超声助力式弹性成像和声触诊组织成像量化技术对浅表软组织肿物诊断的价值

曹丽 高嫄 张凯 张雪君

浅表软组织肿物分布范围广泛， 组织分类复杂多样，常规超声因操作便捷、安全性高，常作为检测浅表软组织肿物的首选检查方法， 但常规超声鉴别肿物良恶性的准确性较低。超声弹性成像（elasticity imaging，EI） 通过弹性参数表示不同组织间硬度的差异，依据激励组织发生形变方式的不同，分为助力式EI 及声触诊组织成像量化 （virtual touch tissue quantification，VTQ）技术，目前常用于鉴别肿瘤的良恶性。 本研究应用助力式EI 和VTQ 分析浅表软组织肿物内部的弹性特征， 评估其对鉴别浅表软组织肿物良恶性的应用价值， 从而为临床提供无创精确的诊断方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2012 年3 月—2014 年3 月于天津医科大学总医院经活检或手术病理证实且常规超声诊断为浅表软组织肿物的病人50 例，其中男性26 例， 女性24 例， 年龄24~88 岁， 平均（52.7±20.0）岁。 共64 个肿物，其中1 个肿物表面合并较小溃疡， 其余肿物表面皮肤完整， 无溃疡或出血。 纳入标准：①所有病人均经病理确诊，临床和病理资料完整；②术前无放化疗史，肿物周围无大面积溃疡、出血；③超声影像质量清晰，符合诊断要求。排除标准：①超声影像存在伪影，影响数据测量；②病人超声检查与手术间隔时间超过1 个月。

1.2 设备与方法 采用西门子S2000 彩色超声诊断仪（包括助力式EI 及VTQ 模式），线阵探头9L4，探头频率为4～9 MHz。 手术前对所有病人进行常规超声检查。 超声检查前先通过触诊定位病变部位并获取其与周围组织的关系，然后应用高频探头（频率为9 MHz）对各部位软组织肿物进行常规超声检查，测量肿物大小、纵横比并观察其形态、边界、内部回声及彩色多普勒血流信号。 采用助力式EI 模式，质控指数为60~80， 同时显示肿物的弹性图与灰阶超声图。应用EI 5 分评分法[1]对肿物进行评估：1 分，肿物整体或大部分为绿色；2 分，肿物绿色内掺杂少许蓝色；3 分，肿物范围内绿色和蓝色相近；4 分，肿物整体为蓝色，内可有少许绿色；5 分，肿物及周边为蓝色， 内可有少许绿色。 评分≥4 分诊断为恶性肿物，≤3 分诊断为良性肿物。将常规超声检查结果与EI 评分相结合， 即采用EI 评分替代内部回声这一特征，根据EI 评分、形态、纵横比、边界、血流信号这5 个特征诊断肿物良恶性[2]。 在VTQ 模式下测量肿物内的剪切波速度（shear wave velocity，SWV），取样框应尽量完全包括肿物，如果肿物较大，应将取样框尽可能放置在肿物中央。 测量时嘱病人屏气， 手持探头并相对固定， 尽量保证探头与皮肤良好接触而不加外力。 操作者对同一肿物测量5 次SWV 值，取其平均值。由于仪器可测量的SWV 范围为0～9 m/s，若重复测量肿物内的SWV 无明确数值（即显示为×.××m/s），则将此类数值记录为9 m/s。 测量时注意避开钙化或液化坏死区域。 由2 名10 年以上年资的超声诊断医师采用双盲法进行检查测量， 当结果不一致时经讨论后确定。

1.3 病理学检查 全部肿物均行活检和/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。由2 名高年资病理医师做出诊断， 若结果不一致则经讨论后确定。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0 统计软件对数据进行统计分析。 非正态分布的计量资料以中位数和四分位间距[M（P25，P75）]表示，2 组间比较采用非参数Wilcoxon 秩和检验。 以病理结果为金标准，计算常规超声、EI 评分以及EI 联合常规超声诊断的敏感度、特异度、准确度，并绘制SWV 的受试者操作特征（ROC）曲线，以约登指数最大值作为最佳诊断阈值，计算ROC 曲线下面积（AUC）。

