超声弹性成像与光散射断层成像诊断≤2.00 cm乳腺癌的对比研究

商 聪，李 晶，任卫东，郭 嵩，吕慧娜

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004）

超声弹性成像与光散射断层成像诊断≤2.00 cm乳腺癌的对比研究

商 聪，李 晶，任卫东，郭 嵩，吕慧娜

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004）

目的：比较应力式超声弹性成像（UE）与光散射断层成像（DOT）对≤2.00 cm乳腺癌的诊断价值。方法：对92例患者共112个乳腺病灶进行UE和DOT检查。以病理结果作为金标准，绘制ROC曲线，评价两种技术的诊断价值。结果：112个乳腺病灶中，良性74个，恶性38个。UE和总血红蛋白浓度（TTHC）的曲线下面积分别为0.928（95%CI：0.864～0.968）、0.851（95% CI：0.771～0.911），差异无统计学意义（Z=1.698，P=0.089）。UE诊断的敏感度为84.21%（32/38），特异度为90.54%（67/74），准确率为88.39%（99/112）。TTHC诊断阈值为131.88μmol/L，敏感度为86.84%（33/38），特异度为82.43%（61/74），准确率为83.93% （94/112）。结论：UE和DOT两种技术均可为≤2.00 cm乳腺癌的早期诊断提供有价值的参考信息。

乳腺肿瘤；超声检查

乳腺癌为女性常见的恶性肿瘤，早期诊断和治疗对延长患者生存期有重要意义[1]。应力式超声弹性成像（Ultrasonic elastography，UE）技术的应用日益成熟，提供了乳腺病灶的硬度信息。近年来，形态与功能相结合的超声诊断模式正在开展[2]。超声光散射断层成像 （Diffuse optical tomography，DOT）即为乳腺的功能性成像技术，可以得出病灶的总血红蛋白浓度 （Total tumor hemoglobin concentrations，TTHC）等光学参数，从功能代谢层面为鉴别诊断提供依据。本研究对112个最大径≤2.00 cm乳腺病灶的UE与DOT检查结果进行对比分析，探讨UE与DOT对小乳腺癌的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2012年3—5月于我院行乳腺病灶切除术的患者92例，共112个病灶，均经术后病理检查确诊，均为女性，年龄19～78岁，平均（44.3±10.3）岁。病灶最大径范围0.40～2.00 cm，平均（1.14±0.42）cm。以病理结果为金标准，分为良性组和恶性组。

纳入标准：超声显示乳腺实性病灶最大径≤2.00 cm，术前2周内接受UE和DOT检查。参与本研究的患者均知情同意。

排除标准：①超声检查前做过活检、手术或其他特殊治疗；②病灶对侧乳腺镜像对称的位置有病变；③病灶位于乳头及乳晕区[3]；④病灶弹性图表现为“蓝-绿-红”分层现象者，无法进行UE评分；⑤乳腺腺体组织的厚度＜1.50 cm[4]；⑥病灶距离皮肤表面＜0.50 cm或＞3.50 cm[4]。

1.2 仪器与方法

嘱患者采取仰卧位或半侧卧位，双臂上抬，充分暴露检查区域。UE检查采用日立公司Hitachi HV-900超声仪，线阵探头，频率6～13MHz，先行常规乳腺超声检查，记录病灶信息；启动弹性成像程序，ROI设置为病灶的2～3倍面积，深度包括皮下脂肪层到胸大肌，调整探头角度，使其垂直于胸壁并与胸大肌平行，轻压病灶，将压力与压放频率指标控制在2～3，显示皮下脂肪层为红色和绿色混合，腺体为绿色或以绿色为主，肌层为蓝色，且图像稳定无闪烁，进行评分。UE评分标准采用日本学者Itoh等[5]的5分法，评分≤3分为良性病变，＞3分为恶性病变。

