声脉冲辐射力成像技术在乳腺疾病诊断中的应用进展

刘　卉(综述)，吴　蓉(审校)

(同济大学附属第十人民医院超声科，上海 200072)

声脉冲辐射力成像技术在乳腺疾病诊断中的应用进展

刘卉△(综述)，吴蓉※(审校)

(同济大学附属第十人民医院超声科，上海 200072)

摘要：声脉冲辐射力成像技术(ARFI)是一项新的无创性评估组织硬度的超声成像技术。随着弹性成像技术的发展，逐渐由助力式弹性成像发展为定性与定量相结合的成像技术。ARFI被广泛应用于甲状腺、肝脏等疾病的诊断，同时也为乳腺疾病提供了新的诊断方法。声触诊组织成像技术与声触诊组织量化技术融合的声触诊组织成像量化技术也逐渐被用于乳腺良恶性疾病的鉴别诊断。

关键词：乳腺肿块；声脉冲辐射力成像技术；诊断

乳腺癌是女性常见恶性肿瘤，在世界范围内每年新增患者高达100万，每年因乳腺癌死亡人数也达478 000之多[1]。提高乳腺癌患者治愈率、存活率及生存质量的方法就是早发现、早诊断和早治疗。声脉冲辐射力成像技术(acoustic radiation force impulse，ARFI)是近年来新兴的一种超声弹性成像技术，在一定程度上弥补了助力式弹性成像技术的不足。ARFI利用探头发射聚焦声脉冲，使感兴趣区域横向上产生剪切波，从而对组织的硬度进行定性和定量评价。ARFI对乳腺良恶性肿块的鉴别诊断有一定的临床意义，目前主要包括声触诊组织成像技术(virtual touch tissue imaging，VTI)、声触诊组织量化技术(virtual touch tissue quantification，VTQ)以及最新的声触诊组织成像量化技术(virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ)[2-4]。现就ARFI在乳腺良恶性疾病诊断中的应用进展予以综述。

1VTI在乳腺疾病诊断中的应用

1.1VTI原理声脉冲辐射力使感兴趣区产生纵向压缩及横向振动，纵向位移在一定程度上与组织弹性有关，以纵向位移为基础的弹性成像称为VTI，可直观反映组织弹性。VTI技术通过对病灶软硬度检测，采用灰阶或彩色编码成像，相对于普通二维超声图像，在外观上能更直观、准确地评估结节的性质[2]。

1.2VTI对乳腺疾病的定性诊断为了对VTI图像进行评估，有学者参照肝局灶性病变VTI相关研究，提出了乳腺肿块VTI硬度评分标准：1分，整个病灶呈白色；2分，病灶灰白或病灶灰白混合；3分，整个病灶呈灰色；4分，灰黑，以灰为主；5分，整个病灶呈黑色，或黑灰以黑为主；黑色越多白色越少，反映该组织越硬、弹性越差[5-6]。王荣等[6]研究以≥4分作为恶性肿瘤的诊断标准，诊断良恶性肿瘤的灵敏度、特异度和准确率分别为89.1%、78.7%和83.2%。VTI是以在同一感兴趣区内病变的灰度图对比来表示组织的相对软硬度，对于同一个给定的弹性图像，图像越暗，表示组织越硬；图像越亮，表示组织越软[2]。但是，单纯以VTI弹性评分标准判定乳腺肿块的良恶性，仍然会受到众多主观因素的影响，不能准确、客观和定量地评估组织硬度。并且，由于乳腺良恶性病灶的弹性系数之间有部分重叠，且当恶性病灶内部出现液化或良性病灶出现机化、钙化时，也会使病灶的硬度改变[7]。因此，仍需综合评价，以减少误诊。

