二维彩色多普勒超声与声脉冲辐射力成像技术鉴别乳腺肿块良恶性的临床研究

吴 芳，崔凤荣，卢桂林，姚兰辉，李建国

近年来乳腺超声检查已经成为临床诊断乳腺癌首选的影像检查手段之一。二维超声是基于乳腺病理组织与周围正常组织声阻抗差，声阻抗差相近时，二维超声图像不典型。彩色多普勒超声是基于肿块的血流分布，以往研究表明乳腺恶性肿块多呈富血供，但也有乏血供者。声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)技术是一种全新的对组织弹性硬度进行检测及评价的技术，不需要借助外力给压，利用焦点处产生的脉冲声辐射力会使该处的组织粒子产生振动，发生纵向应变的同时产生横向传导的剪切波速度(shear-wave velocity，SWV)。纵向应变形成声触诊组织成像(virtual touch tissue imaging，VTI)技术，通过黑白色所占比例定性反映组织的弹性特征，剪切波速测量即声触诊组织量化(virtual touch tissue quantification，VTQ)技术可定量反映实质组织的硬度。黑色所占比例越多，SWV越快，表明组织越硬，恶性病变的可能性越大。本研究主要探讨二维彩色多普勒超声与ARFI 技术鉴别乳腺肿块良恶性的临床价值，并与术后病理结果比较，以期提高乳腺癌超声诊断的准确性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2012年10月—2013年10月在石河子大学医学院第一附属医院乳腺外科行手术的81例乳腺肿块患者，术前均行二维彩色多普勒超声与ARFI技术检查。患者年龄19～73岁，平均(47.0±10.0)岁；其中男2例，女79例。检查前患者均未行病变组织活检、手术及化疗。病灶均经手术病理(金标准)证实，良性病灶42例(47个病灶，良性组)，恶性病灶39例(39个病灶，恶性组)。病灶直径1.0～6.2 cm，平均(2.0±1.2) cm。纳入病灶以实性为主，直径均≥1.0 cm。排除单纯囊性病灶及病灶直径<1.0 cm者。该研究均经本院伦理委员会同意，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 (1)检查仪器：Siemens Acuson S2000彩色多普勒超声诊断仪，线阵探头(9L4)，探头频率4.0～9.0 MHz。(2)检查方法：患者均先行乳腺二维常规超声检查，并根据肿块具体情况调节深度、聚焦及增益。肿块超声征象参照Del等[1]描述，选取测量肿块大小、纵横比(前后径与宽径比值)、形态(规则或不规则)、边界、边缘毛刺(有或无)、内部回声(均匀或不均匀)及微钙化(有或无)等声像图表现。再用彩色多普勒观察肿块周边及内部血流信号，按Adler等[2]半定量法将乳腺肿块血流信号的丰富程度分为0～Ⅲ级(0级为肿块内未见血流信号；Ⅰ级为少量血流信号，可见l～2个点状或细棒状血流；Ⅱ级为中量血流信号，可见3～4个点状血流，或1条重要血管，其长度可接近或超过病灶半径；Ⅲ级为丰富血流，见到5个以上点状血管或两条较长血管)。应用脉冲多普勒进行取样，声束与血流夹角<60°，测量阻力指数(RI)。然后切换至ARFI弹性成像模式，平缓移动探头，不施压，嘱患者屏住呼吸，在感兴趣病变区域放置弹性取样框，使用VTI技术观察病灶肿块内部及周边硬度并评分，取样框应尽量包含病灶及病灶周围区域。如果病灶较大超过取样框，实际操作时分两步：(1)将取样框放置病灶中央尽可能包含病灶，观察病灶内部软硬度；(2)将取样框放置病灶边缘选取病灶及周围区域，观察病灶及周围区域的软硬度。参照以往VTI评分标准[3]，制定本研究乳腺肿块VTI硬度的评分标准：1分为病灶亮度与周围接近，边界不清；2分为整个病灶亮度呈灰白色，病灶周围呈白色；3分为整个病灶亮度呈白色与黑色相间，病灶周围呈灰色；4分为整个病灶亮度呈黑色，病灶黑色面积与二维超声接近，病灶周围呈灰色；5分为整个病灶亮度呈黑色或漆黑色，病灶黑色面积大于二维超声，病灶周围呈灰黑色或黑色。采用VTQ技术在选定的弹性取样框内产生剪切波，读取并记录相关的剪切波及取样深度。VTQ测量时选取肿块内部或周边至少5个不同位置测量SWV，并取平均值，同一位置重复测量3～5次取平均值。对检查数据和图像进行保存、分析。图像分析均由2名高年资医师完成，所纳入病灶均以实性病灶为主且病灶最大直径>1.0 cm。Siemens Acuson S2000彩色多普勒超声诊断仪设定的VTQ值为0～9 m/s，在实际操作过程中排除错误的操作方法，重复测量病灶内的VTQ值均无明确数值显示(即为x.xm/s)，可判定其VTQ值超过参考范围上限9 m/s，将此类数值记录为9 m/s。

