超声不同感兴趣区对剪切波弹性成像诊断乳腺肿瘤的影响

秦 婷 张翠明 方云梅 栾宇婷

乳腺肿瘤在女性群体中具有较高发生率，乳腺癌已成为我国女性最常见的恶性肿瘤之一[1]。目前超声是诊断乳腺肿瘤的首选检查方法。剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE)与应变弹性成像不同，无需手动加压，通过超声探头在深部组织聚焦出局部声辐射力，推动组织产生剪切波，剪切波在不同硬度的组织中传播速度不同，通过测量传播速度从而定量评估组织硬度，剪切波速度(shear wave velocity，SWV)越小，提示弹性越大、组织越软。通过SWE图像上感兴趣区(region of interest，ROI)的设定，可自动测量定量弹性参数[2]。然而，关于感兴趣区(ROI)大小的选取目前尚无统一标准，有研究者指出，ROI的大小影响SWE弹性参数诊断乳腺肿块的效能[3，4]。国内外常用于测量的方法可分为两种：①ROI尽量覆盖整个肿块；②ROI直径d=2mm，置于肿块内部或周围最硬处[5～12]。

因此，本研究拟采用两种ROI,ROI-L尽量覆盖肿块，不包含肿块周边硬度增加的区域，同时尽量避免包括周边正常组织；ROI-S直径固定为2mm，置于肿块或周边最硬处，分别测量弹性最大值(elastic maximum，Emax)和弹性平均值(elastic mean，Emean)，分析不同ROI选取方法对弹性参数诊断乳腺肿块效能的影响并探讨BI-RADS分类联合SWE诊断乳腺肿块的价值。

资料与方法

1.一般资料：收集2019年1月～2019年12月于山西医科大学第二医院乳腺外科因乳腺肿块行手术的女性患者63例，患者年龄21～66岁，平均年龄42.6±13.3岁,共73个肿块，均于术前行常规超声及SWE检查，且未经过任何相关治疗。本研究经山西医科大学第二医院医学伦理学委员会批准，所有研究对象均同意本项研究并签署知情同意书。

2.超声检查：采用GE LOGIQ E9超声诊断仪，探头选用6～15MHz线阵探头乳腺条件，嘱患者取仰卧位，双手抱头，充分暴露双侧乳房，以乳头为中心作放射状纵切、横切、斜切扫查，测量肿块大小，观察肿块位置、边界、内部回声、有无钙化及其血流情况，同时常规扫查腋窝，记录有无肿大淋巴结。按照美国放射学会BI-RADS分类标准进行分类[13]。进一步切换SWE模式，弹性模量量程使用默认量程，设置取样框覆盖肿块及其周围的正常腺体或脂肪组织，组织最低硬度表示为深蓝色，最高硬度表示为红色。嘱患者屏气，采用“连续激发”模式，待3～5s图像稳定后，当取样框内颜色充填稳定、能够清晰地显示肿块内异常硬度且无运动或压迫伪像时，获得稳定的SWE图像，定帧、留图。分别采用以下两种ROI测量弹性最大值(Emax)和弹性平均值(Emean)，单位为千帕(kPa),分别以ROI-S Emax，ROI-S Emean，ROI-L Emax，ROI-L Emean表示。每个数据测量3次，取均值。①ROI-L(ROI-Large)：尽量覆盖肿块，不包含肿块周边硬度增加的区域，同时尽量避免包括周边正常组织；②ROI-S(ROI-Small)：直径固定为2mm，置于肿块或周边最硬处。所有检查均由两名经验丰富并熟练掌握SWE技术的超声医师进行操作，并且独立进行图像分析，若有不同意见，则商讨一致的结果。

结 果

1.病理结果：共73个肿块，超声测量直径3.0～38.7mm，平均15.3±0.8mm。术后病理结果为良性肿块40个，其中纤维腺瘤27个、腺病结节9个、炎性肿块3个、腺病合并导管扩张1个。恶性肿块33个，其中浸润性导管癌31个、浸润性小叶癌1个、导管内原位癌1个。

表1 BI-RADS分类表(n)

