超声黏弹性技术在乳腺病变中的诊断价值

黄志彬，吴淮宇，田宏天，莫思洁，唐淑珍，徐金锋，董发进（通信作者）

（暨南大学第二临床医学院<深圳市人民医院>超声科 广东 深圳 518020）

乳腺肿瘤是女性最为常见的肿瘤类型之一，根据其生物学特性，可以细分为良性和恶性两大类。恶性乳腺肿瘤是一种恶性肿瘤，具有潜在的生命威胁。可以通过远处转移（如淋巴结、骨骼、肺部等）扩散到身体其他部位，并对患者的生活质量和预期寿命造成重大影响。可能伴随乳房疼痛、肿胀、红肿、乳头内陷等症状。乳腺癌的类型多种多样，包括导管内癌、小叶内癌、乳腺间质癌等。良性乳腺肿瘤通常是非癌性的，一般不会对患者的生命构成威胁，但某些情况下可能需要治疗并观察病情进展。常见的良性乳腺肿瘤包括纤维腺瘤、乳腺增生、乳腺囊性变化等。良性乳腺肿瘤通常是可触及的，呈圆形或椭圆形，质地较软，通常不会引发疼痛。对于某些较大的良性肿瘤，患者可能会感到压迫感或不适。近年来，其发病率和死亡率均呈上升趋势[1]。乳腺超声检查在乳腺癌的早期筛查和诊断中起到了关键性的作用[2]，但需要注意的是，部分乳腺良恶性病变在超声图像上可能存在相似性，导致其难以区分[3]。超声黏弹性技术是一种基于组织弹性和黏性特性进行评估的先进超声技术。随着超声技术的持续进步，组织的黏性特性在超声弹性成像中的重要性逐渐被学术界所认识和重视[4]。该技术在乳腺良恶性疾病的诊断中所展现的潜在价值需进一步的科学研究。为此，本研究计划采用超声剪切波弹性成像技术来计算黏弹性参数（viscoelasticity），进而深入探讨该技术在乳腺良恶性疾病诊断中的实际应用和价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2023 年2 月—8 月深圳市人民医院收治的乳腺肿瘤患者72 例，共计72 个乳腺肿块，根据穿刺或手术病理结果分为良性肿块组30 例，恶性肿块组42 例（良性肿块均为穿刺病理结果，恶性肿瘤均为手术病理结果）。良性肿块组：年龄32 ～55 岁，平均年龄（39.40±2.51） 岁；恶性肿块组：年龄35 ～55 岁，平均年龄（41.10±2.56） 岁。纳入标准：①患者均签署知情同意书；② 临床病例资料完整，并经病理诊断为乳腺肿瘤患者；③检查前未进行化疗或内分泌等治疗；④术前已开展超声、超声黏弹性检查，影像资料完善。排除标准：①既往存在病灶侧手术史者；②无法配合完成检查者；③伴有心、肾脏器功能障碍者。

1.2 方法

超声剪切波弹性检查及黏弹性计算：使用迈瑞Resona I9 Easi 超声成像系统，L14-3Ws 探头，探头频率为（5 ～12）MHz。声波触摸弹性体STE（Sound Touch Elasto）利用运动稳定性（M-STB）指数，该指数以1 ～5 星等级进行分级，以动态评估生物医学传感器与受试者皮肤之间发生的运动引起的干扰程度。Resona I9 Easi 系统集成了质量控制模式，其中包括一个额外的可靠性图表（RLB），以提高数据的可靠性。要认为通过剪切波弹性测值计算出的黏弹性数据可信，采集的剪切波弹性结果必须满足三个条件：①M-STB 指数至少为四颗星；②测试区域内呈均匀绿色；③指数允许大于95%的值。见图1、图2。

图1 乳腺超声黏弹性结果提示为良性病变，经病理证实为乳腺纤维腺瘤

图2 乳腺超声提示为恶性病变，经术后病理证实为乳腺浸润性非特殊类型癌

嘱受检者取仰卧位，双臂完全外展并置于头部上方，呈外科手术体位，并训练被检者配合呼吸运动。于目标肿瘤区域进行二维灰阶扫查，捕获乳腺肿瘤的清晰二维图像，同时取样框尽可能覆盖整个病灶周边正常乳腺组织。然后，切换到剪切波弹性成像模式，进入采集状态，调节参数得到200 Hz、400 Hz 频率的剪切波速度测量结果，代入公式计算得到黏性系数，即viscosity 值，单位为Pa·s。所使用公式如下[5]。

其中，V 代表特定频率剪切波速度，f代表特定频率，ρ代表组织密度，μ代表弹性值，η代表黏性值。具体计算使用MATLAB（https://www.mathworks.com）进行。同一位置（包括肿瘤及2 mm 的shell 环）成功测量5 次以上，取平均值用于统计分析。以上操作由2 名具有10 年以上超声诊断经验的超声医师完成超声检查，测值意见不统一时经协商达成一致。

1.3 观察指标

以病理结果为“金标准”，分析黏弹性值在乳腺良恶性肿瘤鉴别中的诊断效能，指标包括曲线下面积（AUC）、灵敏度、特异度和准确率。

1.4 统计学方法

采用R（https://www.r-project.org）执行数据的统计分析。符合正态分布的数据以平均值标准差（±s）表示，非正态分布的数据采用中位数和IQR 进行表示。通过受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线选取黏弹性的最佳截断值，计算肿块和肿块周边（shell）的黏弹性值对乳腺病变诊断的灵敏度、特异度和准确率，并通过DeLong检验分析两种诊断方法准确率、特异度、灵敏度之间的差异，如P＜0.05 说明差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床结果

