝色；7分法以5分为良恶性诊断的界点，其对乳腺病变的诊断敏感性、特异性和准确性分别为：81.60%、99.14%和 94.53%；另外，曾婕等［12］提出了8分评分法，其评分标准为：1分：肿块整体显示为绿色；2分：肿块显示为绿色和蓝色相间，以绿色为主；3分：肿块显示为中心呈蓝色，周边为绿色；4分：肿块显示为绿色和蓝色相间，以蓝色为主；5分：肿块范围为蓝色，内有少许绿色；6分：肿块整体为蓝色；7分：肿块及周边组织均显示为蓝色；8分：肿块及周边组织显示为蓝色，但肿块内部间有绿色显示；8分法仍以5分为良恶性诊断的界点，其对乳腺病变的诊断敏感性为82.07%，特异性为98.63%，准确性为94.51%。7分法和8分法虽然更细致，但较复杂，不便掌握，虽然减少了恶性病例的漏诊，却往往使良性病例诊断为恶性病例数增加，在实际操作中均有弊端，于是，罗葆明等［13］提出了改良5分法评分标准，1分：肿块整体或大部分显示为绿色；2分：肿块显示为中心呈蓝色，周边为绿色；3分：肿块范围内显示为绿色和蓝色所占比例相近；4分：肿块整体为蓝色或内部伴有少许绿色；5分：肿块及周边组织均显示为蓝色，内部伴有或不伴有绿色显示（≥4分为恶性，≤3分为良性），对672个乳腺肿块分别进行UE诊断，应用旧评分标准UE诊断乳腺良恶性肿块的敏感性、特异性和准确性分别为72.6%、94.9%和 89.0%，应用改良 5 分法诊断的敏感性、特异性和准确性分别为 87.2%、94.1%和 92.7%，后者比前者应用更直观、简单、合理、更符合图像表现，所以改良5分法诊断的敏感性、准确性更高。

罗葆明等［14］进一步研究表明：UE鉴别乳腺肿块良恶性的准确性高于常规二维灰阶超声、彩色多普勒超声及钼靶X线；沈建红等［15］对479个乳腺肿块，分别用普通超声及弹性成像用回顾性分析ROC评判诊断价值，综合评价弹性成像优于普通超声；但王怡报道UE诊断的准确性低于常规超声，富丽娜等［16］用UE和常规超声两者结合，其诊断灵敏度显著提高，可见，诊断中，有必要采用联合诊断方法。

3.2 UE对乳腺肿块的半定量诊断方法及价值

3.2.1 弹性应变率比值（strain ratio，SR）法 该方法半定量评价肿块硬度，将评分用具体数值量化，表现的是顺应性差异，恶性肿块相对硬度大，良性肿块相对硬度小。弹性应变率比值有以下两种算法。

方法一：SR＝肿块周围乳腺组织的应变率/肿块区的应变率。

方法二：SR＝肿块周围脂肪组织的应变率/肿块区的应变率。

在SR操作过程中，又有整体应变率法和局部应变率法，经过研究发现，局部应变率比值较整体应变率比值有更高的准确性［17］。国内外学者分别用两种方法研究SR值，Thomas 等［18］按照方法二，临界值定位 2.45，敏感性和特异性分别为90%、89%；国内智慧等［19］利用方法一采用整体应变率法，临界值为3.08，以病理为金标准，得出敏感性和特异性分别是97.38%、91.33%，并进一步研究228个肿块分别与同深度乳腺组织和浅层脂肪组织作对照可获得不同的SR值，结果是以同深度正常乳腺组织作为比较准确率更高，与病理诊断更接近。但对于较大肿块，无法参照同深度乳腺组织时，SR诊断受限，所以，虽然弹性应变率比值法更客观，但也有一定局限性。

3.2.2 面积比法 （直径比法） 该比值是由双模图上弹性图与二维图肿块面积或最大直径比。依据肿瘤的生物学特征，只要有病变，生物学特征就有相应变化，病变区与正常区域间硬度上就会存在相对差别，而弹性成像的敏感性较强，所以在弹性图上肿块的面积大于二维图，利用这一特点可以对乳腺肿块良恶性作出鉴别。 Gespedes 等［17］和 Hall等［8］也证实这一点，乳腺癌在弹性图上表现的范围较其在超声二维图上大，甚至达2倍左右。Garra等［20］的研究表明，利用明亮度和范围大小的不同进行比较，75%的纤维腺瘤及56%的实性良性肿瘤可与癌组织鉴别开来，Leong等［21］以 1.1为临界点，诊断乳腺恶性肿瘤的特异性可达100%，敏感性为92.3%。国内朱庆莉等［22］比较了同一肿块分别在弹性图上和二维图上测值差异，显示在UE图像中肿块测值最大直径增大，且诊断乳腺癌的敏感性、特异性及准确性分别为55.8%、96.90%及75.70%；孙卫健等［23］报道鉴别诊断乳腺肿块良恶性的准确性肿块测值的面积比高于直径比，以面积比≥1.5诊断乳腺癌的敏感性为 82.8%，特异性为 87.5%，准确性为 81.1%，面积大小更接近肿块实际大小。