1.3VTI对乳腺疾病的半定量诊断单独采用弹性评分法鉴别乳腺肿块良恶性尚有一定的局限性，而利用肿块在超声灰阶图与弹性图的面积比为弹性图像的评价提供了新的实时半定量方法，能够较客观地评估病灶硬度。由于乳腺恶性肿瘤多呈浸润性生长，牵拉周围正常组织，导致硬度增加，引起弹性图像面积增大，因此，弹性图像能间接反映肿块周围组织的受累程度和范围[8]。乳腺良性肿块在弹性图像和常规二维声像图上面积大小基本相近，甚至略小于常规二维声像图的面积。在计算面积比时，尽可能将肿块调至感兴趣区中心位置。宫霞等[9]研究显示，乳腺良恶性肿块的弹性图像面积比具有显著差异，这也是利用面积比作为诊断依据的基础；其研究中将面积比=1.65作为良恶性肿瘤的诊断界值，诊断灵敏度、特异度和准确率分别为76.47%、96.77%和89.58%；面积比≥1.65考虑为恶性病变，面积比<1.65考虑良性可能。王荣等[6]研究以VTI图与灰阶图面积比1.53为截点，诊断乳腺恶性肿瘤的敏感度、特异度分别为95.7%和92.5%，与普通超声相比，灵敏度和准确率没有显著差异，但特异度显著提高，因此弹性成像面积比在乳腺良恶性肿瘤诊断中有一定的诊断价值。面积比客观地评价肿块硬度，是一种新的实时半定量方法，且观察者间存在一致性，弥补了评分法的不足[10]。

2VTQ在乳腺疾病诊断中的应用

2.1VTQ 原理横向振动以剪切波方式向周边传播，VTQ即通过检测剪切波传播，计算剪切波速(shear wave velocity，SWV)，对组织硬度进行估计，剪切波只局限组织内部区域[11]。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，SWV 值越高，反映该组织越硬、弹性越差[12-13]。

2.2VTQ 对乳腺疾病的定量诊断VTQ技术使超声弹性成像由定性和半定量模式走向了定量模式，张婉莹等[14]研究显示，乳腺肿块内SWV值及病灶/周边SWV比可鉴别乳腺良恶性肿块，其最佳诊断界值为SWV 4.36 m/s，病灶/周边SWV为3.05；良性肿块SWV 为(2.41±1.35) m/s，恶性肿块SWV为(5.87±3.15) m/s；SWV诊断的灵敏度、特异度和准确率分别为62.22%、95.72%和89.22%；病灶/周边SWV在良性肿块中为1.59±0.90，恶性为3.67±2.25；病灶/周边SWV的诊断灵敏度、特异度和准确率分别为57.78%、95.19%和87.93%。Yao等[15]将206个乳腺病灶根据病灶大小分为3组(<10 mm组、10～20 mm组和>20 mm组)，结果显示，恶性病灶的SWV值高于良性病灶，而对于<10 mm的病灶区别并不明显；VTQ对于<10 mm病灶的灵敏度为33.33%，与其他组比较相对较低，对于>10 mm的乳腺病灶VTQ是一个有前景的方法，进一步研究<10 mm乳腺肿块，提高灵敏度是必要的。徐光等[16]研究显示，SWV值鉴别诊断BI-RADS(breast imaging reporting and data system) 3级以上乳腺肿块良恶性的最佳诊断阈值为4.34 m/s，灵敏度为64.4%，特异度为87.5%。欧冰等[17]研究表明，对乳腺这种浅表器官而言，运用VTQ技术所测得的0.5 cm、1.0 cm和1.5 cm处腺体内SWV值无差异，即SWV不随腺体内深度增加而有改变。可能由于压迫式弹性成像所给予的压迫频率远低于ARFI技术探头所发射的声脉冲频率。对于乳腺这一浅表器官，其深度对ARFI技术所发射的声脉冲未造成影响，可较客观地反映组织的硬度情况，为临床判断乳腺病灶良恶性提供了一种新的方法。

2.3VTQ存在的不足VTQ技术在评价组织弹性方面提供量化指标，避免了诊断过程中人为因素的干扰，对常规声像图中模糊不清或较小的病变显示较好，并揭示了肿块组织的弹性系数与周围组织结构之间的密切关系[18-19]。但临床中有些恶性病灶与良性病灶的硬度是有重叠性的，有些乳腺恶性肿块(如黏液样癌、髓样癌)可能偏软，而有些纤维腺瘤可能偏硬，影响ARFI的诊断效能，结合常规二维超声及彩色多普勒血流成像特征，可作出鉴别诊断。VTQ技术也存在诸多不足，主要为：①受病变本身运动影响较大，测量时需患者屏气配合；②病灶过硬时无法测出具体数值，在有液化的肿块中SWV衰减厉害(由于剪切波是一种横波，横波不能在液体和气体中传播)[20]。VTQ取样框为固定大小(5 mm×6 mm)，对于肿块小于取样框面积的乳腺病灶会将其周围正常乳腺组织包纳进去，可能会造成测量结果偏差；在肿块较大且中间有液化坏死时，取样框放置的位置同样会导致弹性值偏差[21]。另外，取样框大小不可调节，也成为该技术的限制之一。

