声脉冲辐射力弹性成像在诊断乳腺小肿瘤中的价值

王丽娟

陈东风2 CHEN Dongfeng

王少春2 WANG Shaochun

张 磊2 ZHANG Lei

翟红燕1 ZHAI Hongyan

1.天津医科大学 天津 300070

2.济宁医学院附属医院 山东济宁 272029

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率逐年上升，且呈年轻化趋势[1]。超声检查是诊断乳腺疾病的主要影像学手段之一，是判断良、恶性肿块的主要依据。但对于直径≤2 cm的乳腺小病灶，二维超声征象如毛刺征、高回声晕等往往缺乏典型表现，行彩色多普勒超声检查时内部血流信号往往显示欠佳，良、恶性间症状重叠，容易发生误诊、漏诊。超声弹性成像是一种全新的成像模式，能直接反映组织的弹性信息。声脉冲辐射力弹性成像（acoustic radiation force impulse imaging, ARFI）技术采用声辐射力激励受检组织，属于振动性弹性成像的一种[2]。Siemens公司基于ARFI技术开发的超声弹性成像系统的技术核心包括声触诊组织成像（virtual touch tissue imaging,VTI）技术和声触诊组织量化（virtual touch tissue quantification, VTQ）技术[3]。本研究旨在探讨ARFI技术在诊断乳腺小肿瘤中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2012-02～08在济宁医学院附属医院超声科检查发现，并经穿刺活检或手术病理证实的乳腺小肿瘤（二维图像下最大直径≤2 cm）68例患者，均为女性，年龄25～60岁，平均（42.59±1.23）岁，共71个病灶，病灶最大径0.69～2.00 cm，平均（1.51±0.34）cm。

1.2 仪器与方法 采用 Siemens Acuson S2000 超声诊断仪，具备ARFI技术，高频线阵探头9L4，频率为4.0～9.0 MHz。患者取平卧位或侧卧位，双臂上举，充分暴露胸部及腋下。先采用二维超声以乳头为中心呈放射状序贯扫查，确定病灶后，判断病灶二维超声图像特征，并测量病灶面积标记为A2；再切换到彩色多普勒血流显像模式观察其周边及内部的血流情况，进入ARFI诊断技术中的VTI模式，观察VTI模式下病灶的图像特征，测量病灶面积标记为A1，计算VTI模式下与二维模式下病灶面积比AR（AR=A1/A2[4]）；再进入VTQ模式，在实时观察二维超声图像的基础上，分别将取样框置于同等深度的病灶内部及瘤缘处（瘤缘处的取样框一侧边与瘤缘紧贴），测量病灶内部及瘤缘处组织的VTQ值，同一位置分别测量5次取中位数。测量过程中嘱患者屏气，可在感兴趣区适当地加量多涂抹耦合剂，保证探头与皮肤良好接触，手持探头并相对固定，尽量保持探头方向与感兴趣区的切线位垂直，不向感兴趣区施加压力。测量VTQ值时，取样框大小为5 mm×5 mm，对于较小病灶，尽量让取样框的上缘紧贴病灶的上缘，尽可能包括病灶。由于仪器的限制，VTQ的测量范围为0～9.00 m/s，即坚硬的组织成分与液体成分的测值均显示为X.XX m/s[4]，所以在本研究中除外囊性病灶，在进行统计分析时将测值为X.XX m/s记为9.00 m/s。本研究由3名超声医师实施超声检查并独立做出评估与诊断。对于病灶的AR、瘤体内部及周边的VTQ值分别绘制ROC曲线。

1.3 病理检查 全部病灶均行超声引导下乳腺穿刺活检和（或）手术切除获得标本，对所有标本进行常规取材固定、脱水、石蜡包埋、切片，行HE染色，光镜下观察病理切片。

1.4 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，计量资料比较采用独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理检查结果 71个病灶中，恶性病灶39个，其中浸润性导管癌29个，导管内癌5个，浸润性微乳头状癌1个，浸润性小叶癌3个，Paget病1个；良性病灶32个，其中纤维腺瘤23个，浆细胞性乳腺炎2个，硬化性腺病4个，脂肪瘤并坏死2个，积乳1个。