2.良恶性肿块弹性值比较：ROI-L及ROI-S分别测量乳腺良恶性肿块的Emean和Emax。恶性肿块弹性值高于良性肿块，差异有统计学意义(P=0.000，表2)。

表2 良恶性肿块弹性值(kPa)

3.不同ROI弹性值诊断效能的比较：ROI-S Emean的AUC大于ROI-L Emean，差异有统计学意义(P=0.030)，ROI-S Emax的AUC大于ROI-L Emax，差异无统计学意义(P=0.077)。敏感度、特异性、AUC见表3，各ROI诊断乳腺肿块的ROC曲线见图1及图2。ROI-S及ROI-L测量方法见图3及图4。

表3 ROI-S和ROI-L弹性值的敏感度、特异性及AUC

图1 ROI-L Emax和ROI-S Emax ROC曲线

图2 ROI-L Emean和ROI-S Emean ROC曲线

图3 良性肿块二维超声图及SWE检查图A.二维超声图，患者，女性，29岁。左乳肿块，BI-RADS 3类，术后病理结果为纤维腺瘤；B.SWE检查：ROI选取方法为ROI-L，尽量覆盖肿块，同时尽量避免包括周边正常组织，所测Emax为59.96kPa，Emean为16.83kPa;C.SWE检查：ROI选取方法为ROI-S，d=2mm置于肿块或周边最硬处，图中白色箭头所指处为ROI-S，所测Emax为59.96kPa，Emean为30.49kPa

图4 恶性肿块二维超声图及SWE检查图A.二维超声图，患者,女性，46岁。左乳肿块，BI-RADS 4b类，术后病理结果为浸润性导管癌；B.SWE检查：ROI选取方法为ROI-L，尽量覆盖肿块，同时尽量避免包括周边正常组织，所测Emax为177.24kPa，Emean为15.32kPa；C.SWE检查：ROI选取方法为ROI-S，d=2mm置于肿块或周边最硬处，图中白色箭头所指处为ROI-S，该肿块周边可见“硬环征”，所测Emax为177.24kPa，Emean为96.05kPa

4.不同ROI所测弹性值联合BI-RADS分类诊断效能比较：不同ROI大小对Emean联合BI-RADS分类诊断乳腺肿块的效能有影响，差异有统计学意义(P=0.046)，对Emax联合BI-RADS分类诊断效能无影响，差异无统计学意义(P=0.086，表4)。

表4 不同ROI弹性值联合BI-RADS分类诊断效能比较

5.BI-RADS分类与BI-RADS分类联合SWE诊断效能比较：ROI-S测得Emax、Emean诊断效能均优于ROI-L(表3)，因此，比较BI-RADS分类联合ROI-S所测的Emax、Emean与单独使用BI-RADS分类的诊断效能。BI-RADS+Emax、BI-RADS+Emean诊断效能均高于单独使用BI-RADS分类，差异有统计学意义(P=0.012，P=0.012)。BI-RADS+Emax与BI-RADS+Emean两者诊断效能比较，差异无统计学意义(P=0.771，表5)。

表5 BI-RADS分类与BI-RADS分类联合SWE诊断效能比较

讨 论

剪切波弹性成像已广泛应用于乳腺肿块良恶性鉴别诊断中，生物组织的弹性或硬度与病理组织相关，当组织发生病变时，组织的弹性或硬度也会发生变化，通过检测乳腺肿块硬度信息可辅助鉴别乳腺肿块的良恶性[14]。本研究表明，恶性肿块弹性值明显大于良性肿块，差异有统计学意义。

然而，目前SWE检查还没有统一的ROI测量方法。以往研究中有使用直径1～3mm置于肿块最硬区的ROI、覆盖整个肿块的ROI、覆盖肿块2倍以上的ROI[5～7，9～11，14]。也有研究认为ROI大小对弹性评分或弹性值诊断效能无影响[2]。国内外最常用的ROI测量方法为直径=2mm的ROI和覆盖整个肿块的ROI。一项Meta分析表明，SWE的诊断效能随着ROI和弹性参数值的选择而不同，没有单一的弹性参数具有优越的诊断效能，对于ROI的选择需谨慎[4]。关于ROI勾画方式，研究表明圆形的ROI或根据肿块轮廓勾画的ROI对SWE诊断效能无影响[3,15]。因此本研究ROI设定为圆形以探讨ROI=2mm和尽量覆盖整个肿块的ROI两者对Emax、Emean诊断效能的影响。

