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声触诊弹性成像定量定性评价瘤旁组织硬度在乳腺肿瘤中的诊断价值

2020-08-18 294 上传者：管理员

摘要：目的：评估乳腺肿瘤瘤旁组织硬度及“硬环征”鉴别乳腺肿瘤良恶性及辅助BI-RADS4类病变再分类的价值。方法：回顾性分析经病理证实的170例患者170个乳腺病灶超声图像,记录BI-RADS分类及病灶瘤旁1、2、3mm区域最大剪切波弹性值(E1、E2、E3)及“硬环征”。绘制ROC曲线分析BI-RADS分类、弹性指标及联合指标(BI-RADS与弹性指标联合)诊断乳腺肿瘤的效能。结果：ROC曲线显示联合1(BI-RADS+“硬环征”)诊断效能最高。根据联合1,BI-RADS4类病变介入穿刺发生率由61.8%(105/170)降至18.2%(31/170)。结论：乳腺病变瘤旁组织硬度及“硬环征”能有效鉴别肿瘤良恶性,辅助BI-RADS4类病变再分类,减少穿刺介入手术的发生。

关键词：
BI-RADS
乳腺肿瘤
弹性成像
超声
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乳腺肿瘤细胞外基质中胶原纤维在肿瘤侵袭性中起着关键作用,与瘤内组织相比,胶原纤维在瘤旁区域更为平行,而硬度与胶原纤维平直度呈正相关,说明瘤旁区域硬度较瘤内区域更硬[1]。超声弹性研究亦表明部分乳腺恶性病变出现“硬环征”,也说明瘤旁组织硬度较瘤体内部增高[2]。以往报道主要研究乳腺肿瘤实体本身[3,4]。本研究通过声触诊弹性成像(soundtouchelastography,STE)对乳腺肿瘤瘤旁区域定性定量分析,评估瘤旁区域硬度及“硬环征”在乳腺肿瘤诊断中的价值。

资料与方法

1.研究对象

回顾性分析2019年6-12月在我院超声科行乳腺超声检查且未进行任何治疗的170例患者170个乳腺病灶。患者年龄20～75岁,平均(43.95±14.15)岁。病灶长径5～70mm,平均(19.83±10.29)mm。所有病灶均经手术或组织学穿刺活检病理证实,所有患者均于术前签署知情同意书。

2.仪器与方法

(1)仪器

采用MindaryResona7超声诊断仪,常规超声成像和STE成像使用L11-3探头,频率3～11MHz。

(2)方法

①常规超声检查:患者于仰卧位,平静呼吸状态下行乳腺常规超声检查,取病灶长轴切面进行观察,记录病灶最大长径及形态学特征。根据2013版超声BI-RADS分类标准[5]对所有肿瘤进行分类。

②STE检查:将图像显示深度调节至3～5cm,增益和TGC曲线调节至最佳状态。弹性图像以红、蓝、绿色分别代表质硬、质软和质中。探头轻触皮肤,勿施加压力,保持探头与皮肤垂直,启动Elasto,选择STE模式,杨氏模量阈值置于140kPa,调节感兴趣区(regionofinterest,ROI)大小及位置,将肿块置于ROI中心,同时包括肿瘤周围部分正常腺体或脂肪组织。嘱患者屏住呼吸,待弹性图像稳定,无明显伪像时冻结图像。观察是否存在“硬环征”,即在合适弹性模量阈值下,肿瘤瘤旁区域显示为黄色或红色环状区域(图1)。

图1乳腺肿瘤“硬环征”征象图

③按Measure,选择测量杨氏弹性模量(E)(描记法),通过调节相应旋钮选择瘤周区域(Shell)(1、2、3mm),系统自动计算出最大弹性模量值,记录瘤旁1、2、3mm区域最大弹性模量值(E1、E2、E3)。

3.统计学方法

使用SPSS22.0统计软件进行统计分析,以病理学结果为金标准。计量资料采用(x¯±s)表示。采用独立样本t检验或卡方检验比较乳腺良、恶性病灶大小、BI-RADS分类、E1、E2、E3及“硬环征”之间的差异。绘制ROC曲线比较BI-RADS分类、E1、E2、E3及“硬环征”诊断效能,以P<0.05为差异具有统计学意义。

结果

1.病理结果

170个病灶中,良性病灶91个,其中纤维腺瘤84个,导管内乳头状瘤3个,良性分叶状肿瘤3个,炎性病变1个;恶性病灶79个,其中导管内原位癌9个,非特殊类型浸润性癌59个,小叶癌2个,黏液癌4个,髓样癌1个。

