三维剪切波弹性成像联合超微血流成像对乳腺结节良恶性的诊断价值

刘晴晴，李玉宏

(锦州医科大学附属第一医院超声科，辽宁 锦州 121001)

乳腺癌是常见的威胁女性身心健康的恶性肿瘤，其生存率与诊断分期密切相关。研究[1-2]表明，我国乳腺癌患者发病年龄早于西方约10年并趋于年轻化，平均发病年龄为45～55岁，并且发病率逐年上升，因此早期诊断、准确分期、标准化治疗对于乳腺癌预后显得尤为重要。由于超声检查便捷、无辐射、费用低，仍是乳腺结节首选辅助检查方法。但是，常规超声(Ultrasonic sound，US)单独诊断乳腺癌的诊断效能有限。1991年，超声弹性成像由Ophir等[3]首次提出。剪切波弹性成像(Shear wave elastography，SWE)作为一种全新的弹性成像技术，可提供实时的定性和定量弹性信息，并根据弹性信息对结节进行良恶性鉴别诊断。随着超声弹性成像技术的进一步发展，SWE技术在乳腺良恶性肿瘤鉴别诊断中的应用价值已被研究证实[4-8]。三维剪切波弹性成像(Three-dimensional shear wave elastography，3D-SWE)技术已被用于乳腺疾病的诊断，研究表明具有较好的观察者间一致性[9]。常规超声彩色血流成像在检测血流信号时受组织运动干扰,较难检测到低速血流信号，相比之下超微血流成像(Super microvascular imaging，SMI)能有效地从组织运动伪影中检测到低速血流信号。研究[10]发现二维剪切波弹性成像联合SMI技术对乳腺结节良恶性的诊断具有良好的价值，但探讨3D-SWE联合SMI对乳腺结节良恶性的诊断价值较少，因此本研究对3D-SWE、SMI、US以及3D-SWE(C)+SMI+US三者联合诊断乳腺结节良恶性的临床价值进行分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019年2月至2019年12月就诊于锦州医科大学附属第一医院的女性乳腺结节患者102例(共102个病灶)作为研究对象，年龄18～73岁，良性结节患者平均(29.25±7.64)岁，恶性结节患者平均(44.20±12.81)岁；良性结节57个，其中纤维瘤50个，乳腺病5个，导管内乳头状瘤2个；恶性结节45个，其中导管内乳头状癌2个，浸润性导管癌42个，浸润性小叶癌1个；病例纳入标准：①乳腺影像报告和数据系统(BI-RADS)分类为3～5类的乳腺结节；②所有患者均在术前完成US、3D-SWE、SMI检查；③所有患者均有病理结果。排除标准：①囊性结节；②做过假体手术，此次检查前做过穿刺或其他有创检查及其他肿瘤接受放化疗；③孕妇及哺乳期女性；④结节直径大于4 cm；⑤有其他疾病不能耐受检查。所有患者均知情同意。

1.2 检查方法 运用Supersonic Imaging Axplorer超声诊断仪行US及3D-SWE检查，选用 L4-15 MHz线阵探头及5～16 MHz三维容积探头。运用日本东芝公司的Aplio 400型彩色多普勒超声诊断仪行SMI检查。

1.2.1 US检查：患者采取仰卧位或者半侧卧位，充分暴露双侧乳腺及腋窝，以乳头为中心做四个象限连续放射状扫查，记录病灶位置，并在灰阶模式下横、纵、斜多切面全面记录结节的大小、形态、边缘、内部回声及钙化等，储存图像。

1.2.2 3D-SWE检查：灰阶模式下找到病变部位，切换至弹性模式，设置弹性模式测量量程为0～180 kPa，在三维容积探头与皮肤之间涂抹足量耦合剂，显示出最大径断面后，嘱患者屏气，按下启动键，数秒后超声屏幕上自动显示三个垂直平面，移动滚轮令三个正交切面的交点位于病灶的中心，切面分别选择横切面(A)、 纵切面(T)及冠状面(C)，存储三个切面的多层显示图像。切割层数(MS)选择4×4，层距选择合适大小，需保证16幅图中病灶以“从无到有再到无”的方式显示，切割完成进行保存。

