超声弹性应变率比值联合磁共振成像对乳腺肿物的诊断

杨伟萍YANG Weiping练 斌LIAN Bin丁战铃DING Zhanling黄 艳HUANG Yan李 航LI Hang金观桥JIN Guanqiao韦长元WEI Changyuan

超声弹性应变率比值联合磁共振成像对乳腺肿物的诊断

杨伟萍1YANG Weiping
练 斌2LIAN Bin
丁战铃1DING Zhanling
黄 艳3HUANG Yan
李 航1LI Hang
金观桥4JIN Guanqiao
韦长元2WEI Changyuan

作者单位1. 广西医科大学附属肿瘤医院B超室 广西南宁 530021 2. 广西医科大学附属肿瘤医院乳腺外科广西南宁 530021 3. 广西医科大学肿瘤医学院 广西南宁530021 4. 广西医科大学附属肿瘤医院放射科 广西南宁 530021

目的评价超声弹性应变率比值与MRI及其联合应用对乳腺肿物的诊断价值。资料与方法收集经手术病理证实为乳腺良恶性肿物的54例患者，均行弹性超声及MRI检查，通过定量超声弹性成像技术测定肿物与周围正常乳腺组织的应变率比值（SRR），绘制受试者操作特征（ROC）曲线获得区分乳腺肿物良恶性的最佳临界值，比较超声SRR、MRI及两者联合应用诊断乳腺肿物的准确度。结果良性组SRR为2.24±1.28，与恶性组的4.96±1.73比较，差异有统计学意义（t=2.648，P＜0.05）。通过ROC曲线确定超声SRR诊断乳腺肿物良恶性的最佳临界值为2.41。超声SRR、MRI、SRR联合MRI应用诊断乳腺良恶性肿物的准确度分别为81.48% （44/54）、85.19%（46/54）、96.30%（52/54）；超声SRR与MRI诊断准确度比较，差异无统计学意义（χ2=0.267，P＞0.05）；联合诊断准确度明显高于超声SRR、MRI的诊断准确度（χ2=6.000、3.967，P＜0.05）。结论超声SRR对乳腺肿瘤良恶性的诊断准确性较高，可为临床鉴别诊断乳腺实性病灶良恶性提供更有价值的量化指标，同时结合MRI诊断可减少误诊和漏诊。

乳腺肿瘤；超声检查，乳房；弹性成像技术；磁共振成像；病理学，外科

超声弹性成像于1991年由Ophir等[1]提出，是近年来一项新兴超声诊断技术，其应用于乳腺肿物的诊断日趋成熟。在超声弹性成像过程中，弹性应变率比值（strain ratio，SRR）通过比较肿物区域与周围正常对照区域之间顺应性的差异反映肿物的硬度比。本研究通过分析乳腺肿物的SRR，并与MRI检查结果进行比较，评估两种检查方法及其联合应用对乳腺肿物的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性纳入2012年4—8月广西医科大学附属肿瘤医院经手术病理证实为乳腺良恶性肿物的54例患者，均为女性，年龄33～73岁，中位年龄47岁。纳入标准：①初治患者；②经超声诊断为单发肿物；③肿瘤径＞5 mm，＜30 mm；④肿物距离表皮深度＞5 mm。排除标准：①肿物已行穿刺活检术；②检查前接受过放疗和化疗。

1.2 仪器与方法

1.2.1 超声检查 采用Hitachi-Preirus彩色多普勒超声诊断仪，探头频率6～13 MHz。患者平卧暴露乳房后，采用彩色超声模式观察肿物的大小、形态、边界、内部回声、有无钙化、后方回声及肿物内部、周围的血流情况。然后转至弹性成像模式，将感兴趣区域（ROI）大小调节至肿物大小的3～4倍，探头垂直肿物方向轻轻压放数次，以超声诊断仪上显示的时间-压力曲线连续出现3个稳定的波峰-波谷为宜，在获得乳腺肿物区颜色稳定的弹性成像图像后，冻结图像描画出肿物区域，同时再描画出相同深度的周围正常乳腺组织作为对照区域，评价肿物与周围正常乳腺组织的硬度，仪器自动计算乳腺肿物和乳腺正常组织的SRR。每个乳腺实性病灶重复弹性成像检查3次，取平均值，将各项超声成像检查图像备份保存。

