乳腺局灶性病变三维剪切波弹性成像图像质量影响因素

佟文娟，罗 佳，梁瑾瑜，潘福顺，谢晓燕，郑艳玲

(中山大学附属第一医院超声医学科，广东 广州 510080)

目前，乳腺癌是全球女性癌症死亡的主要原因[1-3]。常规二维超声检查在我国乳腺癌的普查和临床运用中发挥了重要作用，但由于部分良恶性病变的二维超声表现相似，鉴别诊断有一定难度[4]。三维剪切波弹性成像(three-dimensional shear wave elastography， 3D-SWE)可观察二维超声不能显示的冠状面图像，从而更加立体地评估病变的结构及弹性特征，但成像质量直接决定其诊断准确率。近年来，3D-SWE已逐渐用于乳腺疾病诊断和治疗评估等方面[5-6]。目前国内外关于3D-SWE的研究主要集中于乳腺良恶性病变的鉴别诊断[7-8]，而鲜见关于3D-SWE成像质量方面的研究。本研究分析187例乳腺局灶性病变患者的3D-SWE图像质量及其影响因素，旨在优化3D-SWE操作流程及参数，进一步提高3D-SWE对乳腺局灶性病变的诊断准确率。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年4月—2019年1月我院常规二维超声发现乳腺占位病变并接受3D-SWE检查的187例患者，均为女性，年龄23～82岁，平均(45.9±9.8)岁；病变最大径4～108 mm，平均(26.22±15.37)mm。187例中，良性病变41例，其中纤维囊性乳腺病11例、纤维囊性乳腺病伴腺瘤样结节9例、纤维腺瘤8例、导管内乳头状瘤5例、硬化性腺病1例、炎性组织3例、正常乳腺组织2例、良性叶状肿瘤2例；恶性病变120例，包括浸润性导管癌102例、浸润性小叶癌3例、导管内癌14例、导管内乳头状癌1例；26例未获得明确病理结果。排除既往已明确诊断的乳腺局灶性病变及仅有腋窝病变者。

1.2 仪器与方法 采用法国SuperSonic AixPlorer型超声诊断仪，三维容积探头SLV16-5，频率5～16 MHz。嘱患者仰卧，充分暴露双侧乳腺和腋窝。首先行常规二维超声和弹性成像检查，并根据乳腺影像报告和数据系统(breast imaging reporting and data system, BI-RADS)对乳腺病变进行分类，然后切换为三维灰阶、3D-SWE模式；弹性测量量程首选0～180 kPa，若未探及质硬区，再调整为0～100 kPa；选择标准模式，当病灶较大或部位较深时选择“PEN”模式；探头轻置于体表，尽可能覆盖病变区域，启动3D-SWE，静置3～5 s，待图像稳定后储存图像，3D-SWE成像系统可自动显示3个正交平面，分别为横断面、冠状面及矢状面。

1.3 图像分析 由2名高年资超声科医师回顾性分析图像，意见不一致时讨论决定。分析内容包括操作有无附加压力、耦合剂厚度(病变中心前方)、乳腺分型、病变位置(具体象限及是否靠近乳头)、病变大小与深度(病变最大径、病变表面距离皮肤最短垂直距离、病变深面距离皮肤最长垂直距离、病变前方脂肪层最薄及最厚厚度)以及病变病理性质。操作有无附加压力：若弹性图像最浅表处(非病灶及边缘)出现红色，认为可能是附加压力导致的伪像；耦合剂厚度、病变大小与深度：于常规二维超声图像上完成测量，具体方法见图1；病变位置：以乳头为中心1 cm范围内视为靠近乳头，位于12点、3点、6点、9点处病变均以顺时针方向归于下一象限，跨越2个及以上象限视为混合象限(若病变即靠近乳头又跨越2个及以上象限，则归于混合象限)；乳腺分型参考张丹等[9]的分型标准：腺体型，乳腺实质以导管为主，实质厚径占乳腺厚径比例>1/2；脂肪型，乳腺实质以脂肪组织为主，实质厚径占乳腺厚径比例<1/3；腺纤维型，乳腺实质以导管为主、纤维结缔组织和脂肪为辅，或以纤维结缔组织为主、导管和脂肪为辅，实质厚径占乳腺厚径比例为1/3～1/2。

图1 常规二维超声测量耦合剂厚度、病变大小与深度示意图 (a：耦合剂厚度；b：病变最大径；c：病变表面距离皮肤最短垂直距离；d：病变深面距离皮肤最长垂直距离；e：病变前方脂肪层最薄处的厚度；f：病变前方脂肪层最厚处的厚度)

