声脉冲辐射力弹性成像对周围型肺肿物的诊断价值

耿群，马喆，陶国伟，袁野

1.山东第一医科大学附属省立医院超声诊疗科，山东济南 250012；2.山东第一医科大学第一附属医院超声科，山东济南 250012；3.山东大学齐鲁医院超声诊疗科，山东济南 250012； *通讯作者 耿群 1905057739@qq.com

声脉冲辐射力成像（acoustic radiation force impulse imaging，ARFI）主要通过超声探头发射高强度聚焦激励脉冲作用于组织，测量剪切波速度，即可获得组织的硬度信息。硬度信息是鉴别肿物良恶性的重要指标。目前剪切波弹性成像广泛应用于鉴别诊断肝脏、甲状腺、乳腺肿物的良恶性[1-3]；而对于肺部肿物的鉴别诊断应用较少。由于肺组织受肋骨遮挡，无法通过触诊获取肺肿物的硬度信息；而ARFI 可获取肺部肿物的硬度信息，从而对其他影像学检查进行验证和补充。本研究拟通过ARFI 对周围型肺肿物的性质进行鉴别，探讨其诊断肺部疾病的可行性和临床价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2012年12月—2018年12月在山东大学齐鲁医院住院治疗的周围型肺部肿物患者153 例，其中男85 例，女68 例；年龄25～78 岁，平均（50.1±15.4）岁。纳入标准：①可配合超声扫查；②具备合适的透声窗可进行肺部病灶观察；③受设备取样深度限制，肿物最大深度<6.0 cm。最终纳入病例包括恶性肿物88 例，其中腺癌44 例，鳞癌25 例，小细胞肺癌14 例，转移瘤4 例（1 例结肠腺癌转移瘤、1 例胃腺癌转移瘤、1 例恶性黑色素瘤转移瘤、1 例乳腺癌转移瘤），弥漫性胸膜间皮瘤1 例；良性病灶65 例，其中肺急慢性炎性肿物58 例，错构瘤4 例，肺泡性腺瘤2 例，肺乳头状腺瘤1 例。所有病例均经病理明确诊断。所有患者均被告知研究目的，并签署知情同意告知书。

1.2 仪器与方法 采用西门子ACUSON S2000 超声诊断仪，配置4C1 凸阵探头，探头频率3.0～4.5 MHz，扫查深度2.0～6.0 cm。仪器内置声触诊组织定量检测系统（virtual touch tissue quantification，VTQ）。患者体位的选择依据病灶部位而定，标准为可充分暴露肿物部位；同时尽量舒适，充分展开肋间隙以利于超声波穿透。首先在二维超声下观察肿物形态、边界、内部回声、空气支气管征等，测量肿物大小后行VTQ 检测。尽量使探头垂直于体表，固定于目标部位，取样深度2～6 cm。吸气结束后屏气阶段测量剪切波速度（shear wave velocity，SWV），以减少呼吸运动的干扰。在肿物不同部位取样5 次，尽量避开明显液化坏死、钙化区域及支气管走行区，取平均值作为测量结果以减少测量偏倚。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0 软件，符合正态分布的计量资料以±s表示。首先对两组患者的分类变量行χ2检验；对连续型变量进行方差齐性检验，并根据方差齐性检验结果选择独立样本t检验或秩和检验。P<0.05 表示差异有统计学意义。最后通过良性组与恶性组的SWV 值建立受试者工作特征（ROC）曲线，并确定SWV 鉴别肿物性质的截断值。

2 结果

2.1 常规超声表现 本组肺良性肿物表现为形态不规则的不均质低回声，界限不清晰，内部多存在树枝状分布的“等号征”，即空气支气管征；恶性肿块多为类圆形较均质的低回声，与正常肺组织界限多清晰，部分病例可见支气管扭曲、变形、中断、内部软组织填充等，空气支气管征相对少见，累及胸膜时可见胸膜中断或隆起。典型病例见图1、2。

2.2 良、恶性肿物比较 良、恶性组患者性别、年龄、吸烟史、肿物部位比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。良、恶性肿块大小及空气支气管征占比差异亦无统计学意义（P>0.05）；两组SWV 差异有统计学意义（P<0.05），见表1。鳞癌SWV 为（2.00±0.75）m/s，高于腺癌[（1.67±0.55）m/s]和小细胞肺癌[（1.45±0.41）m/s]，差异均有统计学意义（P<0.05）；小细胞肺癌与腺癌间差异无统计学意义（P=0.283）。

图1 女，45 岁，机化性肺炎。常规超声检查示肺部肿块内可见树枝状分布的空气支气管征，箭头示肺部肿块边界，箭示空气支气管征（A）；肺部肿块ARFI，取样框深度为4.1 cm，取样部位SWV 值为0.84 m/s（B）

图2 男，66 岁，小细胞肺癌。常规超声图像示肺部肿块内无明显空气支气管征，箭头示肺部肿块边界（A）；肺部肿块ARFI，取样框深度为2.9 cm，取样部位SWV 值为2.49 m/s（B）