1.2.2 MRI检查 采用Siemens 1.5T Avanto MRI扫描仪，专用乳腺相控阵线圈。患者取头先进俯卧位，双侧乳腺充分暴露，自然下垂，双臂置于头两侧。扫描参数：T1WI-FLASH序列，TR 8.6 ms，TE 4.7 ms；T2WI-TIRM序列，TR 5600 ms，TE 56 ms，TI 170 ms。DWI序列采用单次激发平面回波成像（echo-planar imaging，EPI）技术，b值取0、800 s/mm2，TR 5800 ms，TE 83 ms。动态增强采用容积内插体部检查序列（volume interpolated body examination，VIBE）进行轴位扫描，扫描参数：TR 4.43 ms，TE 1.73 ms，层厚1 mm（连续无间断扫描），翻转角10°，视野（FOV）340 mm×340 mm，矩阵512×338。增强扫描对比剂采用钆喷酸葡胺（Gd-DTPA），剂量0.1 mmol/kg，注射速度2 ml/s，对比剂团注结束后以相同速度注入20 ml生理盐水。增强扫描前行蒙片扫描，注入对比剂后延迟25 s连续扫描5次，每次扫描时间为55 s。

1.3 图像后处理 使用Syngo MR B17工作站自带软件，对薄层增强图像进行乳腺血管最大密度投影（MIP）重建。在ADC图上避开病变液化坏死，选取3处ROI测得ADC值（ROI面积为0.2～0.4 cm2），取平均值。动态增强扫描图像中，在病变明显强化部位选取ROI，面积10～30 mm2，避开坏死、出血、囊变或钙化，绘制病灶的时间-信号曲线（time-signal intensity curves，TIC）。

1.4 图像分析 由2名影像科主任医师在不知病理诊断结果的情况下判读病灶的形态学征象和血流动力学征象，意见不一致时协商统一。形态学征象包括：①直接征象：形状、边缘、边界、强化形式、内部强化方式；②间接征象：乳头及皮肤受累、淋巴结肿大、病灶周围水肿及供血动脉。血流动力学征象：TIC曲线标准根据Buadu等[2]的标准经修改后分为4型，I型：持续上升型；II型：平坦型；III型：流出型；IV型：无明显强化型。分子功能学征象即病变的ADC值。

1.5 手术与病理学检查 手术方式采用B超引导微创旋切术或常规开放手术，乳腺肿块行免疫组织化学及病理组织学检查，依据《中国抗癌协会乳腺癌诊治指南与规范（2013版）》乳腺癌术后病理诊断报告规范作为诊断标准[3]。

1.6 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，计算超声SRR、MRI及联合应用诊断乳腺肿物的敏感度、特异度、准确度及阳性预测值、阴性预测值，构建受试者操作特征（ROC）曲线，计算曲线下面积（AUC），根据约登指数最高的临界点结合临床应用实际确定诊断临界值；良性组与恶性组SRR的比较采用t检验；3种检查方法之间的比较采用χ2检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。当超声SRR、MRI诊断不一致时，采用并联法，其中一个诊断为恶性即视为恶性，两者均诊断为良性视为良性。

2 结果

2.1 手术与病理结果 54例患者均为单发肿物，肿瘤径最小0.82 cm，最大2.56 cm，肿物距离表皮深度均＞5 mm。良性14例，包括纤维腺瘤7例，乳腺增生症伴局部导管上皮增生1例，乳腺增生症4例，囊性增生症1例，囊性增生症伴部分导管上皮中度不典型增生1例；恶性40例，其中导管内癌及导管内乳头状瘤伴重度不典型增生1例，浸润性导管癌37例，基底细胞样癌1例，导管内癌1例。

2.2 超声表现 54例患者中，良性18例，病灶形态呈规则圆形或椭圆形，边界清晰，点状钙化少，病灶内部血流少（图1A）；超声弹性成像显示病灶质地较周围正常组织稍硬（图1B）。恶性36例，病灶边缘呈毛刺状、蟹足状或分叶状改变，无明显边界，肿块形态不规则，纵横径比大，内部散在沙粒样钙化点，后方回声衰减等（图2A）；超声弹性成像示病灶质地相对良性病灶硬度更大（图2B）。

2.3 MRI表现 54例患者中，良性12例：病灶形态相对规则，少见边缘毛刺和邻近结构受侵征象，病灶多呈中心至周边强化和渐进性强化表现；MIP图像少见粗大纡曲血管向病灶聚集、相连（图1C），TIC多呈单向型或平台型，DWI呈等低信号，ADC图呈等高信号，ADC值＞1.5×10-3mm2/s。恶性42例：病灶边缘分叶、毛刺、邻近结构受侵和转移征象（通过矢状位图像可观察到呈实性信号表现的肿大淋巴结），病灶周边至中心强化、早期高信号强化和病灶呈现斑片状强化表现；MIP图像显示粗大纡曲血管向病灶聚集，并与之相连（图2C），TIC呈平台或流出型，病灶具有弥散受限表现：DWI呈高信号，ADC图呈低信号，ADC值＜1.0×10-3mm2/s （ADC值1.0～1.5×10-3mm2/s为可疑恶性）。

