不同ROI和弹性模量值对剪切波弹性成像诊断颈部良恶性淋巴结效能的影响

2019-01-21杜宗艳孙咏梅宁春平王宏桥

中国医学影像技术 2019年1期

杜宗艳，孙咏梅，宁春平，王宏桥，董海

(青岛大学附属医院超声科，山东青岛 266003)

图1 设置3种不同ROI示意图同一淋巴结SWE图(A)和常规二维超声图(B)

剪切波弹性成像(shear wave elastography， SWE)利用聚焦超声束产生的声辐射力在组织中引起机械振动而产生剪切波[1]，通过设置ROI自动测量各种弹性模量值，具有实时、定量、可重复、对操作者依赖性低等优点[2-3]。不同ROI及弹性模量值可能影响SWE的诊断效能，目前在乳腺[4-6]、甲状腺[7]、肌肉[8]等疾病中已有相关报道，但对淋巴结的研究较少，对于ROI和弹性模量值的选择目前尚无统一标准。本研究探讨选择不同ROI及弹性模量值对SWE诊断良恶性颈部淋巴结效能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2017年6月—2018年6月于青岛大学附属医院经穿刺活检或手术病理证实的105例颈部淋巴结肿大患者，男32例，女73例，年龄14～84岁，平均(44.5±15.1)岁；淋巴结纵径0.4～3.1 cm，横径0.2～1.7 cm；检查前均无颈部手术、放化疗史，均有完整的临床病理资料。多发淋巴结肿大时，选取每例相同性质淋巴结中最大、最易识别者纳入研究，排除大部分为液化或粗大钙化者。本研究经本院医学伦理委员会审核，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法采用SuperSonic Aixplorer超声诊断仪，线阵探头，频率4～15 MHz，预设甲状腺条件。检查时嘱患者仰卧，充分暴露颈部，必要时在目标淋巴结上方放置超声凝胶垫。先行常规超声检查，然后切换至SWE模式，避免施压，选择最稳定的静态弹性图，启动弹性模量定量测量工具(Q-BoxTM)。在同一切面设置3种ROI：ROI-1为直径2 mm小圆形，置于淋巴结最硬区域；ROI-2为不超出淋巴结边缘的最大切圆，包含淋巴结最硬区域；ROI-3为手动勾勒出的整个淋巴结(图1)。分别测量3种ROI的最大弹性值(Emax)、平均弹性值(Emean)和弹性标准差(SD)，重复测量3次，取平均值，并储存图像用于后续分析。由2名高年资超声诊断医师共同协商完成以上操作，去除争议较大的图像。所有入组淋巴结在穿刺活检或手术切除后均单独存放并做好标记，必要时由超声诊断医师辅助取材。

1.3 统计学分析采用SPSS 21.0和MedCalc 15.2统计分析软件。先以Shapiro-Wilk方法检验计量资料的正态性。符合正态分布的资料以±s表示，偏态分布资料以中位数(上下四分位数)表示。2组间偏态分布资料比较采用Mann-WhitneyU检验，多组间比较采用Kruskal-WallisH检验。以病理结果为金标准，分别构建ROC曲线，计算各弹性值诊断颈部良恶性淋巴结的AUC，并以Z检验比较不同弹性值间AUC的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

共纳入143枚肿大淋巴结，其中恶性淋巴结85枚(85/143，59.44%)，包括甲状腺乳头状癌转移55枚，肺腺癌转移9枚，恶性淋巴瘤6枚，鼻咽鳞癌转移4枚，肺鳞癌转移3枚，甲状腺未分化癌转移2枚，口腔鳞癌转移2枚，涎腺腺癌转移1枚，腮腺导管癌转移1枚，胃癌转移1枚，胰腺癌转移1枚；良性淋巴结58枚(58/143，40.56%)，包括非特异性反应性淋巴结49枚，结核性淋巴结9枚。