2 结果

2.1 病理结果 乳腺良性病变42例47个病灶中，乳腺纤维瘤病灶20个，单纯性腺病病灶12个，纤维瘤合并腺病病灶9个，叶状肿瘤病灶2个，胞质细胞乳腺炎症病灶2个，导管内乳头状瘤病灶2个。乳腺恶性肿瘤39例39个病灶中，浸润性导管癌病灶25个，导管原位癌病灶6个，髓样癌病灶4个，微小乳头状癌病灶2个，小叶癌病灶2个。

2.2 乳腺肿块的二维超声彩色多普勒超声征象 两组肿块形态、边缘毛刺、纵横比、血流分级、RI分布情况比较，差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。恶性组肿块纵横比为(0.71±0.23)，高于良性组的(0.56±0.17)，差异有统计学意义(t=5.134，P<0.05)。恶性组RI为(0.78±0.13)，高于良性组的(0.64±0.12)，差异有统计学意义(t=6.348，P<0.05)。

2.3 乳腺肿块的ARFI超声征象 两组肿块VTI评分及VTQ分布情况比较，差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。良性组47个病灶，VTI图像显示病灶及病灶周围多表现为白色、灰色及灰黑色(见图1)，评分为2～4分，M(QR)为3(1.0)分；SWV为1.42～4.17 m/s，平均(2.84±0.57)m/s。恶性组39个病灶，VTI图像显示病灶多以灰黑色、黑色及漆黑色为主，病灶周围多成灰黑色，甚至黑色(见图2)，评分为3～5分，M(QR)为4(1.0)分；VTQ值为2.15～9.00 m/s，平均(5.95±2.47) m/s。两组VTI评分及VTQ值比较，差异均有统计学意义(Z=-6.490，t=8.178；P<0.05)。VTQ值以4 m/s作为诊断乳腺恶性结节的截点，灵敏度为76.9%(30/39)，特异度为93.6%(44/47)。VTI评分以4分作为诊断乳腺恶性结节的截点，灵敏度为89.7%(35/39)，特异度为68.1%(32/47)。

2.4 综合分析二维彩色多普勒超声与ARFI技术 联合有统计学意义的超声征象，二维超声：肿块形态不规则、边缘有毛刺、纵横比≥0.7；彩色多普勒超声：Ⅱ～Ⅲ级血流信号；ARFI技术：RI≥0.7、VTI≥4分及VTQ≥4 m/s后超声诊断乳腺癌的灵敏度为89.7%(35/39)、特异度为93.6%(44/47)、准确性为91.8%。

