声脉冲辐射力成像技术鉴别诊断乳腺良恶性病变的研究进展

徐珊珊 孙健玮

昆明医科大学第五附属医院个旧市人民医院超声科，云南个旧 661000

乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因，只有早发现、早诊断和早治疗才能降低乳腺癌患者的死亡率及提高患者的生存质量[1-2]。因此，选择一种能早期发现乳腺癌的检查手段十分重要。声脉冲辐射力成像技术（acoustic radiation force impulse，ARFI）近几年来被大量应用于鉴别乳腺良恶性病变方面，其在某些方面可以弥补助力式弹性成像技术的缺陷。目前，ARFI 主要包括声触诊组织成像技术（virtual touch tissue imaging，VTI）、声触诊组织量化技术（virtual touch tissue quantification，VTQ）以及声触诊组织成像量化技术（virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ）[3]。本 文 就ARFI 各项技术在乳腺良恶性病变鉴别的应用进展作一综述。

1 ARFI的原理及主要技术

ARFI 主要是利用声学射频压力来诱发组织局部内部振动，并追踪组织运动的轨迹来探测出组织的微细变化，然后算出剪切波速度（shear wave velocity，SWV）[4]。传统的ARFI 包括半定量的VTI和定量的VTQ。VTI是以组织的纵向位移作为考查指标，通过黑白的显示来反映出组织弹性。VTQ则是检测出组织横向振动的剪切波，然后，计算出SWV，进而评估出组织弹性。传统的ARFI 利用这两项技术对组织的硬度进行定性和定量评价[5]，然而，传统的ARFI 存在取样框较大、经常出现“溢值”、仅能获取肿块内某一点硬度等局限性，而最新的VTIQ很好地改进了以上缺陷[6]。

2 乳腺良恶性病灶的分类及ARFI可用于乳腺良恶性病变鉴别诊断的原理

乳腺病变有良、恶性之分，间质比较疏松，富含黏多糖的为良性病变[4]，它们质地较软，包括纤维腺瘤、导管内乳头状瘤、乳腺腺病、良性叶状肿瘤、导管及小叶上皮非典型增生、乳腺囊性增生等病变，预后良好；恶性乳腺病变的间质较致密，质地较硬，包括浸润性导管癌、导管内癌、黏液腺癌、低度恶性叶状肿瘤、髓样癌等病变，其中乳腺非特殊性癌（浸润性导管癌）是最常见的，其严重影响了患者的存活率和生活质量，预后较差[4]。综上，乳腺良性病变常质地较软，恶性病灶常较硬，ARFI的VTI、VTQ、VTIQ三项技术均可以对乳腺良恶性病变组织的硬度进行定量、定性的评价，因此，在乳腺病变良恶性的鉴别诊断方面，ARFI有独特的应用价值。

3 ARFI 各项技术在乳腺良恶性病变鉴别的应用

3.1 VTI在乳腺病变诊断中的应用

3.1.1 VTI的原理 声脉冲辐射力可以使感兴趣区（region of interest，ROI）内的组织产生横向的振动及纵向的压缩，VTI以纵向位移为基础进行成像。VTI采用灰阶或彩色编码成像，根据图像中黑灰白的比例对组织硬度进行评估，以判断病变的良恶性，相比较于普通二维超声图像，VTI能更直观地评估病变的性质[7]。

3.1.2 VTI对乳腺病变的定性诊断 对照肝局灶性病变的VTI研究，有的学者[8]提出了乳腺病变VTI5分评分法，诊断标准如下。5分：肿块整体为黑色，或灰黑色（但是黑色为主），如果白色越少而黑色越多，就反映该组织弹性越差、越硬；4分：肿块为灰黑色（以灰色为主）；3分：肿块整体为灰色；2分：肿块为灰白色混合；1分：肿块整体呈白色。1～3分诊断为良性，4～5分诊断为恶性。目前国内常用VTI评分=4分作为乳腺良恶性病变的鉴别诊断界值，如王荣等[9]的研究把VTI≥4分当作乳腺恶性病变的诊断准则，结果显示，诊断乳腺良恶性病变的灵敏度为89.1%，特异度为78.7%，准确率为83.2%。VTI是将同一个ROI 内组织的纵向位移表示为灰度图，来表现出组织相对的软硬度，在同一个弹性图像里，图像越黑，就表示组织越硬[10]。