超声DOT检查采用新奥博为公司OPTIMUSⅡ型乳腺成像系统，由超声装置（Terason T3000，线阵探头，频率7～12MHz）和激光装置组成。校正探头，对病灶进行水平面和垂直面的光学采集，然后在对侧乳腺与病灶镜像对称部位进行同样的光学采集。描记病灶边界，系统自动得出TTHC和光散射图。所有数据测量3次取平均值。全部操作由固定的且熟练有经验的超声医师完成。

1.3 统计学分析

应用SPSS 17.0和MedCalc 15.6统计软件进行统计学分析，计量资料符合正态分布者以均数±标准差（±s）表示，采用t检验；不符合正态分布者以中位数（范围）表示，采用非参数Mann-Whitney U检验。以病理结果为金标准，绘制受试者工作特征（Receiver operating characteristic，ROC）曲线，计算UE和TTHC的敏感度、特异度和准确率。Z检验比较两种诊断方法的ROC曲线下面积。率的比较采用χ2检验。Kappa检验分析诊断方法的一致性。Spearman相关分析TTHC与UE之间的相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术后病理结果

112个病灶中，病理显示恶性38个，包括浸润性导管癌29个、导管原位癌7个、浸润性小叶癌1个、导管内乳头状瘤恶变1个；良性74个，包括纤维腺瘤30个、乳腺腺病17个、导管上皮非典型性增生14个、导管内乳头状瘤8个、纤维囊性乳腺病2个、慢性炎症2个、脂肪坏死1个。

恶性组年龄29～78岁，平均（50.3±10.7）岁；良性组年龄19～70岁，平均（41.3±8.7）岁，差异有统计学意义（P＜0.05）。恶性组病灶最大径中位数为1.25 cm （0.50～2.00 cm）；良性组为0.95 cm（0.40～2.00 cm），差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 根据UE及DOT结果绘制ROC曲线

以病理结果为金标准，绘制ROC曲线（图1），病灶UE和TTHC的曲线下面积分别为0.928（95% CI：0.864～0.968）、0.851（95%CI：0.771～0.911），差异无显著统计学意义（Z=1.698，P=0.089）。根据Kappa检验，UE和TTHC的诊断结果一致性一般，有统计学意义 （Kappa=0.641，P＜0.001）。相关分析得出，TTHC与UE为正相关（r=0.487，P＜0.01）（图2）。

图1 UE和TTHC诊断乳腺癌的ROC曲线。Figure 1. Receiver operating characteristic(ROC) curves of UE and TTHC in diagnosis of breast cancer.

图2 112个乳腺病灶UE评分与TTHC相关性分析散点图。横轴为UE评分，纵轴为TTHC测值。蓝点表示恶性病灶，绿点表示良性。Figure 2. Scatter plot of UE and TTHC for 112 breast lesions.The horizontal axis is the UE score,the vertical axis is the value of TTHC.Blue dots represent malignant lesions and green dots benign ones.

2.3 超声UE评分结果

112个病灶中，UE评分1分10个，其中恶性1个；2分38个，其中无恶性；3分25个，其中恶性5个；4分15个，其中恶性9个；5分24个，其中恶性23个。良性组UE评分中位数为2（1～5），恶性组为5（1～5），差异有显著统计学意义（P＜0.001）。乳腺病灶的UE评分与病理诊断的一致性较好，有统计学意义（Kappa=0.743，P＜0.001），诊断结果及诊断价值分别见表1，2。本研究中有1例乳腺导管内乳头状瘤恶变伴多发性低级别导管原位癌的病例，UE显示病灶很硬，但TTHC较低（图3），分析原因可能是因为病灶太小未导致TTHC增加。

2.4 超声DOT检查结果

良性组TTHC中位数为106.08μmol/L（29.54～273.21μmol/L），恶性组为182.31μmol/L（80.96～369.61μmol/L），差异有显著统计学意义（P＜0.001）。乳腺病灶的TTHC与病理诊断的一致性一般，有统计学意义（Kappa=0.659，P＜0.001）。根据ROC曲线取约登指数最大时的TTHC值为最佳诊断阈值，即TTHC＞131.88μmol/L作为诊断乳腺癌的最佳阈值，诊断结果及诊断价值分别见表1，2，UE和TTHC的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确率差异均无显著统计学意义。本研究中有1例纤维囊性乳腺病伴部分导管上皮非典型增生的病例，UE显示病灶较软，但TTHC增加（图4），可能是因为非典型增生属于癌前病变，局部新生血管较丰富，故TTHC高。