图1 女，33岁，左乳纤维腺瘤。A为二维超声图像，B为超声弹性成像，SRR =病灶周围乳腺组织应变率/病灶应变率，椭圆形区域为病灶区域（箭），圆形区域为正常乳腺组织区域（箭头）；MIP成像示病灶边界相对规则，形态清楚，无明显血管相连（箭，C）

2.4 超声SRR对乳腺肿物的定量分析 良性组SRR为2.24±1.28，恶性组SRR为4.96±1.73，两组比较差异有统计学意义（t=2.648，P＜0.05）。以病理结果为“金标准”，根据不同SRR绘制ROC曲线，选择ROC曲线左上方点P（约登指数最大，距参考线最远点）作为诊断良恶性的临界值（图3），当SRR为2.41时，约登指数最大，AUC为0.831。SRR最佳临界值为2.41，即SRR≥2.41为恶性肿物，SRR＜2.41为良性肿物。以此为标准，本组恶性肿物40例（图4），SRR诊断正确33例，漏诊7例；良性肿物14例（图5），SRR诊断正确11例，误诊3例。

图2 女，58岁，右乳浸润性导管癌Ⅱ级。二维超声图像示病灶边缘呈蟹足状、分叶状改变，纵横径比大（箭，A）；超声弹性成像示病灶中心以蓝色区域为主，表明其质地相对较硬（箭，B）；MIP成像示粗大纡曲血管向病灶聚集，并与之相连（箭，C）

图3 超声SRR诊断乳腺肿物的ROC曲线

图4 女，49岁，浸润性导管癌。MRI诊断为良性，超声SRR 为6.35（考虑恶性）

2.5 诊断效能 超声SRR、MRI以及两者联合应用的诊断准确度分别为81.48%（44/54）、85.19%（46/54）、96.30%（52/54）。超声SRR与MRI诊断准确度比较，差异无统计学意义（χ2=0.267，P＞0.05）；联合诊断准确性明显高于超声SRR、MRI的诊断准确度（χ2=6.000、3.967，P＜0.05）。超声SRR、MRI与联合应用的诊断效能比较见表1。

图5 女，40岁，乳腺增生症伴局部导管上皮增生。MRI诊断为恶性，超声SRR为1.28（考虑良性）

表1 超声SRR、MRI与联合应用诊断效能比较（%）

3 讨论

二维彩色多普勒超声不仅能显示乳腺肿瘤的形态，还可以直观地显示肿瘤血管的分布、走行、血流方向、血流性质和血流速度等，对乳腺良恶性肿瘤的鉴别有较好的作用，但其诊断依据仍局限于形态学上。目前临床上正逐步采用超声弹性成像分级法鉴别乳腺良恶性肿瘤，超声弹性成像通过肿瘤硬度的图像色彩化，根据病灶显示的颜色进行分级，利用组织的硬度推测肿瘤性质，但是弹性图像中的颜色受到取样框大小、范围、硬度等多种因素的影响，存在一定的主观性。超声SRR是通过实时检测不同组织的弹性应变率后比较两个区域的弹性应变率得出的比值。Waki等[4]认为SRR与病灶及周围组织的弹性比相关，可以反映病灶的相对硬度，且能定量分析肿物的相对硬度，客观地评价乳腺肿物的性质。目前SRR的计算方法有以下两种：①SRR=病灶周围乳腺组织应变率/病灶应变率；②SRR=病灶周围脂肪组织应变率/病灶应变率。本研究采用第1种计算方法，与既往研究[5]类似。