3.1.3 VTI对乳腺病变的半定量诊断 仅用VTI的评分法，在乳腺病变的良恶性鉴别上会有一定的局限性，所以，运用病变在VTI弹性图和二维超声图上的面积比可以让VTI更为客观地评价乳腺病变的良恶性[11]。因为乳腺的良性病变通常会有完整纤维包膜、边界清晰，而恶性病变通常没有完整的包膜、边界不清，呈侵袭性地生长。因此，恶性病变在弹性图与二维超声图上的面积比常比良性病变高。而且，VTI图像也可以间接地反馈出病变对周围组织的累及程度[1，11]。相较于恶性病变，乳腺良性病变在VTI图像和二维超声图上的面积接近，甚至比二维超声图的面积小。程祥勇等[12]的研究表示，乳腺良恶性病变的VTI图像与二维超声图的面积比有明显的差别，其研究中将面积比=1.45 作为良恶性病变鉴别诊断的界值，面积比≥1.45 考虑为恶性病变，面积比<1.45 考虑良性可能，诊断的敏感性为88.4%，特异性为78.4%，准确性为82.9%；面积比与评分法联合应用时，VTI诊断乳腺良恶性病变的敏感性、特异性、准确性分别为86.5%、96.9%、92.3%，与常规二维超声相比，诊断的特异性有所提升。所以，VTI图像与超声灰阶图的面积比可以较为客观地评价病变的硬度，且与评分法联合应用时，可以一定程度地提高诊断乳腺良恶性病变的灵敏性、特异性、准确性[13]。

3.1.4 VTI在乳腺病变应用的不足 VTI是根据ROI黑色、白色所占比例来判断组织的软硬程度，用VTI弹性评分或弹性图像与超声灰阶图的面积比来对乳腺病变的良恶性进行诊断，这些方法都会被许多主观因素影响，因而不能对组织的硬度进行客观、定量地评估。如张燕妮[14]的研究中发现：患者乳腺病变的VTI评分<4分，但是病理结果为浸润性导管癌、导管内癌、黏液腺癌等病变，推断其原因可能为浸润性导管癌伴液化、出血、坏死时就会导致病变硬度降低；而导管内癌局限在导管内，因为肿块较小，就会和周围正常的腺体组织比较难区分开，故两者硬度的差异不明显；黏液腺癌病理构成为黏液腺细胞较多，黏液大量聚集，因此病变的硬度会较低。而当VTI的评分≥4分时，也有病变的病理结果为腺病伴纤维腺瘤、纤维腺瘤、导管内乳头状瘤等。估测其原因可能和良性病变存在间质纤维化、不同程度的钙化及胶原化从而使病变的硬度增加有关。并且，乳腺良恶性病变的弹性系数之间也有部分重叠[15]。因此，VTI对乳腺良恶性病变的鉴别诊断仍需联合二维超声、VTQ及其他影像学检查综合评价，以减少误诊。

3.2 VTQ在乳腺疾病定量诊断的应用

3.2.1 VTQ原理 声脉冲辐射力使ROI的组织产生横向的振动，横向振动会以剪切波的方式向周边传播，超声探头会检测到ROI组织产生的剪切波，然后，系统会记录并演算出ROI 内SWV值。VTQ就通过SWV来对组织的硬度进行定量评价，SWV值越高，反映该组织越硬[3，16]。VTQ技术能定量反映组织的弹性特征，对组织硬度进行估计[17]。

3.2.2 VTQ对乳腺病变的定量诊断 VTQ可以定量地评价乳腺病变的良恶性，在张婉莹等[18]的研究中，利用病变与周边组织SWV 的比值及乳腺病变内SWV值来对乳腺良恶性病变进行诊断，其最佳诊断的病变与周边组织SWV 比值为3.05，SWV值为4.36 m/s，SWV值诊断的准确率、特异度和灵敏度分别为89.22%、95.72%和62.22%；病变与周边组织SWV 比值诊断的准确率、特异度和灵敏度分别为87.93%、95.19%和57.78%。王芳等[19]的研究表明，在研究VTQ对乳腺良恶性病变的鉴别时，以SWV值为6.13 m/s 作为诊断界点来判断乳腺良恶性病变的特异度、敏感度及准确度分别为84.4%、95.6%、88.5%。以上研究均认为VTQ检查较BI-RADS分类诊断乳腺良恶性病变的特异性有所提高。此外，欧冰等[20]研究表明，对于乳腺运用VTQ技术所测得SWV值不随腺体内深度增加而有改变，但叶建美等[3]的研究发现SWV值受测量深度的影响，深度越深，SWV值越低。这可能是因为其研究时深度测量取值范围没有固定，取值范围较小，再加上样本量偏少，而导致结果的差异性，还需进一步研究。综上，对于乳腺这一浅表器官，VTQ可以对组织的硬度情况进行客观地评价，但是VTQ诊断良恶性病变的SWV 界值和VTQ的SWV值是否会受测量深度的影响暂时还没有一明确定论，需要进一步研究。