1.4 图像质量评分方法 根据田文硕等[10]标准对乳腺弹性成像质量进行分级：1级(非常满意)，3个维度切面取样框内充满颜色，病灶及病灶外组织显示良好；2级(基本满意)，3个维度切面取样框内充满颜色的部分均≥2/3，病灶及病灶外组织弹性测量不受影响；3级(不满意)，任意1个维度切面取样框内充满颜色的部分<2/3或病灶及周围组织显示不清，弹性测量不满意，但有一定参考价值(图2)。

1.5 统计学分析 采用SPSS 23.0统计分析软件。计量资料如为正态分布则以±s表示；如为非正态分布，则以中位数(上下四分位数)表示。对符合正态分布的计量资料行方差分析检验，两两比较采用LSD检验，不符合者行Kruskal-WallisH检验，两两比较采用Mann-WhitneyU检验，P<0.05为差异有统计学意义。3个等级资料比较采用行×列的χ2检验，若超过20%的理论频数<5或有理论频数<1，使用Fisher确切概率法检验，两两比较采用χ2检验，以P<0.017为差异有统计学意义。

2 结果

187例3D-SWE图像中，105例(105/187，56.15%)为1级图像，59例(59/187，31.55%)为2级图像，23例(23/187，12.30%)为3级图像。

不同图像质量组间操作有无附加压力、病灶位置、病灶病理性质差异有统计学意义(P均<0.05)，提示有或可疑有附加压力、病变位于混合象限及恶性病变不利于生成1级图像。不同图像质量组间病变最大径、病变深面距离皮肤最长垂直距离及病变前方脂肪层最厚厚度的差异有统计学意义(P均<0.05)，两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，提示病变越大、越深越不利于生成1级图像。见表1。

3 讨论

剪切波弹性成像时，由换能器产生超声剪切波，在组织的不同深度连续聚焦，通过高效传播，快速捕获组织中的剪切波信息，实时呈现出反映组织弹性模量值的彩色编码图[11]。3D-SWE是建立在二维剪切波弹性成像基础之上，利用计算机重建技术对目标组织彩色编码图进行立体重现的方法。三维重建技术不仅能克服二维平面的局限性，而且接近于人体实际解剖结构，能更直观地显示乳腺病变的横断面、冠状面及矢状面，从而整体评估乳腺病变的软硬度[12]。

高质量的3D-SWE图像能显著提高诊断效能。本研究旨在对可能影响3D-SWE图像质量的因素进行分析，结果显示操作有无附加压力、病变位置、大小、深度及病理性质对3D-SWE图像质量有显著影响。其中有或可疑有附加压力、混合象限病变、恶性病变、病变大及深不利于1级图像质量的生成。可能原因如下：①对乳腺病灶施加附加压力会产生压力伪像，导致病灶无法清晰显示；②混合象限病变通常较大，部分病变甚至跨越3个象限，增加了3D-SWE成像的复杂性及难度，易降低成像质量；③乳腺病变较大、较深时，声衰减影响较大，可导致横断面、矢状面深处部分弹性信息缺失，影响成像质量；④病变组织软硬程度与其病理类型密切相关，多数乳腺癌肿瘤间质有致密纤维组织增生，硬度较良性病变增大，部分剪切波传播受阻，导致病变内或周围少量弹性信息缺失(以横断面、矢状面较显著)，冠状面可呈“靶环征”[13]。

图2 3D-SWE图像质量分级 A～D.1级图像，分别横断面(A)、矢状面(B)、冠状面(C)及3个正交平面(D)图像： E～H.2级图像，分别横断面(E)、矢状面(F)、冠状面(G)及3个正交平面(H)图像； I～L.3级图像,分别横断面(I)、矢状面(J)、冠状面(K)及3个正交平面(L)图像

注：*：26例无病理结果

此外，本研究对病灶进行弹性成像质量分级是为了尽可能提供更准确的组织硬度信息以辅助诊断，图像质量并非完全与弹性诊断效能成正比；伴有胶原化、钙化、玻璃样变的乳腺良性病变的弹性值会增高，可造成假阳性诊断结果，一些质地较软的恶性肿瘤如黏液腺癌、叶状囊肉瘤等弹性值较低，亦会造成假阴性结果，因此单纯采用3D-SWE鉴别乳腺良恶性病灶有一定局限性[14]。美国放射学院BI-RADS指南指出，二维超声根据病灶形态、边缘及回声等评估乳腺良恶性病变的价值优于测量弹性值，因此应用弹性成像对BI-RADS 3类或4类病灶进行进一步细分更为合理。

本研究的局限性主要在于纳入的病理类型较少，故未加以具体分析；多为术前患者，恶性病灶比例偏高，可能对结果有一定影响。

综上所述，对乳腺病变进行3D-SWE成像时，操作有无附加压力、病变位置、大小、深度及病理性质对成像质量有一定影响。