2.5 超声诊断与病理结果一致性 乳腺肿块形态不规则、Ⅱ～Ⅲ级血流、RI≥0.7及VTI≥4分诊断乳腺癌的灵敏度较高，分别为79.5%、87.2%、89.7%、89.7%，但特异度较低，分别为70.2%、68.1%、65.9%、68.1%；肿块周边毛刺、纵横比≥0.7及VTQ值诊断乳腺癌的特异度较高，分别为91.5%、80.8%、93.6%，灵敏度较低，分别为51.2%、51.2%、76.9%。VTQ诊断结果与病理结果比较，Kappa值为0.715；其余指标诊断结果与病理结果比较，吻合度为0.4≤Kappa值<0.7；联合超声诊断结果与病理结果比较，Kappa值为0.835。

注：孤立性纤维腺瘤，二维超声可见形态不规则，呈分叶状，内可见斑点状强回声，内见Ⅲ级血流信号，VTI评分3分，VTQ值2.56 m/s

图1 乳腺肿块良性组ARFI超声征象

Figure1 ARFI ultrasound benign breast lumps signs

注：导管原位癌，二维超声可见片状低回声区，边界不清，形态不规整，内可见斑点状强回声，Ⅰ级血流信号，VTI评分5分，VTQ值2.45～3.00 m/s

图2 乳腺肿块恶性组ARFI超声征象

3 讨论

二维超声征象中形态不规则、内部回声不均匀、后方回声衰减、微钙化、周边高回声晕环及周边毛刺是乳腺癌的经典超声诊断指标,但并不是所有的乳腺癌具有上述典型征象。本研究中所选取的超声指标中肿块形态、纵横比及边缘毛刺在良恶性组间有明显差异，而内部回声、微钙化在良恶性组间无明显差异，各指标诊断结果与病理结果吻合度一般，表明良恶性肿块间可能存着重叠征象。相当一部分乳腺癌由于病灶小、分化程度低、瘤内多以细胞成分为主、间质增生不明显、甚至假包膜形成等原因，造成病灶直接恶性征象显示不足，单凭二维超声进行诊断易增加漏诊率及误诊率。

恶性肿瘤细胞可分泌血管生长因子，刺激血管不规则生长，使血管形态失常、分布不规则是彩色多普勒技术诊断的病理学基础[4-5]。本研究中Ⅱ～Ⅲ级血流，恶性组检出率(87.1%)高于良性组(31.9%)，恶性组RI≥0.7检出率(94.5%)高于良性组(41.0%)，表明在乳腺肿块中探及丰富高阻型动脉血流信号有助于乳腺癌的诊断。依据血流分级鉴别乳腺良恶性有较好的灵敏度，而特异度及准确性较低，与病理结果吻合度一般。据文献报道，在血流分级的多项影响下，乳腺肿块的大小对血流分级的影响最大[6]，即较大的良性病灶也可出现丰富的Ⅲ级血流，较小的恶性病灶也可出现0～Ⅰ级血流，而超声易漏误诊小病灶，并且在二维声像图不典型的情况下，单纯依据血流鉴别诊断乳腺肿块良恶性也有一定局限性。