1.2.3 SMI检查：灰阶模式下找到结节，探头轻置于结节上方，打开彩色多普勒血流显像(CDFI)模式检查病灶内部及其周边血流，得到最丰富血流束的切面后启用SMI模式观察血流情况，保存图像后再侧动探头多方位、多切面扫查结节，选取稳定性好且血流情况清晰丰富的切面后定帧存储，选取最优图像进行分析。

1.3 图像分析 以下检查由2～10年乳腺结节诊断经验的医师独立完成。常规超声BI-RADS分类、3D-SWE及SMI分型均由2名高年资医师在未知病理结果的情况下共同完成，若结果不一致，则商量一致后共同决定。

1.3.1 US BI-RADS分类：根据2013年美国放射学会新修订的分类标准对乳腺结节进行分类，包括BI-RADS 3类(良性可能，恶性概率2%)、BI-RADS 4a类(恶性概率2%～10%)、BI-RADS 4b类(恶性概率10%～50%)、BI-RADS 4c类(恶性概率50%～95%)、BI-RADS 5类(恶性概率≥95%)。将BI-RADS 3类视为良性，BI-RADS 4a类及以上视为恶性。

1.3.2 3D-SWE定性分析：Chen等[11]将3D-SWE弹性图像分为6种类型，其中病灶及周边组织呈均匀的蓝色为无发现型；病灶存在蓝绿色条纹为条纹型；病灶周边有局限性彩色区域或连续的闭合环形彩色区域为“硬环征”型；病灶内存在不均匀彩色为彩色型；病灶周围有局限性或呈半环型彩色区域为“马蹄征”型；病灶上方或下方存在彩色斑点为彩色斑点型。本研究将此分型依次命名为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级，将Ⅰ-Ⅱ级视为良性，Ⅲ-Ⅵ级视为恶性。

1.3.3 SMI分级：应用Alder分级对血流程度进行分级[12]。0级为无血流；Ⅰ级为1～2处点状或少许血流信号；Ⅱ级为2～3条小血管或中等血流信号；Ⅲ级为病灶内出现4条小血管及丰富血流信号。其中，0-Ⅰ级视为良性，Ⅱ-Ⅲ级视为恶性。

1.3.4 联合诊断标准：取3D-SWE冠状面(C)联合SMI对BI-RADS分级进行调整。标准如下：3D-SWE分型为Ⅲ-Ⅵ级且SMI分级为Ⅱ-Ⅲ级时，BI-RADS 5类结节不作升降级，其余均上升1级(3类上升为4a类，4a类上升为4b类，4b类上升为5类)；3D-SWE分型为Ⅰ-Ⅱ级且SMI分级为0-Ⅰ级时，BI-RADS 3类不作升降级，其余均降1级(4c类降为4b类，4b类将为4a类，4a类降为3类)。

1.4 统计学方法 对102例乳腺结节患者由2名医师分别进行3D-SWE及SMI检测并分型，采用组内相关系数(ICC)评价观察者内及观察者间检查结果的可重复性或一致性，ICC>0.75为一致性好。使用SPSS 21.0统计学软件分别计算US、SMI、3D-SWE横切面、纵切面和冠状面与US+SMI+3D-SWE冠状面诊断乳腺结节良恶性的敏感度、特异度和准确度，组间比较使用卡方检验。使用MedCalc软件绘制US、SMI、3D-SWE(C)与US+SMI+3D-SWE(C)的受试者工作特征(ROC)曲线，得出曲线下面积(AUC)值，组间两两比较使用Z检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 3D-SWE横切面、纵切面、冠状面诊断效能比较 见表1。3D-SWE三个切面诊断敏感性比较，差异具有统计学意义(P<0.05)。

表1 3D-SWE横切面、纵切面、冠状面诊断效能比较(%)

2.2 四种检查方式诊断效能比较 见表2。US、3D-SWE(C)、SMI以及SMI+3D-SWE(C)+US的敏感性、特异性、准确率、阳性预测值、阴性预测值比较均存在统计学差异(均P<0.05)。

表2 四种检查方式诊断效能比较(%)