2.乳腺病灶良恶性组患者年龄及病灶大小比较

恶性组患者平均年龄明显高于良性组患者,两组间差异有显著统计学意义。恶性病灶明显大于乳腺良性肿瘤,差异有显著统计学意义,见表1。

3.乳腺病灶BI-RADS分类结果及两组间比较

170个病灶中,良性组中3类病灶58个(59.8%),4a类病灶33个(34.0%),4b类病灶6个(34.0%),4c类及5类为0个。恶性组中3类病灶0个,4a类病灶8个(10.1%),4b类病灶13个(16.5%),4c类病灶45个(57.0%),5类病灶13个(16.5%)。结果显示良性组以低风险类别发生率较高,恶性组以高风险类别发生率较高,两组间差异有统计学意义(χ2=133.37,P<0.001)。

4.乳腺良恶性组瘤旁组织最大剪切波弹性模量值与“硬环征”比较

乳腺恶性病灶E1、E2、E3均明显高于良性病灶组,两组间差异具有显著统计学意义。恶性病灶“硬环征”出现率明显高于良性病灶组,两组间差异有统计学意义。

5.绘制ROC曲线比较各指标及联合指标诊断乳腺肿瘤的诊断效能

以病理结果为金标准,绘制ROC曲线,比较BI-RADS分类、E1、E2、E3及“硬环征”对乳腺肿瘤的诊断效能,结果显示就单项诊断指标而言,诊断及鉴别诊断乳腺肿瘤效能依次为BI-RADS分类标准、“硬环征”、E1、E2、E3,见表2。

将BI-RADS分别联合“硬环征”、E1及三者联合使用诊断及鉴别诊断乳腺肿瘤,并绘制ROC曲线,结果显示联合指标诊断效能均高于单项指标,以联合1(BI-RADS+“硬环征”)诊断效能最高,其余依次为联合3(BI-RADS+“硬环征”+E1)、联合2(BI-RADS+E1)(图2)。

6.根据“硬环征“及瘤旁区域剪切波最大模量值对BI-RADS4类病灶再次分类后结果比较

只依赖于传统灰阶超声,依据超声BI-RADS分类,共有105例(61.8%)4类病变病例需要进行介入手段获取病理组织。联合使用灰阶超声及“硬环征”后,有31例(18.2%)4类病灶需要进一步采取介入手段,但有3例恶性病变被漏诊;联合使用E1后,有37例(21.8%)4类病灶需要进一步采取介入手段,有3例恶性病变被漏诊。联合使用“硬环征”及E1后,有34例(20.0%)4类病变需要进行介入诊断。通过三种方法联合诊断,可以有效的减少介入活检比例,但是有3例恶性病灶被漏诊。

表1乳腺良恶性肿瘤一般情况、瘤旁硬度及“硬环征”比较

表2瘤旁组织硬度、“硬环征”、BI-RADS及各项综合指标诊断乳腺肿瘤效能分析

图2BI-RADS分类标准、联合1、联合2及联合3诊断乳腺肿瘤ROC曲线图

讨论

弹性技术应用越来越广泛。笔者前期采用剪切波弹性技术针对乳腺肿瘤本身进行了定量弹性速度测定,结果显示恶性肿瘤瘤内组织的硬度显著高于良性病灶,可有效鉴别良恶性病灶,且在很大程度上提高BI-RADS诊断及鉴别诊断效能[6]。