本研究发现，ROI-S所测Emax、Emean诊断效能均优于ROI-L。在以往的研究中比较这两种类型的ROI时，同样也表明小ROI所测Emax、Emean诊断效能优于大ROI[10,16]。

对于不同ROI选取方法对Emax、Emean诊断效能的影响，本研究表明，不同ROI大小影响Emean诊断乳腺肿瘤的效能。ROI-S Emean的AUC高于ROI-L Emean，这可能是因为有些乳腺恶性肿块内部常出现液化、坏死，且本研究发现Emean随ROI的加大而减低，使用ROI-L测量Emean则相对会偏低[6]。Blank等[4]研究也表明ROI大小对Emean诊断效能有显著影响。本研究发现，不同ROI大小对Emax诊断效能无明显影响。与Skerl等[10]研究结果相似。ROI-S Emax的AUC略高于ROI-L Emax，但差异无统计学意义，可能与有些乳腺恶性肿块最硬区域往往位于肿块的周围表现为“硬环征”有关[6,8]。与ROI-L比较，ROI-S置于肿块或周边最硬区域测量Emax，更能真实、全面地反应肿块的硬度信息。不同ROI弹性值分别联合BI-RADS分类之后，也得出同样的结论，即ROI大小影响Emean联合BI-RADS分类的诊断效能，对Emax联合BI-RADS分类的诊断效能无影响。丛瑞等[17]研究发现，不同ROI大小对Emax及Emean均无明显影响，可能是因为其研究所用ROI与本研究不同，其采用的是直径=2mm的ROI和覆盖肿块及肿块周边的较大ROI。

对于弹性值的选择，回顾大量文献发现弹性最大值(Emax)、弹性平均值(Emean)、弹性比值(Eratio)均被确立为最佳弹性参数[9,18～21]，但是大多数研究者认为Emax是诊断乳腺良恶性肿块最有价值的参数，具有最佳诊断效能[9,18，19]。有研究者表明Emax与肿块的组织病理学相关，是超声评估乳腺肿块组织病理学严重程度的有效预测因子。本研究将最常用的两个弹性值(Emax、Emean)进行研究，发现ROI-S所测的Emax及Emean诊断效能相似。ROI-L所测Emax诊断效能明显优于Emean，这与Moon等[16]结果类似。关于Emax最佳截断值，本研究使用ROI-S测量Emax，得出良恶性肿块最佳截断值为112.53kPa(敏感度和特异性分别为85.0%和85.0%)。其他研究者的Emax最佳截断值分别为57.42kPa(ROI为覆盖整个肿块)[5]、85.3kPa(ROI直径=2或3mm)[11]、160kPa(ROI=2mm2)[22]。各研究的Emax截断值不同，可能是因为ROI大小、病例的选择、肿块大小深度及乳腺厚度等不同。

综上所述，在鉴别乳腺良恶性肿块方面，ROI-S比ROI-L提供了更好的诊断效能。不同ROI大小对Emax诊断效能无明显影响。本研究结果与其他研究类似，建议SWE检查将ROI=2mm置于肿块最硬区测Emax[22,23]。除此之外，有学者研究认为肿块的大小、深度及乳腺厚度也会影响SWE诊断结果，这些影响因素还需要进一步研究[11,24]。本研究表明，SWE不同ROI大小对Emean诊断乳腺肿瘤的效能有一定影响，对Emax诊断乳腺肿瘤的效能无显著影响。在常规超声基础上联合剪切波弹性成像可进一步提高对乳腺肿瘤的诊断，更能准确地指导临床决策。近年来，SWE技术不断革新，应用领域不断推广，然而，SWE尚未实现标准化，这仍需要学者们大量的研究，选择适当的测量方法，并将肿块大小、深度及腺体厚度等诸多影响因素考虑在内，建立系统的诊断标准，从而发挥剪切波弹性成像的巨大潜能。