2 结果

2.1 病理结果 64 个浅表软组织肿物中良性肿物51 个，包括脂肪瘤26 个、表皮样囊肿5 个、皮脂腺囊肿4 个、腘窝囊肿2 个、神经纤维瘤3 个、软纤维瘤4 个、血管瘤3 个、肉芽肿性病变2 个、副乳2 个；恶性肿物13 个，包括恶性纤维组织细胞瘤3 个、黑色素瘤1 个、淋巴瘤3 个、转移癌3 个、汗腺癌2 个、纤维肉瘤1 个。 典型肿物的病理表现见图1A、图2A。

2.2 常规超声的诊断效能 常规超声与病理诊断浅表软组织肿物的良恶性结果见表1。 常规超声诊断浅表软组织肿物良恶性的敏感度、特异度、准确度分别为76.9%（10/13）、90．2%（46/51）、87．5%（56/64）。

表1 常规超声与病理结果对照

2.3 EI 评分及其联合常规超声的诊断效能 以病理结果为金标准，EI 评分对浅表软组织肿物良恶性的判断有55 个正确、9 个错误， 其对浅表软组织肿物良恶性的诊断敏感度、 特异度、 准确度分别为76.9%（10/13）、88.2%（45/51）、85.9% （55/64），见 表2，图1B、图2B。EI 评分联合常规超声对肿物良恶性判断有59 个正确，5 个错误，其诊断敏感度、特异度及 准 确 度 分 别 为84.6%（11/13）、94．1%（48/51）、92.2%（59/64），见表3。

2.4 良恶性肿物间SWV 比较及ROC 曲线分析 VTQ诊断浅表软组织恶性肿物的SWV 值[5.37（4.71，6.90） m/s]高于良性肿物[1.87（1.51，2.41） m/s]（Z=5.3406，P＜0.001）（图1C、图2C）。 取SWV=2.995 m/s作为诊断阈值时，VTQ 鉴别诊断浅表软组织肿物良恶性的AUC=0.983，其诊断敏感度为92.3%，特异度为90.2%（图3）。

表2 EI 评分与病理诊断结果对照

3 讨论

浅表软组织肿物分布范围广泛，组织分类繁多。常规超声可显示肿物的位置、大小、形态、边界、包膜、纵横比及内部回声等信息，彩色多普勒可显示肿块的血流特征及血流参数，因其无创、可重复性好，常作为浅表软组织肿物首选的影像检查方法。Charnock 等[3]回顾性研究2 399 个软组织肿物的常规超声检查结果发现，以组织病理学结果为金标准，其诊断软组织肿物的敏感度为94%，主要由于常规超声是根据组织的声阻抗差异来显示组织解剖结构，因此对浅表软组织肿物的诊断效能较高，但其鉴别肿物良恶性的特异度和准确度均不高， 分别为71%和73%。

图1 病人女，36 岁，脂肪瘤。 A 图，镜下见肿瘤由成熟的脂肪细胞构成，胞浆呈空泡状，核被挤于一侧呈细长状， 肿瘤内毛细血管数量增多且分布不均匀 （HE，×200）；B 图，EI 图， 评分为2 分；C 图，VTQ 图，SWV=2.18 m/s。

图2 病人女，57 岁，恶性纤维组织细胞瘤。A 图，镜下见肿瘤细胞呈多形性，异型的纤维样细胞和组织样细胞，异型性大，核呈多形性，可见多核瘤巨细胞以及核分裂和病理性核分裂（HE，×200）；B 图，EI 图，评分为3分；C 图，VTQ 图，SWV 为×.××m/s。