2.1 良恶性淋巴结弹性值比较 3种ROI测量的恶性淋巴结Emax、Emean和SD均高于良性淋巴结，差异均有统计学意义(P均<0.001，表1)。

2.2 3种ROI弹性值比较 3种ROI测量的良性淋巴结、恶性淋巴结及总淋巴结Emax总体差异无统计学意义(P均>0.05)。3种ROI测量的良性淋巴结、恶性淋巴结及总淋巴结Emean和SD总体差异均有统计学意义(P均<0.001)，其中Emean测量值中ROI-1均高于ROI-2及ROI-3(P均<0.05)，SD测量值中ROI-1均低于ROI-2及ROI-3(P均<0.05)，而后两者间差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.3 3种ROI测量各弹性模量值诊断良恶性淋巴结的AUC比较 ROC曲线结果显示，3种ROI测量的Emax诊断良恶性淋巴结的AUC差异均无统计学意义(P均>0.05)；3种ROI测量的Emean诊断良恶性淋巴结的AUC比较：ROI-1高于ROI-2及ROI-3(Z值分别为2.453、2.360，P值分别为0.014、0.018)，而后两者间差异无统计学意义(P=0.894)；3种ROI测量的SD诊断良恶性淋巴结的AUC比较：ROI-1低于ROI-2及ROI-3(Z值分别为2.195、2.121，P值分别为0.028、0.034)，后两者差异无统计学意义(P=0.684)；见表2。3种ROI测量的Emax、ROI-1测量的Emean、ROI-2和ROI-3测量的SD诊断效能较高，其AUC分别为0.856、0.856、0.855、0.840、0.842和0.852，两两间比较差异均无统计学意义(P均>0.05，图2)。

3 讨论

SWE已用于鉴别诊断颈部良恶性淋巴结[9-11]，但关于ROI及弹性模量值的选择尚无统一标准。最近一项Meta分析[3]发现多种因素可能影响SWE在颈部淋巴结中的应用，其中包括对ROI的选择。在超声检查中，目前有研究者[9]使用直径1～3 mm的圆形ROI，也有研究者[2,10]使用较大圆形ROI，以尽可能覆盖整个淋巴结，而采用不同ROI测量的不同弹性模量值得出的结果也不尽相同，且缺乏可比性。

本研究结果表明恶性淋巴结的各弹性模量值均高于良性淋巴结，提示恶性淋巴结硬度更大，更不均匀，可能与癌细胞在淋巴结皮质下形成转移灶，肿瘤间质细胞增生、纤维化，出现钙盐沉积等病理因素有关；而良性淋巴结仅表现为细胞反应增生、体积变大，其内部结构相对较均匀，故硬度相对较小[12]。

本研究中采用不同ROI测量的Emax差异无统计学意义(P均>0.05)。Emax反映ROI内的最大硬度，而3种ROI内均包含了淋巴结内的最硬区域，故以Emax对颈部淋巴结进行鉴别诊断时，可无需考虑ROI的大小。3种ROI中，采用较小ROI-1测量的Emean高于较大的ROI-2和ROI-3(P均<0.05)，测量的SD则低于ROI-2和ROI-3(P均<0.05)；这是由于随着ROI增大，淋巴结中最硬部分周围弹性较低的区域会被包含在内，降低了平均弹性值，增加了弹性的异质性，提示选择Emean或SD时应充分考虑ROI的大小。

为进一步探讨各弹性模量值的诊断效能，本研究构建了ROC曲线进行分析，结果显示3种ROI测量的Emax对良恶性淋巴结的诊断效能均较高(AUC均>0.8)，无显著差异，采用ROI-1、ROI-2、ROI-3测量Emax的诊断界值分别为29.00 kPa、29.00 kPa、29.18 kPa，与Desmots等[10]的结果(31.0 kPa)相似；以ROI-1测量的Emean对良恶性淋巴结的诊断效能优于ROI-2和ROI-3(P均<0.05)，但SD较后两者差(P均<0.05)，提示选择较小ROI-1时Emean诊断效能较好，而选择较大的ROI-2和ROI-3时SD诊断效能较好，与Skerl等[4]的结果相似。本研究以ROI-1、ROI-2、ROI-3测量Emean的诊断界值分别为22.55 kPa、20.50 kPa、20.38 kPa，与程慧芳等[11](19.15 kPa)及You等[2](22.1 kPa)研究结果相似；以较大的ROI-2测量SD的诊断界值为4.10 kPa，与You等[2]研究结果(4.1 kPa)相同。不同研究之间诊断界值略有不同，其原因一方面可能在于纳入病例的病理类型不同，如Desmots等[10]研究中甲状腺癌仅占12%，而程慧芳等[11]研究中占68%，You等[2]研究中全部病例均为甲状腺癌，而本研究中甲状腺癌转移淋巴结57枚(57/143，39.86%)；另一方面不排除技术本身的限制，如颈部特殊解剖结构导致探头压力不均而产生伪像，多表现为探头下方软组织内延伸到皮下的垂直彩色光带，ROI如置于此光带内就会引起弹性模量值偏高，尽管本研究必要时在目标淋巴结上方放置超声凝胶垫，但不可能完全避免此种误差。

本研究中以3种ROI测量的Emax、ROI-1测量的Emean、ROI-2和ROI-3测量的SD诊断效能较高，两两间比较差异均无统计学意义(P均>0.05)，提示诊断效能相当。