病理结果显示，所有患者中，良性肿瘤患者30 例，包括乳腺纤维腺瘤24 例、乳腺腺病伴纤维瘤样增生4 例、乳腺腺病2 例；恶性肿瘤肿块组42 例，均为乳腺浸润性非特殊类型癌。

2.2 肿瘤及肿瘤shell 黏弹性值的分布

在肿瘤黏弹性测值中，良性肿瘤的中位数为1.55（IQR：1.20，2.10）Pa·s；恶性肿瘤的中位数为2.33（IQR：1.57，3.12）Pa·s。而在肿瘤的shell 中，良性肿瘤的中位数为1.60（IQR：1.34，2.28）Pa·s，恶性肿瘤的平均值为（2.77±0.99）Pa·s。数值详细分布见图3。

图3 肿瘤黏弹性系数与黏弹性shell 在乳腺良恶性疾病的分布

2.3 肿瘤及肿瘤shell 黏弹性的诊断价值

通过ROC 曲线选取肿瘤黏弹性值以2.23 为截断值，＜2.23 为良性病变，≥2.23 为恶性病变。此时肿瘤黏弹性值对乳腺病变的诊断AUC 为0.699，灵敏度为59.52%，特异度为 80.00%，准确率为68.06%。肿瘤shell 组的截断值为2.12，AUC 为0.780，灵敏度、特异度和准确率分别为76.19%、73.33%和75.00%。肿瘤黏弹性法通过DeLong 检验对比肿瘤shell 法的曲线下面积，发现两者AUC 的差异无统计学意义（P=0.052）。详细见图4 和表1。

表1 肿瘤黏弹性系数与黏弹性shell 在乳腺良恶性病灶鉴别中的诊断效能

图4 肿瘤黏弹性系数与黏弹性shell 在乳腺良恶性疾病的ROC 曲线

3 讨论

乳腺癌在女性恶性肿瘤中的发病率已逐年上升，成为对女性健康构成严重威胁的主要疾病[6]。随着现代社会节奏的加快和女性在社会、家庭中角色的转变，女性所承受的压力增大，这可能与乳腺癌发病率的上升有关[7]。目前，由于乳腺超声便捷、安全的优势，使其在乳腺疾病筛查和诊断中成为了不可或缺的手段。然而，由于部分乳腺良恶性肿瘤在超声图像上的特征存在重叠，这使得其诊断具有一定的挑战性[8]。为此，基于超声剪切波的黏弹性技术应运而生，它不仅能够评估组织的弹性特性，还能评估组织的黏性特性，该项技术在实际诊断过程中所提供的信息对乳腺病变的鉴别和诊断具有重要意义。

本研究采用超声剪切波弹性成像技术来计算黏弹性参数，初步探讨了该技术在乳腺良恶性疾病诊断中的实际应用和价值。结果显示，恶性肿瘤的黏弹性值高于良性肿瘤，这与组织的生物学特性相符，恶性肿瘤组织往往更为坚硬和致密。通过ROC 曲线分析，本文发现肿瘤黏弹性值和肿瘤shell 的AUC 分别为0.699 和0.780，说明这两种方法在乳腺病变的诊断中均具有一定的价值。尤其是肿瘤shell 的AUC 达到了0.780，其灵敏度和特异度分别为76.19%和73.33%，准确率为75.00%，这意味着该方法在乳腺病变的诊断中具有较高的准确性。值得注意的是，尽管肿瘤黏弹性法和肿瘤shell 法在AUC 上的差异无统计学意义（P=0.052），但从敏感性和特异性来看，肿瘤shell法在乳腺病变的诊断中可能更为准确。证明超声黏弹性技术应用价值，且肿瘤的外围shell 可能具有更重要的意义，这可能与恶性肿瘤具有向周围组织浸润性生长有关。

黏弹性相关参数除本研究中关注的黏性系数外，还有描述剪切波在人体组织内传播后频率分散程度的频散系数。经研究发现，频散系数在乳腺病灶良恶性诊断中也有一定的潜在临床价值。Bae 等[9]研究了乳腺病灶良恶性与频散系数之间的相关性。研究发现，频散系数测值在乳腺恶性肿瘤中显著高于良性病灶，且在不同分子分型之间也存在差异，Luminal A 型乳腺癌中测值显著低于Luminal B 型。该研究证明，频散系数与乳腺病灶良恶性也存在一定相关性。

综上所述，本文结果为超声剪切波弹性成像技术应用于乳腺良恶性疾病鉴别提供了初步证据，但仍需进一步的研究来验证这些发现。此外，本研究具有一些局限性。虽然结果已经显示了黏弹性技术在乳腺良恶性疾病鉴别诊断中的潜在价值，但是本文样本量仍然较小。其次，恶性肿瘤样本量略大于良性肿瘤，这可能会对统计分析产生一定的偏见。期望未来能够纳入更多的样本，进一步验证本研究的结论，并探讨其他可能影响诊断的因素。