表1 112个乳腺病灶的UE和DOT结果与病理对照

表2 UE和DOT对乳腺癌的诊断价值（%）

图3 女，48岁，左乳腺导管内乳头状瘤恶变伴导管原位癌，病灶最大径0.50 cm。图3a：弹性成像图，5分；图3b：光散射断层图，TTHC为95.11μmol/L；图3c：病理图（HE）。 图4 女，40岁，左乳腺纤维囊性乳腺病伴导管上皮非典型增生，病灶最大径0.90 cm。图4a：弹性成像图，2分；图4b：光散射断层图，TTHC为154.96μmol/L；图4c：病理图（HE）。

Figure 3. A 48-year-old female patient with malignant intraductal papilloma and ductal carcinoma in situ(0.50 cm)in the left breast.Figure 3a:Ultrasound elastography,scored as 5;Figure 3b:Diffuse optical tomography,TTHC value is 95.11μmol/L;Figure 3c:Pathology image(HE staining).Figure 4.A 40-year-old female patient with fibrocystic mastopathy and atypical ductal epithelial hyperplasia(0.90 cm)in the left breast.Figure 4a:Ultrasound elastography,scored as 2;Figure 4b:Diffuse optical tomography,TTHC value is 154.96μmol/L;Figure 4c:Pathology image(HE staining).

3 讨论

超声是诊断乳腺疾病的常用方法，早期小乳腺癌的恶性特征不典型，仅通过二维图像进行诊断较困难。应力式UE和DOT技术通过不同的原理反映乳腺病灶不同方面的特征，为鉴别良恶性病灶提供依据。应力式UE技术以病理成分为基础，以组织间硬度差别为依据，利用探头加压来检测乳腺组织的相对硬度，通过对弹性成像图评分进行半定量评估，可提高乳腺疾病的诊断特异性[6-7]。国外学者研究认为[8]UE较适用于＜2.00 cm的乳腺肿瘤，诊断敏感度和特异度均较高。DOT技术通过二维超声定位乳腺病灶，发射近红外光测量病灶内血红蛋白含量等参数，进行断层成像，可无创性反映病灶的功能代谢情况，为肿瘤的早期诊断提供信息。

本研究中，UE和TTHC的ROC曲线下面积分别为0.928（95%CI：0.864～0.968）、0.851（95%CI：0.771～0.911），说明两种技术对乳腺病灶性质的鉴别均具有较高的诊断价值。根据Kappa检验分析，二者的诊断一致性尚可（Kappa=0.641，P＜0.001），均可以较客观地获得乳腺病灶不同方面的信息。两种方法观察角度不同，各有利弊。UE图像可直观显示病灶的相对硬度及二维超声难以显示的恶性病灶向周围组织浸润性生长的面积，即弹性成像图面积增大的部分[9]。UE无需对侧乳腺对比，适用范围广，但UE得到的是病灶硬度的半定量信息。DOT可以定量评价病灶的TTHC，客观反映病灶内部的代谢情况，但是需要对侧乳腺对称部位无病变。两种方法皆需要操作者稳定的手法才能得出准确的信息。

本研究发现，112个乳腺病灶中，良性组和恶性组间UE评分有显著差异（P＜0.001），恶性组病灶硬度明显大于良性组，间接反映了良、恶性病灶间病理组织成分的不同。同样，良、恶两组间的TTHC有显著差异（P＜0.001），恶性组TTHC显著高于良性组，说明乳腺恶性病灶的新生血管丰富，血红蛋白含量高。相关分析得出，UE与TTHC呈正相关（r=0.487，P＜0.01），分析原因，恶性病灶间质纤维增生，癌细胞浸润性生长，硬度大，UE评分高；同时恶性病灶内新生血管丰富，故TTHC高。