ARFI技术利用组织在聚焦点处对声波的吸收来产生纵向应变同时产生横向传导的VTQ值即SWV来评估组织的硬度。本研究发现，乳腺恶性肿瘤的VTI评分及VTQ值高于良性肿瘤，与Meng等[7]结果一致。恶性肿瘤VTI成像较二维边界更加清晰锐利，且由于恶性肿瘤浸润性生长，病灶及周围组织的硬度增加，所以VTI显示恶性肿瘤的范围大于二维图像。本研究结果显示，VTI鉴别乳腺肿块良恶性的灵敏度为89.7%，与病理结果吻合度一般；VTQ特异度为93.6%，与病理结果吻合度较高。但由于乳腺肿块病理类型的多样性及复杂性，单纯依据ARFI技术会造成一定程度的假阳性及假阴性诊断。本研究中4例乳腺癌的二维超声表现为片状低回声区，边界不清，形态欠规整，未见典型肿块征象，血流分级为0～Ⅰ级，但VTI评分均≥4分，VTQ值为2.53～4.26 m/s，提示恶性的可能。术后病理结果显示，2例为导管原位癌，2例为浸润性小叶癌。乳腺原位癌多因直接征象不典型一直是超声诊断的难点；乳腺小叶癌占位效应不明显多与其弥散性分布、线状浸润特点有关，因此当二维超声不典型时，ARFI提供了诊断依据。本研究中还发现，2例良性病灶的二维超声表现为分叶状，点状钙化，Ⅱ～Ⅲ级血流，酷似恶性表现，但VTI评分为3分，VTQ值为2.26～3.3 m/s，提示良性病变的可能，后病理证实为幼稚性乳腺纤维腺瘤，范晓芳等[8]提出浸润性导管癌与正常腺体组织间弹性系数的差别远大于常规超声的声阻抗差别。据此当二维彩色多普勒超声表现不典型或复杂多样时，联合 ARFI技术有利于乳腺肿块良恶性的鉴别诊断。本研究中有4例肿块二维彩色多普勒超声呈恶性肿瘤征象，但VTI评分<4分，VTQ值均<4 m/s，病理结果显示3例髓样癌，1例为浸润性导管癌伴部分区域凝固性坏死。其原因可能为：(1)某些以细胞成分为主的肿瘤如髓样癌、黏液癌，间质成分少，硬度低；(2)恶性肿瘤组织生长较快时，坏死及液化成分导致病灶硬度低；(3)当乳腺纤维腺瘤的纤维成分多合并机化及粗大钙化灶时，病灶的硬度增加。王怡等[9]研究发现，弹性在乳腺癌诊断的灵敏度、特异度及准确性分别为 76.1%、80.3%、78.8%，而当其在二维彩色多普勒超声的基础上进行鉴别时，则灵敏度提高到 97.0%。因此，ARFI技术联合二维彩色多普勒超声可明显提高超声诊断的灵敏度及准确性。

总之，本研究提示综合分析二维彩色多普勒超声与ARFI技术诊断乳腺癌的灵敏度为89.7%、特异度为93.6%、准确性为91.8%，均高于单一超声指标，且与病理结果吻合度较强，为临床诊断乳腺癌提供了参考依据。本研究观察的病灶长径均≥1.0 cm，对于<1.0 cm的病灶，是否有好的诊断前景，还有待于扩大样本量，进一步深入研究，以期提高早期乳腺癌的发现。

1 Del Frate C,Bestagno A,Cerniato R,et al.Sonographic criteria for differentiation of benign and malignant solid breast lesions:size is of value[J].Radiol Med,2006,11(1)：783-796.

2 Adler DD,Carson PL,Rubin JM,et al.Doppler ultrasound and color flow imaging in the study of breast cancer:preliminary findinds[J].Ultrasound Med Biol,1990，16(6):553-559.

3 王荣,王兴田,胡春梅，等.声脉冲辐射力成像对乳腺肿块鉴别诊断价值的初步研究[J].中华超声影像学杂志,2012,21(2):142-145.

4 王纪萍.二维超声和彩色多普勒血流显像联合应用在乳腺癌诊断中的价值[J].海南医学院学报，2009，15(8)：979-980.

5 白敏,陈惠莉,杜联芳，等.乳腺癌57例超声图像分析[J].中国超声医学杂志,2004,20(12):894-896.

6 朱庆莉,姜玉新,孙强，等.乳腺癌彩色多普勒血流显像的多因素分析[J].中华超声影像学杂志,2006,15(2):109-112.

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

8 范晓芳,王卫理,丁勇俊.常规彩超结合超声弹性成像对43例乳腺肿块误诊病例的分析[J].江苏医药,2010,36(16):1955-1956.

9 王怡,王涌,张希敏，等.组织弹性成像鉴别乳腺良恶性肿块的价值评估[J].中国医学影像技术,2005,21(11):1704-1706.