2.3 诊断效能 SWV 值诊断肿物性质的ROC 曲线下面积为0.818。取1.31 m/s 作为鉴别良、恶性病变的截断值，其敏感度、特异度分别为72.4%、84.4%，阳性预测值、阴性预测值分别为82.3%、75.4%（图3）。

图3 SWV 诊断肺周围型肿块性质的ROC 曲线

3 讨论

肺癌是目前我国病死率最高的癌症[4]。随着人民健康意识的增强，越来越多的肺部肿物在常规体检中被发现。当病变紧邻心脏或患者无法在检查时屏住呼吸，可能会出现SWV 因心跳或呼吸运动的影响而无法测量，限制了该技术的应用。如病灶内发生出血、钙化以及液化性坏死时，局部硬度可能发生显著变化，而在这些部位通过进行ARFI 测量以反映肿物硬度可能导致一定的偏差。故应尽量避开上述区域及明显的支气管走行区，选择在实性、回声均匀的组织部位进行测量。另外，深度不同也会对SWV 的测值产生影响。易文鸿等[5]发现应用剪切波弹性成像测量健康人腓肠肌弹性时，深层肌肉弹性测值大于浅层。王丽娟等[6]发现应用剪切波技术测量弹性值结果与探头频率、探测深度、本身硬度相关，但同一深度测值无明显差异。崔亚云等[7]报道乳腺肿物与周围正常组织SWV 测值的比值不会随病灶深度的改变而发生显著变化，结果相对稳定。因此，本研究将测量深度固定在2～6 cm，且选取胸膜下病变，尽量贴近胸膜处测量，以减少系统性误差。

本研究中良性组SWV 值明显小于恶性组，差异有统计学意义。肺部良、恶性肿物在组织学上存在差异。炎性组织的主要病理学改变为炎症细胞对正常解剖结构的浸润，局部组织充血水肿，慢性炎症可伴有不同程度的纤维组织增生，肺内良性肿瘤多为肿瘤细胞堆积，而血管等间质成分较少。因此，这些良性病灶相对较软，且对正常解剖结构无明显破坏，故常规超声图像表现为胸膜完整光滑，肺组织内支气管常含有气体而表现为空气支气管征。而恶性肿瘤由于肿瘤细胞增殖，同时对正常组织结构侵袭破坏，如胸膜和细支气管，细胞间质及血管成分增生明显而组织常较硬[8-9]。常规超声图像表现为胸膜受侵犯而隆起或中断，肺组织内支气管受侵犯而扭曲中断，其内气体消失。因此，通过组织硬度可鉴别肿物性质。以SWV≥1.31 m/s 为诊断阈值时，诊断肺良、恶性肿物的敏感度、特异度分别为72.4%、84.4%。黄文乐等[10]的研究同样发现实时剪切波弹性成像可用于评估周围型肺部肿块的弹性特征，可作为鉴别肺部良、恶性周围型肿块的重要影像学手段。而常规超声主观性较强，故选取相对客观的空气支气管征衡量常规超声对肺良、恶性肿物的鉴别效能。本研究发现，肺良、恶性肿物的空气支气管征发生率差异无统计学意义，故认为相对于剪切波弹性成像，常规超声对于肺良、恶性肿物的鉴别缺乏明显优势[11]。

在不同病理类型的恶性肿瘤中，鳞癌SWV 值高于腺癌及小细胞肺癌，差异有统计学意义，考虑这可能是由于鳞癌病理学上存在不同程度的角化珠，因此组织上较腺癌及小细胞肺癌更硬。Sperandeo 等[12]也有类似发现，但此结论尚需要更大标本量研究证实。

目前ARFI 的临床研究及应用较为广泛，包括对甲状腺、乳腺结节的鉴别诊断，动脉斑块及深静脉血栓性质的评估，对肝硬化定量诊断与分期，对慢性肾病弹性成像评估疾病分期等[13-16]。本研究在行超声引导下肺肿物穿刺前进行ARFI，选取较硬的组织进行穿刺活检，提高了穿刺阳性率，取得了较好的效果；但因病例数较少，尚需要进一步研究。

ARFI 可以获取肺部肿物的硬度信息，从而提高超声对周围型肺部肿物的诊断价值。该方法也存在一定的局限性：如有限的探测深度；对于靠近心脏的病变或患者无法配合屏气时应用受限；对目标区域的反复测量会导致局部温度升高，从而一定程度上影响测量的准确性[17]。

ARFI 通过测量SWV 值定量反映病灶的硬度，可用于肺部肿物性质的鉴别，甚至可区分部分病理类型。以1.31 m/s 作为鉴别良、恶性肿物的截断值时，其诊断特异度和敏感度均较高。目前国内外对ARFI在肺部疾病中的应用仍处于探索阶段，值得继续研究和临床推广。