静态弹性成像对正常乳腺组织弹性模量的影响

2015-03-04钱林学

中国医学装备 2015年12期

梁思钱林学* 刘冬

梁思①钱林学①*刘冬①

目的：研究静态弹性成像操作对正常乳腺组织弹性模量造成的影响。方法：①对15个正常腺体型乳腺同一位置进行静态超声弹性检测，截取未压缩时的图像及最大压缩图像，测量乳腺厚度(h，cm)，计算最小伸长比(λ)，得出静态弹性成像正常操作对正常乳腺组织造成的变形；②对50个正常腺体型乳腺采集未进行压缩时弹性模量(E0，kPa)及压缩所致伸长比达到第一部分所得λ时的弹性模量(Em，kPa)。分别计算弹性模量改变比(Rm/0)，得出静态弹性成像正常操作时正常乳腺组织弹性模量的改变。结果：静态弹性成像操作中对正常腺体型乳腺造成的最小伸长比λ=0.74±0.07，静态弹性成像中正常操作造成的变形使正常乳腺组织弹性模量增加4.38倍。结论：静态弹性成像造成正常乳腺组织弹性模量增加4.38倍。

乳腺；超声弹性成像；弹性模量

[First-author's address]Beijing Friendship Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing 100050, China.

近年来，乳腺癌发病率在我国呈持续上升及年轻化的趋势，开展乳腺癌筛查是一项非常紧迫和重要的任务[1]。乳腺钼靶检查及普通超声检查是常规筛查乳腺癌的方法，但均有各自的不足，而静态弹性成像技术是一种评价病变组织硬度的诊断工具[2-3]。目前，已有许多关于静态弹性成像技术应用在乳腺癌的报道，但是不同的研究者应用该技术得出的良恶性诊断界值结论相差甚远，这一现象严重阻碍了将该技术在临床工作中的应用。

超声剪切波成像(supersonic shear imaging，SSI)是近年来剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE)中应用较广泛的一种超声弹性成像技术，该方法应用于人体已通过美国食品和药物管理局(FDA)认证，其安全性、有效性得到了业界公认。目前，已有多个研究将其应用于乳腺结节的诊断中，基于此，本研究探讨静态弹性成像对正常乳腺组织弹性模量的影响，旨在明确研究静态弹性成像操作对正常乳腺组织弹性模量造成的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

(1)选取2014年2-5月在北京友谊医院进行常规乳腺超声检查而未检出结节的15名受检者，年龄＜35岁，未育，且对乳腺分型属于腺体型的乳腺进行静态超声弹性成像。腺体型乳腺是指乳腺组织厚度和乳腺的厚度比＞1/3，乳腺内以导管成分为主的乳腺[4]。对其进行静态弹性成像正常操作对正常乳腺组织造成的变形的研究。

(2)选取2014年2-5月在北京友谊医院经常规乳腺超声未检出结节的50例腺体型乳腺患者，年龄＜35岁，未育。且对乳腺分型属于腺体型的22个乳腺进行静态弹性成像正常操作对正常乳腺组织弹性模量影响的研究。

1.2 研究方法

(1)应用仪器为HITACHI Asecndus超声诊断仪。截取未进行压缩时的图像测量乳腺厚度(h0，cm)。截取弹性测量中压缩程度最大的图像测量乳腺厚度(hm，cm)。计算最小伸长比(λ)，既当前加压深度下组织的厚径与未加压状态下厚径的比值。计算伸长比λ根据公式1：

(2)应用Supersonic Aixplore超声诊断仪15-4探头。对每例乳腺均采集未进行压缩时弹性模量(E0，kPa)及压缩所致伸长比达到第一部分所得最小伸长比时的弹性模量(Em，kPa)。在读取弹性模量时，选取模量变化均匀的感兴趣区，一组的感兴趣区均取在同一区域。受试者均平躺，双手固定于身体两侧，手掌朝上。通过SSI技术可获得乳腺组织的弹性模量值。计算弹性模量改变比(Rm/0)根据公式2：

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0统计分析软件，使用数据描述以均数±标准差(x-±s)表示。E0与Em组间的比较为配对样本t检验，结果以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 静态弹性成像正常操作对正常乳腺组织造成的变形

对15例腺体型的乳腺进行静态超声弹性成像，应用SPSS 17.0对15组最小伸长比λ进行K-S检验，验证其正态性，得出静态弹性成像操作中对乳腺造成的最小伸长比λ=0.74±0.07。

2.2 静态弹性成像正常操作对正常乳腺组织弹性模量的影响

对50个腺体型的乳腺进行剪切波弹性成像。50组E0及Em符合正态分布，正常乳腺不受压时的弹性模量E0=(8.67±2.84)kPa；正常乳腺受压后伸长比λ=(0.74±0.07)的弹性模量Em=(37.02＋18.24)kPa。对50例腺体型的乳腺的E0及Em进行配对样本t检验，差异有统计学意义(t=-11.932，P＜0.05)。对50个腺体型的乳腺的Rm/0符合正态分布，Rm/0=(4.38±1.72)。正常乳腺受压后伸长比λ=(0.74±0.07)时的弹性模量Em为正常乳腺不受压时的弹性模量E0的4.38倍(如图1所示)。