3.2.3 VTQ存在的不足 VTQ量化了组织硬度的评价指标，使诊断中的人为干扰因素减少。但VTQ本身还存在一些不足，如：①受病变本身的运动影响较大，所以，测量时需要患者屏气配合；②当所测量的病变组织硬度太高，超出了VTQ所能测量的SWV值的上限（9 m/s），或者被检测病变组织为囊性或液性成分所占比例较大时，VTQ都无法显示具体的SWV值（因为剪切波不能在液体和气体中传播，所以液性成分无法产生剪切波）[21]；③VTQ的取样框的大小是固定的（5 mm×6 mm），对于较小的乳腺病变，VTQ测量时，周围正常的乳腺组织就会被包容进VTQ的ROI 内，造成测量的误差，同理，在测量伴有液化坏死的较大肿块时，VTQ的测量同样也会有偏误[22]；另外，VTQ的取样框大小不可调节，也成它的限制。

3.3 VTIQ在乳腺疾病诊断中的应用

3.3.1 VTIQ原理及优势 由于VTQ和VTI都存在缺陷，VTIQ就在VTI和VTQ的基础上进行了改革。不同于VTQ只能提供单点的SWV值，VTIQ可以同时在ROI 内进行多点测量，因此，VTIQ对病变整体硬度的反映会更直接、全面。VTIQ取样框的范围较VTQ的ROI 范围显著减小，为1 mm×1 mm，所以，VTIQ能使测量更加精确，也比较适合较小病变的测量；VTIQ还具有质量、位移、速度及时间四种模式，质量模式可以使取样框被放置在成像质量高的区域，因此，让测得SWV值更精确；而且，VTIQ中SWV 的测量限值可以达到10 m/s，较VTQ的限值有所提高，所以，VTIQ避免了部分因组织硬度过高而使SWV值无法被测出的情况[6]。这些优点意味着VTIQ在临床鉴别乳腺良恶性病变的诊断上可以发挥更大的作用。