2.2 乳腺小肿瘤的ARFI表现 在VTI模式下，2例纤维腺瘤及2例脂肪瘤的图像明亮，与周边组织分界显示不清，其余肿瘤均较瘤周组织图像暗。乳腺良性肿瘤的平均AR为0.98±0.19，恶性肿瘤的平均AR为1.74±0.48，二者比较差异有统计学意义（t=8.48,P＜0.01）（图1A、B，图2A、B）。ROC曲线（图3）显示，选择AR为1.24作为鉴别良恶性肿瘤的截点，其敏感度、特异度分别为84.6%、93.7%，曲线下面积为0.965。

良性肿瘤内部的VTQ值为（1.92±0.43）m/s，恶性肿瘤内部的VTQ值为（5.69±3.00）m/s，差异有统计学意义（t=7.02,P＜0.01）（图1C，图2C）。ROC 曲线（图3）显示，选择VTQ值为2.26 m/s作为诊断乳腺恶性肿瘤的截点，其敏感度、特异度分别为89.7%、84.4%，曲线下面积为0.916。

良性肿瘤周边组织的VTQ值为（1.19±0.34）m/s，恶性肿瘤周边组织的VTQ值为（1.96±0.95）m/s，差异有统计学意义（t=4.34,P＜0.01）。ROC曲线（图3）显示，选择VTQ值为1.34 m/s作为诊断乳腺恶性肿瘤的截点，其敏感度、特异度分别为74.4%、81.2%，曲线下面积为0.798。

图1 患者女，31岁，乳腺纤维腺瘤。A.乳腺病灶二维模式下图像；B.乳腺病灶VTQ模式下图像；C.乳腺病灶VTQ值为2.13 m/s；D.肿瘤组织主要由增生的纤维间质和腺体组成（HE, ×40）

3 讨论

图2 患者女，44岁，乳腺浸润性导管癌。A.乳腺病灶二维模式下图像；B.乳腺病灶VTQ模式下图像；C.乳腺病灶VTQ值为X.XX m/s；D.肿瘤组织中癌细胞排列成巢状、团索状（HE, ×100）

图3 乳腺小肿瘤在VTI模式下AR、肿瘤内部及周边VTQ值的ROC曲线

ARFI技术利用超声仪发射短时（0.03～0.40 ms）低频（2.67 MHz）声波推进脉冲产生内部刺激，使感兴趣区内组织产生位移（1～20 μm），再通过超声仪发射跟踪波束（频率 3.05 MHz，脉冲重复频率 3～12 kHz）追踪获取组织位移及产生的横向剪切波速度（SWV），从而对组织的硬度进行定性和定量评价。声脉冲辐射力使组织产生纵向压缩及横向振动，纵向位移变化在一定程度上与组织弹性相关，以纵向位移为基础进行弹性成像称为VTI，可直观反映组织弹性，图像越暗，表示组织越硬；图像越亮，表示组织越软[5]；横向振动以剪切波方式向周边传播，利用剪切波相邻波峰时间差及波长计算SWV，SWV与组织弹性的平方根成正比，可间接反映组织弹性。VTQ技术通过SWV对组织弹性进行定量评价。恶性病灶组织较硬，而良性组织较软[6]。Krouskop等[7]研究发现乳腺内部不同组织成分间的弹性系数从小到大依次排列为：脂肪组织、乳腺、乳腺纤维化、非浸润性导管癌、浸润性导管癌，同时弹性较软组织的SWV较弹性较硬组织慢[8,9]，成为ARFI鉴别诊断乳腺病灶的基础。

本研究结果中恶性肿瘤内部的VTQ值明显高于良性肿瘤，表明不同组织的弹性值不同，与前述乳腺内部不同组织成分的弹性系数各异相符。乳腺良性肿瘤的平均AR明显低于恶性肿瘤，即恶性病灶在VTI模式下比在二维模式下大，而良性病灶在两种模式下相差无几。这可能与良、恶性肿瘤的生长方式及生物学行为有关，良性肿瘤往往有包膜，呈局限性或膨胀性生长，对周围组织起到压迫性的作用，仅使瘤体周边很小范围组织的弹性受到有限地影响；而恶性肿瘤无包膜，呈浸润性生长，不仅压迫周边组织，还向周边组织浸润，引起周围间质纤维组织增生和炎症细胞浸润。