3VTIQ在乳腺疾病诊断中的应用

3.1VTIQ原理由于VTI和VTQ存在不足，VTIQ技术应运而生，它是在VTQ基础上进行了革新。不同于其他组织弹性的定量方法(例如VTQ只提供了单个点的SWV值)，VTIQ 的感兴趣区大小最低为1 mm1 mm，VTIQ将在0.5～10 m/s范围内的SWV进行图像编码，得到SWV分布图。速度分布图同时也可切换成质量、时间和组织位移图。这就解决了VTQ取样框存在位置不确定性以及良恶性肿块特征的重叠对SWV测定的影响。它与以前的借助检查者手动施压的助力式弹性成像不同[22]。为了提高检查者的独立性和可重复性，在VTIQ中对组织施加的压力是自动的，探头能产生低频纵向的推进脉冲，引起感兴趣区尽可能小的位移，用检测性的脉冲进行示踪[23-24]。因此，与其他的弹性成像方法相比，测量由自动推进脉冲产生与声束垂直走向的剪切波，意味着能够成为使检查者最独立的新技术；VTIQ用检测脉冲测定SWV(SWV与组织弹性相关)，并进行彩色图像编码，得出直观的彩色SWV分布图[25-26]。

3.2VTIQ对乳腺疾病的定性和定量诊断VTIQ作为最新技术，目前报道较少。Golatta等[27-28]将VTIQ与BI-RADS分级联合，测得的临床诊断中最佳的临界点波速为5.18 m/s，其灵敏度为98%、特异度为82%、阳性预测值为86%、阴性预测值为98%，乳腺良恶性病变最大平均速度的不同，提示恶性病变更加坚硬；将VTIQ添加到乳腺影像报告和数据系统中可提高特异性；同时，利用VTIQ技术对乳腺正常组织的硬度进行测定，结果显示，乳腺实质的VTIQ值比脂肪组织高；正常乳腺的VTIQ值与良性或恶性病灶周围的乳腺实质VTIQ值相似。Ianculescu等[29]利用此技术与BI-RADS分级对乳腺占位进行评估，对110例病灶进行研究(48例良性，62例恶性)发现，病灶和周围组织的SWV有显著差异；以3.31 m/s为临界值诊断乳腺病灶的良恶性，其灵敏度为80.4%，特异度为73%；对于BI-RADS分级4a类的肿块应用这个临界值来判断乳腺病灶的良恶性，其灵敏度为92%，特异度为72.9%，说明VTIQ定性和定量结果具有很好的潜力，能提高超声对乳腺占位的诊断价值，增加诊断特异性，减少不必要的穿刺。

4小结

ARFI 技术在乳腺肿块的鉴别诊断中具有较高的价值。VTI可定性、半定量鉴别乳腺肿块良恶性，但受深度、钙化和主观因素的影响，良恶性界定存在一定交叉，重复性差；VTQ可定量判断乳腺肿块的软硬度，但受取样框大小等因素的影响；而VTIQ可更精确地计算出乳腺肿块的SWV。对于常规灰阶图像上无法明确诊断的肿块，ARFI是一种有效的补充手段，减少了乳腺癌的漏诊及误诊，避免了不必要的穿刺和手术，在乳腺良恶性肿块鉴别上显示出良好的应用前景。

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The Progress of Acoustic Radiation Force Impulse Technology′s Application in Diagnosis of Breast DiseaseLIUHui,WURong.(DepartmentofUltrasonography,TenthPeople′sHospitalAffiliatedtoTongjiUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200072,China)

Abstract：Acoustic radiation force impulse(ARFI) technology is a new non-invasive ultrasonic imaging technology to assess tissue hardness.With the development of the elasticity imaging technology,elasticity imaging gradually developed from semi-quantitative into ARFI with combination of qualitative and quantitative imaging.ARFI is widely used in the diagnosis of thyroid and liver diseases,which also provides a new method for the diagnosis of breast diseases.Virtual touch(imaging) and virtual touch quantification integrated virtual touch imaging quantification，is also being used in breast benign and malignant differential diagnosis.

Key words：Breast mass； Acoustic radiation force impulse； Diagnosis

收稿日期：2015-01-21修回日期：2015-03-31编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.040

中图分类号:R445. 1

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)22-4139-03