表3 助力式EI 和常规超声联合诊断与病理结果对照

图3 VTQ 鉴别诊断浅表软组织肿物良恶性的ROC 曲线。

EI 技术能实时、无创和准确地测量软组织硬度的改变[4]，其根据各种组织的弹性系数(应力/应变)不同，受到外力压迫后组织发生不同的形变，以回声信号的形式表示， 将受压前后的回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像， 借助图像的色彩来反映不同组织的硬度[5]。EI 因叠加在实时二维声像图上，可同时显示二维图像和弹性图像， 便于对比观察。本研究中，根据EI 评分为1 分和2 分肿物的诊断与其病理结果一致，准确度均达到100%，与国内Li等[6]的研究结果一致。 因此EI 评分l～2 分者可辅助鉴别常规超声上难以确定的肿物良恶性。 本研究中EI 评分≥3 分者共有9 例误诊，分析原因是组织EI反映组织硬度信息， 而组织的硬度与其内部的构成相关，当肿物内的不同组织成分相互混合，其硬度存在一定的差异，如良性结节内伴钙化时，其弹性评分增加，而恶性结节组织成分复杂或血管较丰富者，其质地相对较软，弹性评分减低。 有研究[7]将弹性评分≥3 分作为诊断恶性肿瘤的阈值， 结果显示有较高的敏感度（100%），但特异度不高（51.6%）。本研究将EI 评分≥4 分作为诊断恶性肿瘤的标准，其诊断的敏感度同于常规超声（76.9%），特异度（88.2%）和准确度（85.9%）略低于常规超声（90.2%，87.5%）。采用EI 评分联合常规超声诊断的敏感度、特异度和准确度均有提高（84.6%，94.1%，92.2%），提示联合诊断对浅表软组织肿物良恶性鉴别诊断的效能较高。

VTQ 技术通过剪切波对组织弹性进行定量评价，利用提供的有关组织生物力学性质的定量数据，通过测量传感器产生的横波传播速度推断出组织的弹性[8]。 剪切波的传播速度与组织弹性的平方根成正比，可间接反映组织弹性，已被应用于诊断身体多部位的病变[9-13]。 有研究[14]对206 例软组织肿物进行超声联合剪切波、MRI 及组织病理学综合评价，认为应用剪切波能够提高诊断软组织肿物的准确性。本研究中VTQ 检测恶性肿物的SWV 值高于良性肿物，并以2.995 m/s 作为诊断阈值判断浅表软组织肿物良恶性时其敏感度、特异度分别为92.3%、90.2%。组织的硬度与其病理结构密切相关， 恶性肿物一般由坚硬的病变组织组成， 其SWV 值较高可能是由于肿物中含有较多的弹力纤维与间质成分， 且弹力纤维排列密集，并向周围组织浸润生长，与周围组织粘连，牵拉周围结缔组织使其活动度降低，从而减低弹性，并且有些肿物发生钙化，也增加其硬度，而良性肿物组织较软，弹性较大[15-17]。 在本研究中1 例恶性纤维组织细胞瘤和1 例转移癌多次测量SWV 值均为x.xx m/s，后经病理对照后发现这2 例肿物内部存在组织坏死、机化，考虑为该肿物内钙化部分的力学特性超出了仪器设定的生物力学范围， 因此无法呈现出具体的数值，而以x.xx m/s 表示，本研究中为了便于统计分析，均将此类数值记录为9 m/s。 在以往研究[13]中也出现过此类情况。因此，我们认为VTQ可以定量测量肿瘤组织硬度，并与病理学改变相符，可为浅表软组织肿物的良恶性鉴别提供依据。

浅表软组织肿物大多为良性， 且75%位于肢体，恶性肿物发病率约为1%[18]。 由于浅表软组织肿瘤种类繁多，良性肿瘤如纤维瘤、脂肪瘤、血管瘤，恶性肿瘤如多形性横纹肌肉瘤、 多形性脂肪肉瘤与纤维组织细胞肉瘤和滑膜肉瘤， 肿物构成组织成分复杂，常规超声易误诊，恶性肿物内脂肪含量增多或合并囊性变与出现液化坏死区会导致SWE 值下降，良性肿物内的钙化或血管重叠会导致SWE 值升高，从而影响VTQ 的诊断效能。

本研究尚存在一定的局限性： ①纳入的恶性肿物病例数及种类相对较少。 ②EI 检查存在无法避免的人为因素影响， 如不同医生的操作熟练程度及对组织施加的力度。 ③由于仪器设定VTQ 取样框为5 mm×5 mm 大小，框内可能包括体积较小肿物的周围组织，造成SWV 平均值有偏差。

助力式EI 是一种无创的超声成像技术，可以反映组织的硬度， 与常规超声联合诊断可以定性和半定量辅助鉴别浅表软组织肿物良恶性。 VTQ 技术是由探头发出辐射脉冲激励局部组织， 使组织局部产生微小形变，与压力性EI 比较，可以克服EI 无法从体外对深部组织有效施加压力的不足， 避免人为压力误差，降低操作者依赖性，而且VTQ 具有较高的特异性和敏感性， 从而可以更加客观地反映组织的弹性或硬度。总之，助力式EI 和VTQ 可为良恶性浅表软组织肿物的鉴别诊断提供依据。