图1 静态弹性成像示意图

图1显示，E1与E2的应变比即静态弹性给出的应变率比(stain ratio，SR)。E1与E2的组织成分不同，非线性参数必然不同，在受压的情况下SR会发生改变。

3 讨论

3.1 静态弹性成像对正常乳腺组织造成的变形

伸长比越小反映了静态弹性成像操作中对乳腺造成的变形越大。本研究表明，静态弹性成像操作中正常乳腺的厚度约为不受压缩时的74%。

3.2 静态弹性成像对正常乳腺组织弹性模量的影响

静态弹性成像技术是一种只能计算应变率的方法，不能给出绝对的弹性数值，可分为定性及半定量两种[5]。已有文献报道，将定性超声弹性成像技术对乳腺结节进行诊断，但其作为单独工具对乳腺结节进行诊断并不优于普通彩超[3，6-10]。

目前，被广泛讨论的是半定量方法，即比值法。该方法提供的是不同结节与周围正常组织的弹性比值，通过比较这种比值来区分病灶的良恶性[11]。通过计算在相同的条件下病变组织与周围脂肪或腺体组织的SR来评价病灶的弹性[12]。图1表明，需通过操作者手持探头施加压力，所得的弹性参数可以理解为E1/ E2。半定量的超声弹性成像方法是超声弹性成像技术应用于乳腺上的一个重要进展[13]。应用半定量的静态弹性成像方法，不同研究者提出不同的诊断界值，这种方式存在影响检查者判断的因素，如压力大小、压放频率、病灶深度、病灶大小及感兴趣区大小等[14-18]。

本研究中，Rm/0反应正常乳腺受压后伸长比λ=(0.74±0.07)的弹性模量Em与正常乳腺不受压时的弹性模量E0之比。静态弹性成像正常操作使正常乳腺组织弹性模量增大4.38倍，弹性模量如此大的改变必然会对乳腺疾病的诊断造成不良影响。

日本的一项研究证实了静态弹性成像操作中随着压力变大，侵袭性乳腺癌、导管原位癌、导管内乳头状瘤、正常乳腺以及脂肪组织的弹性模量随压力的改变不同，其随压力在1.0 kPa以内增加，导管内乳头状瘤与正常乳腺的弹性模量比值会出现的翻转；随压力在1.0 kPa以内增加，侵袭性乳腺癌、导管原位癌与正常乳腺的比值会越来越接近[19]。压力越大，越软的组织弹性模量增加越快，正常乳腺的弹性模量远小于乳腺结节的弹性模量。本研究E1/E2中，E2增加远大于E1，由此可以推断若压力造成的形变过大，E1/E2会变小，易将恶性病灶误诊为良性病灶。

4 结论

静态弹性成像中对正常乳腺组织造成压缩，压缩后正常乳腺的厚度约为不受压缩时的74%，弹性模量增加4.38倍。依据乳腺实质的厚度与乳腺厚度的比值及乳腺实质内不同成分的构成比例，将乳腺的声像图分为腺体型、腺纤维型和脂肪型[4]。乳腺类型不同，其组织成分不同，相应的其非线性弹性性质也应不同。

本研究的结果标准差偏大，与在体乳腺弹性模量的测量受到乳腺内丰富的血流造成的影响、乳腺自身重力的影响、深方肋骨对纵波的反射作用造成的影响、随呼吸运动胸廓起伏对乳腺造成的影响以及肺内气体的反射作用等无法避免的因素影响相关。

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Research on effect of static elastography on the elastic modulus of normal breast tissue/

LIANG Si, QIAN Lin-xue, LIU Dong//
China Medical Equipment,2015,12(12):66-68.

Objective:To investigate the effects of static ultrasound elastography on the elastic modulus of normal breast tissue.Methods:(1)Fifteen cases of normal breasts was tested by static ultrasound elastography at the same locations. Intercepted two pictures each time with one stressfree and the other compressed the maximum amount. For these two cases we measured the breast thickness and calculated the minimum stretch ratios(λ). (2)Fifty breasts with no breast nodules were prospectively enrolled in the study. Intercepted two pictures each time with one stress-free and the other compressed to the minimum stretch ratios(λ). For these two cases we measured the Elastic modulus (E0, Em, kPa). Calculate the elastic modulus change ratio (Rm/0).Results:(1)The minimum stretch ratio caused by static ultrasound elastography was 0.74±0.07. (2)The elastic modulus change ratio of static ultrasound elastography was 4.38±1.72.Conclusion:The normal operation of static ultrasound elastography caused 74 percent deformation in normal breast tissue. There was 4.38 times elastic modular increasing caused by 74 percent deformation in normal breast tissue.

Breast; Ultrasound elastography; Elastic modular

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.12.021

1672-8270(2015)12-0066-03

R737.9