根据组织学特性及生长方式来说，硬度大及边界浸润不清晰是大多数恶性肿块共性，弹性成像面积比法、直径比法及SR比值法均据其生物学特性通过参数进行诊断，因此对乳腺疾病的检测均有意义，但临界值的确定还需要进一步研究探讨，以便诊断更规范。

4 UE的优势

大量研究示，弹性成像对小肿块的检出率及诊断率高，Yamakawa等［24］运用UE可将＜5 mm的非浸润性导管癌清晰显示，欧冰等［25］对<1 cm和>1 cm肿块研究分析，得出<1 cm肿块组的诊断敏感性、特异性、准确性均高于>1 cm肿块组，归其原因，可能还是与组织结构有关，不管肿块大小，恶性肿块质地普遍较良性硬；还有一些学者对特殊肿块研究，骆峰等［26］对57例弱回声进行研究表明，超声弹性成像能较好辨别囊实性肿块，与病理结果有较好的一致性，在乳腺常规超声中表现为弱回声肿块的诊断中具有重要价值，能够为临床诊断提供重要的信息；盘丽娟等［27］分析了炎性乳腺癌、哺乳期乳腺癌、浸润性微乳头状癌、小叶癌及乳腺小管癌几种特殊类型乳腺癌的常规超声及弹性超声图像，结果显示弹性超声技术对特殊类型乳腺癌的诊断有一定参考价值；另外，日本Itoh等［28］对导管内癌及硬化型浸润性导管癌研究，发现评分差异有统计学意义，提示数值越大，恶性度越高；国内吴秀平等［29］研究示弹性面积与二维面积比>1.5，k－67 阳性值越高，预后越差，这些研究显示弹性成像可以提示乳腺癌的预后评估。

5 超声弹性成像在诊断乳腺疾病中的局限性

大量学者研究表明，弹性成像在乳腺疾病中有重要价值，但容易产生假阳性及假阴性结果，有一定局限性，影响因素较多。 譬如，感兴趣区（ROI）大小的调节，罗葆明等［30］对127例患者164个肿块研究示，ROI尽量是肿块大小2倍以上，诊断的准确性才会提高；操作者的手法因素可因压力、压放频率的不同造成弹性成像结果的误差，压力太大，组织产生形变大，其反射回波信号在深度上的位移相对变大，评分会增大，压力小，组织产生形变小，其反射回波信号在深度上的位移相对变小，评分会减小。学者罗葆明等［31］研究表明，压放频率在3～4时最合适，误差小，准确率高；肿块过大或位置表浅的肿块对弹性评分也会有影响，因ROI不能完全涵盖肿块操作不标准会出现误差；肿块太深也会引起诊断误差；再者，肿块本身的生物学特性也会造成误差，良性肿块因生长时间长间质细胞丰富，粗大钙化，胶原化，玻璃样变等或膨胀生长挤压周围形成不规则的组织改变或硬化性腺病等会造成一定的干扰，恶性病变一般组织相对较硬，但像髓样癌、黏液癌本身含有间质纤维成分少，组织硬度较小，会引起误诊。另外，肿块生长过大，血供差，会造成液化出血，弹性评分相应也会变低。还有一些恶性肿块，其硬度较大，后方回声明显衰减，弹性成像图上不显示彩色编码，这些也不符合满意图像。基于这些因素，首先在操作过程中减少操作误差，按规定的方法操作，其次，应多方面综合考虑图像表现及疾病，因组织生物学特征不同，可采用联合超声诊断，必要时还得超声引导穿刺活检定性。

超声弹性成像是超声的新技术，它把影像图像与组织病理相关性距离缩小，弥补了常规超声的空白，应用范围越来越广，随着科技发展，现存在的技术不足会相继减少，弹性成像实用价值会越来越大。

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