剪切波弹性成像在乳腺良恶性肿块鉴别诊断中的应用价值

付玉玉，崔广和，杨智，刘灿，刘菲菲，许永波

滨州医学院附属医院 超声医学科，山东 滨州 256600

剪切波弹性成像在乳腺良恶性肿块鉴别诊断中的应用价值

付玉玉，崔广和，杨智，刘灿，刘菲菲，许永波

滨州医学院附属医院 超声医学科，山东 滨州 256600

目的应用剪切波弹性成像技术测定乳腺肿块的各项杨氏模量值，评价其在乳腺良恶性肿块鉴别诊断中的应用价值。方法测定156个乳腺肿块的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值，并计算这4种数据的诊断临界值。结果乳腺良恶性肿块的Emax值、Emean值、Esd值及Eratio值均具有统计学差异；经受试者工作特征（ROC）曲线分析，Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值取约登指数最大点为诊断临界值时，灵敏度分别为82.2%、74.4%、83.3%、85.7%，特异度分别为96.8%、90.4%、93.4%、95.1%。结论 Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值对乳腺良恶性肿块的鉴别诊断具有重要意义，其中Eratio值及Emax值的诊断意义较大。

剪切波弹性成像技术；乳腺肿块；杨氏模量值；超声

乳腺癌是目前全球女性发病率最高的恶性肿瘤之一[1]。在乳腺疾病超声研究中，剪切波弹性成像（Shear Wave Elastography，SWE）技术是近年来研究的热点，可定量分析乳腺组织的硬度情况，为乳腺疾病的诊断提供更加丰富的信息。本文采用SWE技术测定乳腺肿块的各项杨氏模量值，并分析其在良恶性鉴别诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2014年7月～12月于我院超声医学科发现可疑乳腺肿块的152例女性患者，共156个乳腺肿块，年龄21～75岁，平均（44.1±10.6）岁，乳腺肿块最大径范围4～50 mm，平均（28.67±10.56）mm。

1.2 仪器

采用SuperSonic Imagine公司生产的Aixplorer超声诊断仪，探头频率4～15 MHz，应用配套的Q-BOXTM分析软件测定乳腺肿块各项杨氏模量值，杨氏模量值单位：kPa。

1.3 各项指标的测定

依据2003年美国放射学会（American College of Radiology，ACR）制定的超声乳腺肿块BI-RADS分类法[2]，选取BIRADS分级为3类、4a类、4b类、4c类、5类的乳腺肿块，取得入组患者知情同意之后，测定乳腺肿块的各项杨氏模量值。首先在二维超声模式下大致确定乳腺肿块的位置、形状等基本特征，然后在最大纵切面处不施压状态下固定探头，嘱患者屏气5～10 s，进入SWE图像模式，杨氏模量值测量范围为0～180 kPa（AixPlorer仪器自动设置），设置SWE成像区面积尽量覆盖整个病灶区域及周边的正常乳腺组织，感兴趣区稳定成像后静置3 s，停帧，存取图像。利用同步显示的二维超声图像作为引导，将定量分析取样框放置于SWE成像区，根据乳腺肿块的形状尽量覆盖整个病灶区域，然后启动Q-BOXTM功能测定取样框内Emax值、Emean值、Esd值。选取病变组织最硬处区域（2 mm× 2 mm圆形区域）与同一深度的正常乳腺组织（2 mm×2 mm圆形区域），应用Q-BOXTM功能测量出两者的Emax比值，即Eratio值。在此次研究中，每个肿块在最大纵切面处进行3次测量，取平均值。

1.4 统计学分析

应用SPSS 21.0软件进行数据处理，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。绘制杨氏模量值ROC曲线，并计算ROC曲线下面积（Area Under Curve，AUC），取得最佳诊断临界值，并计算敏感度、特异度。

2 结果

2.1 156例乳腺肿块的病理诊断结果

156例乳腺肿块均经病理证实，其BI-RADS分类法与病理结果对照，见表1。入组病灶均为纵切面最大径＜5 cm的实性及囊实性肿块，恶性肿块纵切面最大径范围0.95～5.0 cm，良性肿块纵切面最大径范围0.75～4.25 cm。

表1 乳腺肿块的BI-RADS分类与病理结果对照（例）

将良、恶性肿块的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值分别进行配对t检验，t值分别为8.592、5.792、7.846、8.748，P值均＜0.001，差异均具有统计学意义。