本研究以VTQ值为2.26 m/s作为截点判断乳腺肿瘤良、恶性时有1个假阴性病灶，可能与该病例乳腺癌分化程度较高，异型性较低，向周围组织浸润程度轻有关；有3个假阳性病灶，病理显示这3例纤维腺瘤内部均出现较大钙化灶。由此可见，ARFI在诊断乳腺恶性肿瘤时需结合常规二维超声来提高准确率。

与其他弹性成像技术相比，ARFI技术不需要检查者对病灶进行加压震动，结果受主观因素的影响小，可靠性大，同时可对病灶组织进行定量分析，可重复性高。

本研究部分恶性病灶存在某组数据5次测量VTQ值均为X.XX m/s的情况，病理对照后发现该病灶内部存在组织坏死、钙化灶形成。需要注意的是在测量VTQ值时，无测量数据可能与操作技术有关，为了避免这个原因，病例收集过程中同一部位测量5次结果均为X.XX m/s才会记录，本研究未纳入稳定性较差的病例；同时，为了减少操作技术的影响，未纳入不能配合呼吸的患者。

本研究仍存在一些局限性，比如VTQ的取样框目前尚不可调节，在对某些较小病灶进行检测时不可避免地要包括周边组织，这可能会对测量结果造成影响，还有一些患者不能配合呼吸，难以获得稳定的结果，限制了ARFI技术的使用；此外，本研究病例数较少，而且浸润性导管癌较多，约占恶性病灶的74%，其他类型的乳腺癌病例数较少，需要扩大样本量，进一步深入研究。

虽然单纯超声诊断不能取代最终的病理学诊断，但ARFI技术为乳腺小肿瘤的鉴别诊断提供了一种定量弹性诊断方法，有助于提示病灶的病理学特性，为鉴别小肿瘤的良、恶性提供了一个新的角度，进一步完善了乳腺小肿瘤的超声诊断方法。

[1] Siegel R, Naishadham D, Jemal A.Cancer statistics, 2012.CA Cancer J Clin, 2010, 62(1): 10-29.

[2] 徐秋晨, 叶真.超声弹性成像应用于评价肝纤维化程度上的研究现状.中国医学影像学杂志 , 2011, 19(3): 174-176.

[3] Shuang-Ming T, Ping Z, Ying Q, et al.Usefulness of acoustic radiation force impulse imaging in the differential diagnosis of benign and malignant liver lesions.Acad Radiol, 2011, 18(7):810-815.

[4] Meng W, Zhang G, Wu C, et al.Preliminary results of acoustic radiation force impulse (ARFI) ultrasound imaging of breast lesions.Ultrasound Med Biol, 2011, 37(9): 1436-1443.

[5] Meng W, Du W, Zhang G, et al.WITHDRAWN: acoustic radiation force impulse (ARFI) ultrasound imaging of breast lesions.Eur J Radiol, 2011, 56(23): 1-6.

[6] Skovorda AR, Klishko AN, Gusakian DA, et al.Quantitative analysis of mechanical characteristics of pathologically altered soft biological tissues.Biofizika, 1995, 40(6): 1335-1340.

[7] Krouskop TA, Wheeler TM, Kallel F, et al.Elastic moduli of breast and prostate tissues under compression.Ultrason Imaging, 1998, 20(4): 260-274.

[8] Palmeri ML, Wang MH, Dahl JJ, et al.Quantifying hepatic shear modulus in vivo using acoustic radiation force.Ultrasound Med Biol, 2008, 34(4): 546-558.

[9] Zhai L, Palmeri ML, Bouchard RR, et al.An integrated indenter-ARFI imaging system for tissue stiffness quantification.Ultrason Imaging, 2008, 30(2): 95-111.