肿块边缘三维超声成像技术在乳腺良恶性肿块判别中的应用

高 勇（南通市第一人民医院超声医学科 江苏 南通 226001）

乳腺癌为中青年女性最常见的恶性肿瘤，发病率为10%～15%[1]。近年来其发病率在我国明显上升，其低龄化倾向已逐渐显现，已升至女性恶性肿瘤中的第1位。乳腺癌患者生存率的提高要得益于乳腺癌的早期诊断，及早发现是本病预后的关键。

国内检查乳腺疾病首选超声检查，传统的二维超声检查主要通过观察病灶形态及内部回声等指标进行诊断，因为通过图像的判断要取决于超声操作者的经验，存在主观性，所以对乳腺肿物的良恶性鉴别意义争议较大，不同研究结果之间也存在很大的差异。

近来，随着彩色多普勒血流显像和弹性成像诊断等多种技术的开展，彩色多普勒联合二维超声检查乳腺肿块的良恶性的准确性有报道为94.2%[2]。吴杰燕报道乳腺肿块的弹性成像的准确性为83.3%，常规检查结合弹性成像的准确性达到91.93%[3]。三维超声给二维超声予以补充，会对诊断乳腺良恶性肿瘤的鉴别诊断提供更大的帮助[4]。

本文提出一种新的判断乳腺良恶性肿块的方法，利用超声三维成像技术，对肿块边缘与其相邻组织之间回声改变进行了分析，报道如下。

1 资料与方法

1.1 资料

研究对象共73例，均为女性，肿块性质均经手术与病理证实。

乳腺癌组：27例，年龄36～75岁，平均54.7岁，均为乳腺浸润性导管癌。大小10mm～32mm不等，平均18.5mm。

乳腺纤维瘤组：24例，年龄16～37岁，平均26.4岁。大小12mm～37mm不等，平均17.1mm。

乳腺囊肿组：22例，年龄22～54岁，平均41.1岁。大小15mm～32mm不等，平均22.3mm。

1.2 使用仪器

美国飞利浦EPIQ7超声诊断仪，带有实时浅表三维容积成像探头，探头型号VL13-5，图像采集后采用仪器自带的Qlab分析软件进行后处理。

1.3 检测方法

（1）被检查者取仰卧位，充分暴露两侧乳房，探头按顺序适当轻加压进行检查，调节增益使图像清晰度最大化，在二维的模式下观察肿块的边缘、内部回声情况、血流等信息，然后开启3D模式，设置感兴趣的区域，进行三维成像。

（2）启动设备自带的Qlab，对在X轴面的二维图像编辑感兴趣的区域，Slice调节需要观测的平面，点击Top或Bottom键，产生静态的三维立体成像模式。

（3）增加Threshold（阈值），使目标区域（乳腺肿块）回声逐步改变，得到目标区域二值图像，同时不改变背景区域（正常乳腺组织）回声，即为目标区域阈值，目标与背景灰度形成有较强对比得到封闭且连通区域的边界，最后对处理后的三维成像图中肿块边缘进行观测。

1.4 判定标准

肿块边缘部分与其相邻组织之间出现明显的“暗带”，则为阳性，判定为恶性肿块。“暗带”的出现可以有多种形态（图A、图B、图C）。肿块边缘部分与其相邻组织之间没有出现“暗带”，则为阴性（图D），判定为良性肿块。

1.5 统计学处理

良性组与恶性组采用卡方检验进行分析，P＜0.05为两组之间的差异具有显著性的意义。

2 结果

见表1。

表1 46例良性肿块与27例恶性肿块超声三维立体成像其边缘与正常组织之间回声状况分析

3 讨论

对乳腺肿块良恶性的判别是依据如肿块实质坚硬程度，内部血供丰富及出现细小钙化回声状况，肿块边缘生长模式等，但后者最为重要，在病理切片分析上也常依据与此。所以研究肿块边缘特征在判断乳腺肿块良恶性方面有较大的价值。

医学图像目标边缘的提取方法在国内外文献中已有过多次报道，较为常见的有Snake模型用于超声图像特别是序列超声图像的目标边缘检测[5]。近年来对乳腺肿瘤的脱机二维超声图像进行边缘提取也陆续有文献发表。陈秋霞等[6]报道利用各向异性扩散滤波方法和Level Set变分模型应用于乳腺肿瘤超声图像是可行的，能够得到较好的边缘分割结果。而且用模糊C均值进行基于纹理特征的乳腺肿瘤良恶性判别也获得了比较满意的结果，对恶性肿瘤的敏感性为60%。沈嘉琳等[7]研究超声图像的灰度分布和梯度变化，提出了一种基于灰度阈值分割和动态规划的综合算法：先对超声图像进行预处理（滤除噪声、增强图像），然后用灰度阈值分割法对肿瘤边缘进行初步定位，再通过动态规划法对该初始边缘进行修正，使最终边缘更为接近肿瘤的实际边缘，相似率达到94%。

采用三维技术方面，刘志聪等[8]对18例乳腺癌图像进行了三维重建，显示肿块边界呈菜花状、蟹足样伸向周围组织。Rotten等[9]报道，乳腺恶性肿物中出现汇聚征占92.8%。于山山[10]报道提出了一种基于区域生长和多尺度形态学的乳腺肿瘤超声图像边缘提取方法，对原始超声图像预处理之后进行区域生长获取初始肿瘤区域，再经多尺度形态学滤波和连通区域标记处理，使用计算取得乳腺肿瘤的边缘，显示恶性肿块边界的特征性“汇聚征”，其原理可能是因为三维超声能动态显示恶性肿块边界向外浸润的“蟹足”。

我们注意到肿块的“蟹足”深入周边正常组织，与其胶着在一起，在二维灰度变化上小的“蟹足”肉眼往往难以识别。普通三维超声多平面成像模式作为一种新技术，增加了二维检查所不能观测到的肿块冠状面，缺点是冠状面仍以二维灰阶表达，不能克服二维检查时出现的同样问题。

因此在获得三个方位图后，计算机重建立体三维模式以便更准确的观察肿块的空间解剖结构显得尤为重要。我们利用阈值对原始数据进行后处理，利用图像中要提取的目标区域与其背景在灰度特性上的差异，把乳腺肿块回声与周围正常乳腺组织看作具有不同灰度级的两类区域（目标区域和背景区域）的组合，选取一个比较合理的阈值，以确定图像中每个像素点应该属于目标区域还是背景区域，使目标区域产生明确的边界，同时目标区域内等回声强化，低回声弱化成相应的二值图像，便于肉眼的观测。

良性肿瘤由于没有深入正常组织内的病变组织且回声基本均匀，所以在三维立体成像图上理论上不会出现“暗带”现象。实际操作中在二维成像中较大的肿块两侧出现折射声影伪像，这种伪像呈弱回声，所以在后处理中就出现了不同程度的“暗带”现象。本文两例纤维瘤出现假阳性就是因为这种伪像的出现而导致。因此需结合二维声像图加以识别。

本文通过三维重建并通过阈值处理所获得的声像图中的“暗带”，暗示的肿瘤浸润范围与手术后的大体标本大致是相一致的，有5例乳腺恶性肿瘤出现了假阴性，这有待今后进一步研究。

综上所述，本方法与其他方法比较其优点在于所采集的图像不需要脱机对肿块的声像图进行后处理，由超声医生实施而非图像工程师，操作简便，同时可以结合二维图像一并进行分析，提高超声诊断乳腺良恶性肿块的准确性。