3.3.2 VTIQ对乳腺病变的定性和定量诊断 VTIQ作为最新技术，目前在国内外的研究均较多。如李小龙等[23]研究VTIQ在BI-RADS 4类乳腺病变的良恶性鉴别诊断价值，研究发现以VTIQ的SWV=3.49 m/s为临界点用于鉴别诊断BI-RADS4类乳腺病变的良恶性，对于乳腺BI-RADS4类病变诊断的准确性、特异性、敏感性、阴性预测值、阳性预测值分别为86.3%、81.4%、94.4%、96.0%、75.6%。田妍等[24]以SWV=4.01 m/s 为截断值时，对乳腺病变诊断的灵敏度为94.12%，特异度为100%，阳性预测值为94.12%。蒲欢等[25]研究VTIQ与BI-RADS分类联合评估乳腺导管内病变良恶性的效果，研究方案为：将乳腺导管内病变先进行BI-RADS分类，之后行VTIQ检查，记录每个病变的SWV值，再绘制SWV 诊断乳腺导管内病变的ROC曲线，得出VTIQ检查乳腺导管内病变的最佳截断值，之后对所有研究的乳腺导管内病变进行再评估，当乳腺肿块的SWV 高于最佳截断值时，将该乳腺肿块的BI-RADS分类相应得升高一类，相应的，当SWV 低于最佳截断值时，结节的BI-RADS分类降低一类。蒲欢等[25]的研究中，SWV 界值取3.45 m/s时，VTIQ联合BI-RADS分类诊断位于导管内的乳腺病变的准确率、特异度、灵敏度、阴性预测值、阳性预测值分别为85.9%、80.0%、93.9%、94.7%、77.5%。曾增等[26]以VTIQ的SWV值=3.73 m/s 为界值，当乳腺病变的SWV值小于界值时判断为良性病变，大于或等于界值时判断为恶性病变，其研究的BI-RADS分类与VTIQ联合诊断的标准为：两者均符合良性诊断时判断为良性病变，两者中任一符合恶性诊断时判断为恶性病变，结果表明，VTIQ检查的诊断乳腺病变的特异度、阳性预测值、诊断准确率均最高，分别为88.89%、70.37%、86.45%；而联合VTIQ与BI-RADS分类诊断良恶性乳腺微小病变的阴性预测值和敏感度最高，分别为91.67%，96.67%；但是特异度最低，为80.56%。其研究认为VTIQ与BI-RADS分类联合诊断可以提升BI-RADS分类对乳腺良恶性病变诊断的敏感度，VTIQ可以提高BI-RADS分类对乳腺微小癌的诊断敏感度。Ianculescu 等[27]的研究利用BI-RADS分类与VTIQ来对乳腺病变进行诊断评估，发现以SWV=3.31 m/s为界值对乳腺病变的良恶性进行诊断，其特异度、灵敏度分别为73%、80.4%；用这个临界值来对BIRADS4a类病变的良恶性进行诊断，其特异度、灵敏度分别为72.9%、92%。综上，国内外现在对VTIQ在乳腺良恶性病变鉴别的SWV 界值研究及VTIQ与BI-RADS分类联合在乳腺良恶性病变鉴别诊断的应用研究均较多，以上各项研究均表明：VTIQ能提高超声对乳腺病变的诊断价值，VTIQ在乳腺良恶性病变的鉴别诊断方面具有很好的潜力。

3.3.3 VTIQ存在的不足 VTIQ的成像会被受许多因素的影响，如：乳房的大小、密度和深度，对于位置比较深的病变，还有乳房比较大的患者，VTIQ的质量和速度图常常成像效果不佳；另外对于位于乳头和乳晕附近的病变，也很难在所有情况下获得最佳质量的图像。此外，患者的呼吸和探头的压力对VTIQ的测量也有一定的影响，探头的过度加压就会使SWV值增大。所以，虽然VTIQ作为一种新型的剪切波弹性成像技术，在评价乳腺病变的良恶性中具有潜在的指导价值，但是现在还需要大量的研究加以证实VTIQ在乳腺良恶性病变鉴别诊断的应用价值，也需要研究怎样可以使VTIQ的成像性达到最优，怎样尽量减少外界因素对VTIQ成像的干扰。

4 小结与展望

ARFI 在临床对乳腺病变的良恶性鉴别诊断应用中有较大的作用。VTI可定性、半定量地鉴别乳腺病变的良恶性，VTQ可定量地判断乳腺病变的软硬度，但其均受深度、钙化和主观因素的影响，良恶性界定存在一定交叉，重复性差，且VTQ还受取样框大小等因素的影响；而VTIQ是在前两项技术上发展起来的，改良了他们的不足，可更精确地计算出乳腺病变的SWV。三种技术在乳腺良恶性病变的鉴别诊断上各有其优缺点。总的来说，对于无法在常规二维超声上被明确诊断的乳腺病变，ARFI可以弥补一定的缺陷；可以在一定程度上减少乳腺癌的漏诊及误诊，避免了部分不必要的穿刺和手术。现在，ARFI 中的VTI及VTQ在乳腺良恶性病变鉴别中的应用已经很成熟，而新兴的VTIQ被研究的相对较少，但VTIQ在乳腺良恶性病变鉴别上已经显示出良好的应用前景。但是，目前国内外还没有一个统一的VTIQ在乳腺良恶性病变鉴别诊断的SWV 界值，也没有VTIQ与BIRADS分类对乳腺良恶性病变进行联合评分的应用研究，因此有必要更深地研究VTIQ对乳腺良恶性病变的鉴别诊断价值，还需研究VTIQ与BI-RADS分类对乳腺良恶性病变进行联合评分后的诊断价值，为乳腺癌的早期诊断和减少不必要的乳腺病变穿刺活检发挥更大作用，从而更好地发挥VTIQ在乳腺良恶性病变鉴别方面的作用。