本研究中，UE和DOT对于≤2.00 cm乳腺病灶的诊断敏感度、特异度和准确率均较高，但差异无显著统计学意义，两种方法均可为小乳腺癌的早期诊断提供有价值的信息。二者各有所长，根据病灶的具体特征选择方法，将有助于得出正确的诊断。有些乳腺病灶不适合UE，可以选择DOT进行辅助诊断，例如：①以纤维为主的乳腺腺体类型，其在UE图像上正常腺体显示为蓝色，其内的病灶无法进行Itoh评分[10]；②病灶前方脂肪组织厚度＞1.5 cm者，脂肪组织可能会干扰压力的传导，从而影响UE图像质量[10]；③髓样癌等病理成分特殊的乳腺癌，间质成分少，硬度低，UE易造成结果假阴性，但这类病灶二维声像图大多表现为极低回声伴后方回声增强，需综合分析；④乳腺植入假体后，假体周围乳腺组织的应变能力会受到影响[11]；⑤有些良性病灶硬度大，如脂肪坏死、纤维化和术后瘢痕等，易造成假阳性[12-13]；⑥由于弹性成像的采样框视野有限，故大于3 cm的病灶难以进行弹性成像[12]。

有些乳腺病灶更适合UE进行辅助诊断，例如：①超声引导穿刺活检中，弹性成像可以显示病灶硬度最大的部位，有助于指导穿刺[12]；②一侧乳腺切除术后或病灶对侧乳腺对称的部位有病变者，由于没有正常乳腺的对比，无法得出TTHC；③病灶位于乳头及乳晕区，由于深色皮肤光吸收强，该处病灶无法正确进行光学成像[3]；④乳腺腺体组织厚度＜1.50 cm[4]。

本研究的不足之处：恶性组中没有髓样癌和黏液癌等少见的乳腺癌类型，有待于收集病例、扩大样本量进一步探索。

综上所述，UE和DOT均可为≤2.00 cm乳腺癌的早期诊断提供有价值的参考信息。在临床应用中，应根据病灶的具体情况选择更适合的诊断方法，结合病灶的常规声像图表现综合分析，以达到更高的诊断准确率。

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Contrastive study on ultrasound elastography and diffused optical tomography in the diagnosis of small breast cancer(≤2.00 cm)

SHANG Cong,LI Jing,REN Wei-dong,GUO Song,LV Hui-na
(Department of Ultrasound,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

Objective:To evaluate the diagnostic performance of strain ultrasound elastography(UE)and diffused optical tomography(DOT)in the diagnosis of small breast cancer(≤2.00 cm).Methods:UE and DOT were performed on 112 breast lesions in 92 patients.Taking pathologic diagnosis as gold standard,receiver operating characteristic(ROC)curves were obtained to evaluate the diagnosis value of the two approaches.Results:There were 38 benign and 74 malignant lesions.Area under the curve of UE and DOT were 0.928(95%CI:0.864～0.968)and 0.851(95%CI:0.771～0.911),respectively.There was no significant differences(Z=1.698,P=0.089).The sensitivity,specificity and accuracy in the diagnosis of breast cancer for UE were 84.21%(32/38),90.54%(67/74)and 88.39%(99/112),respectively.With a cutoff value of 131.88μmol/L for the total tumor hemoglobin concentrations(TTHC),the sensitivity,specificity and accuracy for DOT were 86.84%(33/38),82.43%(61/74)and 83.93%(94/112),respectively.Conclusion:UE and DOT are both useful for providing valuable reference for early diagnosis of small breast cancer(≤2.00 cm).

Breast neoplasms;Ultrasonography

R737.9；R445.1

A

1008-1062（2016）04-0248-04

2015-09-10；

2015-12-28

商聪（1987-），女，吉林松原人，医师。E-mail：shangc＠sj-hospital.org

任卫东，中国医科大学附属盛京医院超声科，110004。E-mail：renwd01＠163.com

国家自然科学基金资助项目（No.81571686）。