2.2 乳腺肿块各项弹性模量值的诊断界值及诊断意义

乳腺肿块Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值的ROC曲线下面积分别为0.932、0.873、0921、0.941，见表2。Emax值诊断界值取61.96 kPa时，约登指数最大值为0.76，诊断实验的灵敏度为82.2%，特异度为96.8%；Emean值诊断界值取32.75 kPa时，约登指数最大值为0.65，诊断实验的灵敏度为74.4%，特异度为90.4%；Esd值诊断界值取9.25 kPa时，约登指数最大值为0.76，诊断实验的灵敏度为83.3%，特异度为93.4%；Eratio值诊断界值取3.25时，约登指数最大为0.88，诊断实验的灵敏度为85.7%，特异度为95.1%，见图1。

表2 ROC曲线下面积

图1 ROC曲线

本次研究中乳腺良性肿块的Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值均明显小于恶性肿块，见表3，与Gweon HM等学者[3]对各种不同病变乳腺组织杨氏模量值的检测结果大致相符。典型良、恶性乳腺肿块的SWE图像及其各项杨氏模量值，见图2～3。

表3 乳腺良、恶性肿块之间杨氏模量值比较（kPa，均数±标准差）

图2 乳腺纤维腺瘤的SWE图像

图3 浸润性乳腺导管癌的SWE图像

3 讨论

早期发现和诊断乳腺癌，可明显改善患者预后及生活质量，超声弹性成像技术[4]对乳腺疾病的诊断具有重要意义，可提高常规超声的乳腺病灶检出率。“弹性成像”的概念由Ophir等[5]于1991年率先提出，由于人体内不同组织的弹性系数各不相同，通过对病变组织施加额外激励，利用超声弹性成像方法，可以大致反映出病变内部弹性模量等力学属性差异，从而直接或间接反映出病变组织内部的软硬情况。在实际临床操作过程中，传统弹性成像容易受到操作者施力的大小、振动频率、临床经验等各种主观因素的影响，且这种传统压迫式弹性成像属于瞬时静态弹性成像，无法进行定量分析，重复性较差[6]。SWE技术[7]通过发射声辐射对组织施加激励，在组织中产生剪切波，通过超高速成像系统捕获、追踪剪切波，测量出组织各项杨氏模量的绝对值。杨氏模量是弹性模量的一种，杨氏模量值越大，弹性系数越高，则表示物体组织弹性越硬。SWE技术不仅实现了声波下的触诊，而且可对组织杨氏模量绝对值进行定量分析，克服了传统弹性成像技术半定量及操作者主观性的影响，重复性好，是一种真正具有创新意义的弹性成像量化技术。

本研究应用Q-BOXTM功能直接获取乳腺肿块的Emax值、Emean值、Esd值及Eratio值。Emax值反映乳腺肿块局部最硬处的杨氏模量值；Emean值反映乳腺肿块整体区域的杨氏模量的平均值；Esd值反映乳腺肿块内部不同区域杨氏模量的变异程度，由于恶性肿瘤内部成分多样，导致相应的Esd值较良性肿块较大[8]，Esd值越大，则乳腺肿块恶性的可能性越大，Esd值将组织均匀性这一主观性特征转化为可量化的指标。Eratio值的测量是一种新的定量参数方法，目的是让操作者了解肿物最硬处杨氏模量值与参照物最硬处杨氏模量值之间的硬度差异。Eratio值可以降低患者自身年龄、生理周期、个体差异等因素对病变乳腺组织Emax值测量的影响，能更加客观地评估乳腺肿块局部最硬处的弹性硬度情况。相关文献[9-10]研究发现，SWE成像中的杨氏模量最小值（Emin值）对乳腺肿块的良恶性诊断没有统计学意义，所以此次研究中未加入Emin值的测量。

本研究中乳腺肿块Emax值、Emean值、Esd值、Eratio值的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.932、0.873、0921、0.941，在AUC＞0.5的情况下，AUC越接近于1，说明诊断效果越好，AUC在0.7～0.9时有一定的准确性，AUC在0.9以上时有较高的准确性，本研究数据表明Emax值、Esd值、Eratio值均有较高的准确性，Emean值有一定的准确性。Eratio值诊断乳腺良恶性病变的准确性相对最高，Emean值诊断的准确性相对最低。Emean值准确性相对较低的原因可能是乳腺良恶性肿块的弹性系数之间有重叠，良性病变中有相对硬度较大的肿块，如乳腺病及纤维腺瘤伴有钙化和胶原化，恶性病变中有相对硬度较小的肿块，如黏液腺癌、乳腺血管肉瘤等。SWE弹性成像可能会造成误诊，因此冯卉、李俊来等学者[11]指出联合参考Emean值及Esd值对乳腺肿块进行诊断，可以降低假阳性率和假阴性率。本研究中，Emax值诊断界值取61.96 kPa时，灵敏度及特异度均较高（灵敏度82.2%，特异度96.8%），尤其是特异度达到了96.8%，说明Emax值可以明显降低乳腺恶性肿块的误诊率。Emean值诊断界值取32.75 kPa时，诊断实验的灵敏度及特异度（灵敏度74.4%，特异度90.4%）相对Emax值、Esd值及Eratio值均较低，尤其以灵敏度为著，表明Emean值对乳腺肿块诊断的漏诊率较高。Esd值诊断界值取9.25 kPa时，诊断实验的灵敏度及特异度均较高（灵敏度83.3%，特异度93.4%）。Eratio值诊断界值取3.25时，诊断实验的灵敏度及特异度均较高（灵敏度85.7%，特异度95.1%），尤其灵敏度达到85.7%，可以明显降低乳腺恶性肿块的漏诊率。综上分析，在本次研究中乳腺肿块各项杨氏模量值对乳腺良恶性肿块的鉴别诊断均具有重要意义，与Evans 等学者[12]的研究相符，Eratio值和Emax值对乳腺肿块的良恶性诊断价值相对较高，在临床应用中可着重应用乳腺肿块的Eratio值及Emax值，以此提高乳腺肿块的诊断率。Emean值的诊断价值相对最低，在实际临床工作中，应与其他杨氏模量值联合应用[13-14]。