AUC能反映诊断方法的可靠性，一般认为AUC=0.5～0.7诊断价值较低，AUC=0.8～0.9诊断价值中等，AUC＞0.9诊断价值较高[6]。本研究AUC为0.831，表明此研究的诊断方法较为可靠。根据约登指数最大值，获得SRR最佳临界值为2.41，即≥2.41为恶性肿物，＜2.41为良性肿物。以此为标准，本组恶性肿物40例，SRR诊断正确33例，漏诊7例；良性肿物14例，SRR诊断正确11例，误诊3例。超声SRR诊断的敏感度、特异度、准确度分别为82.60%、80.00%、81.48%，表明以该点作为临界值具有较高的诊断价值，与李昶田等[7]的研究结果相似。本研究中纳入的肿物距离表皮深度均＞5 mm，高于文献[8]报道的4 mm，可减少因探头施压不均引起的诊断误差。由于SRR对照区取样设置、多切面观察、压放频率的大小以及ROI的大小设置均有可能对弹性成像在评价乳腺良恶性病灶过程中的准确度造成影响[9]，为减少这些影响，可结合彩色多普勒的特点进行分析，其诊断的敏感度、特异度和准确度可以得到提高，且采用彩色多普勒超声检查具有可重复操作、无创伤、无辐射、价格合理等优点，患者更易接受。

本研究中，超声SRR诊断与MRI诊断的准确度分别为81.48%、85.19%，两者相比差异无统计学意义（P＞0.05）。MRI诊断的敏感度（86.36%）大于超声SRR（82.60%），原因是MRI对组织的高分辨率易于发现临床检查和X线钼靶未能检出的隐性病灶[10]，特别是致密型乳腺和假体置入后的乳腺[11]，且增强MRI能动态地显示肿物的血流灌注情况[12]。但是MRI对微小钙化不敏感，检查时间较长，存在对比剂过敏的危险，且价格昂贵，技术操作过程复杂，因此目前尚未大规模应用。本研究中采用两种方法联合诊断的准确度、敏感度分别为96.3%、100.0%，乳腺癌的检出率得到了显著提高，原因是采用两种方法联合诊断既能客观定量分析肿物的硬度，又能动态显示肿物内部的血流灌注情况，能更好地鉴别肿瘤良恶性，提示超声SRR 与MRI联合应用理论上能提高乳腺恶性肿物的检出率，可减少误诊和漏诊。弹性超声检查因其简便、易行、无创、无辐射等优点，易于在基层开展，可推广运用于乳腺癌普查。当单一方法诊断不明确时，可两者联合应用；当两种方法诊断结果不一致时，遵循恶性诊断原则，两种方法检查结果均为良性时诊断为良性。

总之，超声SRR检查对乳腺肿瘤良恶性的诊断准确性较高，可为临床鉴别诊断乳腺实性病灶良恶性提供更有价值的量化指标，结合MRI诊断可减少误诊和漏诊。同时本研究样本量偏少，有待大样本量前瞻性随机对照研究进一步证实。

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（本文编辑 冯 婕）

Ultrasonic Elastography Strain Rate Ratio Combined with MRI in Diagnosis of Breast Tumor

PurposeTo evaluate the significance of ultrasonic elastography strain ratio,MRI and the combination of both in diagnosis of breast tumor.Materials and MethodsFifty-four cases with single breast tumor underwent preoperative ultrasound elasticity imaging and MRI. Accuracy of ultrasound elastography strain rate ratio (SRR) of the tumor and surrounding normal breast tissue was measured by quantitative ultrasound elastography,and its combination with MRI were analyzed.ResultsThere was significant differences on SRR between the benign group and the malignant group (2.24±1.28 vs 4.96±1.73,t=2.648,P＜0.05). Optimal threshold of ultrasonic elastography SRR in differential diagnosis of breast benign from malignant tumor was 2.41 determined by ROC curve. The accuracy of SRR,MRI and the combination of both in differentiating benign from malignant breast tumor was 81.48% (44/54),85.19% (46/54) and 96.30% (52/54),respectively. There was no statistic difference between SRR and MRI in diagnostic accuracy (χ2=0.267,P＞0.05). Combined both had higher diagnosis accuracy when compared with SR and MRI separately (χ2=6.000 and 3.967,P＜0.05).ConclusionUltrasonic elastography strain ratio is accurate and objective in differentiating benign from malignant breast tumors. It is a valuable quantitative index in clinical practice. Moreover,SRR combined with MRI can reduce the misdiagnosis rate.

Breast neoplasms; Ultrasonography,mammary; Elasticity imaging techniques; Magnetic resonance imaging; Pathology,surgical

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.12.006

杨伟萍

Departmant of Ultrasound,Affiliated Cancer Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China

Address Correspondence to: YANG Weiping E-mail: yangwp93@aliyun.com

广西卫生厅重点资助课题（重2012088）。

R445

2015-06-28

修回日期：2015-09-20

中国医学影像学杂志2015年第23卷12期：900-904

Chinese Journal of Medical Imaging 2015 Volume 23(12): 900-904