本研究通过STE对瘤旁组织硬度进行定量及定性分析,结果显示乳腺恶性肿瘤E1、E2、E3明显高于良性病灶组,且以E1诊断效能最高。定性指标“硬环征”也更易出现于恶性肿瘤边缘,结果与赵亚楠等基本一致。在乳腺肿瘤的发展过程中,细胞外基质逐渐变硬且肿瘤硬度的力学性能与肿瘤细胞数量、微血管密度、胶原纤维的形状和排列、纤维化和组织坏死的程度有关[7]。在肿瘤尤其是恶性肿瘤发展过程中,除了肿瘤本身硬度增加,其肿瘤周围基质也会出现硬度增加。关于肿瘤周围基质的硬度增加的理论,有以下几种观点[8,9,10]:(1)促结缔组织增生反应及肿瘤细胞向周边组织浸润;(2)肿瘤周围基质血管生成和微血管密度增加导致基质重建;(3)免疫相关细胞浸润和反映代谢需求增加的生理改变;(4)由于恶性肿瘤内部的低剪切波振幅和/或低噪声导致肿瘤周边区域剪切波能量衰减所致,其中第一种和第二种观点为公认的最主要原因。因此,恶性乳腺肿瘤瘤旁组织硬度较良性肿瘤高,会出现“硬环征”是有理论支持及现实意义的。但是具体多少范围内瘤旁组织的基质的硬度可以用来作为最佳诊断指标,既往的研究者们的意见有分歧。赵亚楠等认为以瘤周2mm范围区域最合适,而本研究认为E1、E2、E3对乳腺肿瘤良恶性诊断效能基本相当,ROC曲线下面积分别为0.892、0.888、0.890,E1略高一筹,但E2诊断灵敏度最高(87.3%)。考虑到部分肿瘤形态不规则,为了结果更准确,本研究通过手绘肿瘤外缘包络线,再根据该包络线自动生成瘤周区域,考虑到多项研究表明最大弹性值是诊断乳腺肿瘤良恶性的最佳指标,故只选取最大弹性模量值作为评价指标。另外,本研究E1最佳截断值(89.0kPa)与之(130.34kPa)差异较大,这些差异必然和样本量的大小及样本群体的收集有关,并且国内各单位间尚不能形成统一的截断值,尚需扩大样本量进一步统计分析,或者进行多中心研究制定出统一标准。

在2013版乳腺超声BI-RADS词典中首次增加了超声弹性指标,一方面是由于国内外多数超声诊断仪器都具备这一功能;另一方面是因为众多研究证实弹性的确可以辅助灰阶超声提高诊断效能。但其临床有效性不一定就得到认可。本研究除了进行瘤周区域弹性定量测量及定性分析之外,还从临床角度出发,对根据BI-RADS分类标准分为4类的乳腺病变进行重新分类,检验超声弹性的临床应用有效性。临床上,对4类病变基本上都会采取介入穿刺方案,获取病变组织的病理结果。但现如今只依赖BI-RADS分类标准有很多诊断结果为“假阳性”,会导致相当部分的良性病变从避免漏诊角度而被过度医疗。为了减低这部分患者的过度医疗发生率,超声学研究者们没法使用各项新技术来接近这一目标。本研究分别联合“硬环征”及E1调整4类病变分类后,4类病变分别由105例降至31例(18.2%)、37例(21.8%);联合“硬环征”+E1调整4类病变分类后,4类病变降至34例(20.0%),极大的降低了穿刺发生率。ZHOU等也曾通过超声弹性技术调整4类病变分类,亦证明可以有效的减低介入穿刺发生率。

本研究尚有一些局限性:(1)部分恶性肿瘤缺乏免疫组化指标,不能进行更深度的分析;(2)选择的病例均为有肿块型的乳腺病例,不能代表全部乳腺肿瘤类型,存在结果的偏差;(3)检测指标只选取了最大弹性模量值,未将平均值、最小值纳入研究,可能会导致结果出现偏差。

结论

超声弹性技术能在很大程度上提升传统超声鉴别诊断乳腺肿瘤的能力,降低BI-RADS4类病变的介入穿刺率,但是肿瘤形态学指标依然是BI-RADS分类的一个非常重要的参考指标,并且认为,其对恶性肿瘤预测的意义远超过弹性技术。弹性技术可以作为一种很好的辅助手段,但不能凌驾于形态学特征之上。

参考文献：

[3]李奥,彭晓静,袁涛,等.实时剪切波弹性成像定量及定性评价乳腺良恶性实性病变[J].中国超声医学杂志,2016,32(2):114-117.

[4]周玮珺,曹秋月,于鹏丽,等.声触诊组织成像与定量技术联合BI-RADS分类标准诊断乳腺良恶性肿瘤的初步研究[J].中华超声影像学杂志,2017,26(2):151-154.

[6]赵亚楠,杨会,黄品同,等.剪切波弹性成像定量分析与硬环征在鉴别诊断乳腺肿块良恶性中的意义[J].中华超声影像学杂志,2017,26(12):1062-1068.

周玮珺,吴媛媛,吴芳芳,陈剑琼,王玲.声触诊弹性成像定量定性评价瘤旁组织硬度对乳腺肿瘤的诊断价值[J].中国超声医学杂志,2020,36(08):695-698.