2.3 四种检查方式鉴别诊断乳腺良恶性结节ROC曲线AUC比较 见表3(图1)。以病理诊断结果为“金标准”绘制ROC曲线，对US、SMI、3D-SWE(C)及US+SMI+3D-SWE(C)鉴别诊断乳腺良恶性结节的AUC使用Z检验进行统计学分析。结果显示：US与SMI、3D-SWE(C)比较差异均有统计学意义(Z=2.280、2.681，均P<0.05)；SMI与3D-SWE(C)比较差异无统计学意义(Z=0.6814，P>0.05)；US+SMI+3D-SWE(C)与US、SMI、3D-SWE(C)比较差异均有统计学意义(Z=5.097、3.244、2.706，均P<0.05)。

表3 四种检查方式鉴别诊断乳腺良恶性结节ROC曲线AUC比较

图1 四种方式鉴别乳腺良恶性结节ROC曲线

2.4 重复性检验 3D-SWE(C)、SMI、3D-SWE(C)+SMI+US经重复性检验，组内测得ICC分别为0.917、0.899、0.875，组间测得ICC分别为0.867、0.875、0.881，均>0.75(均P<0.05)，因此观察者内及观察者间的检查具有一致性。

3 讨 论

乳腺癌是常见的威胁女性身心健康的恶性疾病，也影响患者的生活质量[13]。目前多应用BI-RADS作为定性诊断的依据。但是，在常规超声检查中，BI-RADS分类中3～4类结节恶性跨度较大，图像特征有较多重叠，其诊断效能欠佳，增加了很多不必要的穿刺活检或手术，也增加了患者身心压力和经济压力。因此，通过联合其他超声技术提高诊断效能显得尤为重要。

乳腺恶性肿瘤与良性肿瘤相比，组织在疾病发展中细胞外基质的异常沉积逐渐使基质变硬[14]。SWE作为新的超声技术在乳腺疾病诊断应用中日渐成熟，能明确识别结节的软硬度，并通过定性及定量方式实时、准确、客观地反映给操作者，可重复性高[15]。稳定性不依赖于外界压力的超声弹性成像技术在临床中得到了广泛的应用[16]。SWE彩色模式的定性诊断已被证明对乳腺病变有用[17-19]。本研究发现3D-SWE横切面(A)、纵切面(T)、冠状面(C)的敏感性分别为88.9%(40/45)、66.7%(30/45)和82.2%(37/45)，特异性分别为79.0%(45/57)、86.0%(49/57)和89.5% (51/57)，准确率分别为83.4%(85/102)、77.5%(79/102)和86.3% (88/102)，其中3D-SWE三个切面诊断敏感性比较有统计学差异。在3D-SWE定性研究中，Chen等[11]研究发现，三个平面的彩色模式图均可增加诊断的敏感性，本研究与之相符。微血管密度(MVD)作为免疫组化的一种分型与肿瘤的分级密切相关，MVD越高，病理分级越高，两者呈显著正相关[20]。由此可见，肿瘤内的微血管检测有着十分重要的意义。SMI是一种灵敏的微血管多普勒新技术，能显示微小血管[21]。马燕等[22]研究表明，SMI能较好地检出乳腺恶性肿瘤微血管，与肿瘤MVD有较好的相关性，可作为乳腺恶性肿瘤微血管术前评估的影像学方法。王希等[23]以病理结果MVD为金标准，运用SMI检测结节内血流信号，发现其对诊断良恶性结节有很高的诊断效能，本研究结果与之相符。研究[24]提示SMI单独诊断的AUC高于US，本研究亦与之相符。本研究中，SMI敏感性、特异性、准确率分别为86.7% (39/45)、86.0% (49/57)、86.3% (88/102)，US敏感性、特异性、准确率分别为66.7(30/45)、78.9% (45/57)、73.5% (75/102)，因此SMI比US的诊断效能高。单独使用一种方法诊断乳腺结节良恶性有一定的局限性，不同检查方法可以相互补充，提高诊断效能。本研究中3D-SWE(C)+SMI+US联合诊断乳腺结节良恶性，其阳性预测值、阴性预测值、特异性、敏感性、准确率、AUC均比单一检查方式有所提高。

综上所述，3D-SWE定性诊断乳腺良恶性结节有较高的诊断效能，SMI对乳腺结节良恶性诊断有一定的价值，US+SMI+3D-SWE(C)联合诊断则较单一方式更有价值。但是，本研究也有一定的局限性：仅研究了3D-SWE(C)联合SMI和US的AUC值，其他参数有待研究；纳入样本量小，得到的结果代表性可能不足，需要大样本进一步完善。