本研究中，5例良性肿块误诊为恶性，分析误诊原因可能为：① 2例乳腺导管内乳头状瘤病灶可能因为病程较长，病灶内纤维成分多导致杨氏模量值增高，以致出现假阳性；② 1例纤维囊性乳腺病合并陈旧性出血，出血机化可能使病灶的杨氏模量值增高造成误诊；③ 2例良性乳腺病灶内可能因伴有钙化灶导致杨氏模量数值偏高，以致误诊为组织弹性较硬的恶性乳腺肿块。10例恶性肿块误诊为良性肿块，分析漏诊原因可能为：① 2例乳腺早期浸润性导管内原位癌可能由于早期病灶体积较小，癌变组织偏软，导致各项杨氏模量值均偏小，因而出现漏诊；② 2例乳腺恶性肿块病灶范围较大（病灶纵切面最大径均＞4 cm），进行剪切波弹性成像时，可能由于ROI区域调节范围受限，剪切波无法彻底穿透病变乳腺组织，测量的杨氏模量值出现偏倚；③ 1例乳腺血管肉瘤，可能因其组织内部由丰富的血管网组成，故组织弹性较软，导致各项杨氏模量数值偏小以致漏诊；④ 3例为乳腺粘液腺癌，此种病理类型的乳腺恶性肿块组织较软，故易出现漏诊；⑤ 2例浸润性乳腺癌漏诊原因无法推测。

本研究尚存在一定的不足：入选的乳腺肿块病理类型较单一，对其他类型的良恶性乳腺肿块的分析较少及对病灶内部已确定有钙化成分的乳腺肿块未进行针对性研究。今后将扩大病例收集范围，利用SWE技术对不同病理类型的乳腺病灶细微弹性分布特征、病灶内钙化数量和分布情况进行相关研究。

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Application Value of the Shear Wave Elastography Technology in the Differential Diagnosis of Benign and Malignant Breast Solid Lesions

FU Yu-yu, CUI Guang-he, YANG Zhi, LIU Can, LIU Fei-fei, XU Yong-bo
Department of Ultrasound, the Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou Shandong 256600, China

ObjectiveTo evaluate the application value of different kinds of elastic modulus value computed by shear wave elastrography (SWE) technology in differentiating benign and malignant breast solid lesions.MethodsSWE technology was performed in 156 cases of breast solid lesions to detect the elastic modulus value including the elastic modulus maximum (Emax), the average elastic modulus (Emean), the elastic modulus distribution of quantitative indicators (Esd), and the ratio between the Emaxof breast solid lesion and the Emaxof normal breast tissue (Eratio). The diagnosing boundary value of the four different data was calculated respectively.ResultsThe elastic modulus value of breast solid lesions were statistically significant, including Emax, Emean, Esd, and Eratio. As the ROC curve displayed, when the Youden index reached the maximum, the sensitivity of Emax, Emean, Esd, and Eratiowere 82.2%, 74.4%, 83.3%, and 85.7%; the specificity of Emax, Emean, Esd, and Eratiowere 96.8%, 90.4%, 93.4%, 95.1%.ConclusionThe elastic modulus value of breast solid lesions is of great significance in the evaluation and differential diagnosis of benign and malignant breast solid lesions. Contrasted with the other elastic modulus value, the Eratioand the Emaxhave greater diagnostic value.

shear wave elastrography technology; breast solid lesions; elastic modulus value; ultrasonography

R445.1；R737.9

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.014

1674-1633(2016)03-0063-04

2015-08-17

崔广和，主任医师，超声科主任。

通讯作者邮箱：cghbyfy@163.com