超声剪切波弹性成像对优化乳腺肿物BI-RADS分类中的临床价值研究
Clinical Value of Ultrasound Shear Wave Elastography in Optimizing the BI-RADS Classification of Breast Masses

作者: 张 静 :秦皇岛市第四医院,河北 秦皇岛;

关键词: 超声剪切波弹性成像乳腺肿物BI-RADS分类Ultrasound Shear Wave Elastography Breast Mass BI-RADS Classification

摘要:
目的:研究超声剪切波弹性成像(SWE)在优化乳腺肿物BI-RADS分类中的临床价值。方法:以本院2016年1月~2018年4月就诊的100例(106个)乳腺肿物患者为研究对象,均经病理证实,先行常规超声扫描,行常规BI-RADS分类,再行SWE检测,获取定量参数。以病理结果为金标准,比较分析常规BI-RADS分类、SWE参数弹性最大值(Emax)、Emax优化BI-RADS分类后诊断乳腺恶性病变的敏感度、特异度、准确度。结果:病理证实恶性病变42个,良性病变64个;乳腺恶性病变Emax、弹性最小值(Emin)、平均值(Emean)、方差(SD)、弹性比值(Eratio)均显著高于良性病变(P < 0.05);以病理结果为金标准,常规BI-RASD分类诊断乳腺恶性病变敏感度、特异度、准确度分别为92.86%、57.81%、71.70%;受试者工作特征(ROC)曲线分析Emax、Emin、Emean、SD、Eratio曲线下面积(AUC)分别为0.94、0.55、0.88、0.90、0.85;约登指数最大时Emax临界值为61.00 kPa,Emax诊断敏感度、特异度、准确度分别为78.57%、93.75%、87.74%;Emax优化BI-RADS分类调整后诊断乳腺恶性病变敏感度为92.86%、96.87%、94.34%。结论:SWE弹性最大值Emax优化BI-RADS分类能提高乳腺肿物恶性病变诊断特异度及准确度。

Abstract: Objective: To study the clinical value of ultrasound shear wave elastography (SWE) in optimizing the BI-RADS classification of breast masses. Methods: A total of 100 patients with 106 breast masses treated in the hospital from January 2016 to April 2018 were enrolled in the study. All masses were confirmed by pathology. The routine ultrasound scan was performed firstly, the conventional BI-RADS classification was performed secondly, and then SWE was performed to get quantitative parameters. With pathological results as the golden standard, the sensitivities, speci-ficities and accuracy areas of the conventional BI-RADS classification, the maximum SWE parameter elasticity (Emax) and Emax optimized BI-RADS classification for the diagnosis of malignant breast lesions were comparatively analyzed. Results: Pathologically 42 malignant lesions and 64 benign lesions were confirmed. The Emax, the minimum elasticity (Emin), mean elasticity (Emean), square de-viation (SD) and elasticity ratio (Eratio) of malignant breast lesions were significantly higher than those of benign lesions (P < 0.05). With pathological results as the golden standard, the sensitivity, specificity and accuracy of conventional BI-RASD classification for diagnosis of malignant breast lesions were 92.86%, 57.81% and 71.70%, respectively. The receiver operating characteristic (ROC) curve analysis showed that areas under curves (AUC) of Emax, Emin, Emean, SD and Eratio were 0.94, 0.55, 0.88, 0.90 and 0.85, respectively. When the Jordan index was maximum, the cut-off value of Emax was 61.00 kPa. The diagnostic sensitivity, specificity and accuracy of Emax were 78.57%, 93.75% and 87.74%. The sensitivities after adjustment of Emax optimized BI-RADS classification for the diagnosis of malignant breast lesions were 92.86%, 96.87% and 94.34%. Conclusion: The SWE maximum elasticity Emax optimized BI-RADS classification can improve the diagnostic specificity and accuracy of malignant breast lesions.

1. 引言

据称,乳腺癌在恶性肿瘤中的比例为7%至10% [1] ,且受饮食、环境、压力(家庭、工作)等影响,其发病率不断上升,给女性身心健康及家庭造成伤害。为此及时发现乳腺癌,早期治疗,对改善患者预后及生命质量有重要意义 [2] 。乳腺影像报告与数据系统(BI-RADS)为乳腺肿物评估有效方法,它让乳腺超声报告具体化,有利于乳腺良恶性鉴别,但BI-RADS 4类病变中,恶性概率从3%到95%,跨度大,假阳性风险大,若需明确需行组织病理操作,患者难以接受。同时乳腺肿物病理特征复杂,常规BI-RADS分类存在较大的局限性。剪切波弹性成像(SWE)为新型超声成像技术之一,对不同乳腺组织弹性计算,可定量分析病变,在鉴别乳腺肿物良恶性上有重要意义 [3] [4] 。本研究分析SWE在优化乳腺肿物BI-RADS分类中的诊断价值,报道如下。

2. 资料与方法

2.1. 临床资料

选择本院2016年1月~2018年4月就诊的乳腺肿物女性100例共106个病灶,年龄25~80岁,平均(50.38 ± 4.13)岁;体重45~70 kg,平均(51.50 ± 3.85) kg;婚姻状况:已婚82例,未婚或离异18例。纳入标准:因出现乳房胀痛、溢液等症状就诊,或体检时发现,触诊到乳腺肿块;年龄 > 18岁;肿块大小 ≤ 3 cm;尚未接受治疗;均行常规超声、SWE检查,资料完整;知情同意。排除标准:妊娠或母乳喂养者;接受过隆胸手术;既往有放化疗史;乳腺病灶相邻有瘢痕组织;病灶同侧乳腺有外科手术史;肿块超过3 cm。上述106个病灶经手术切除100个,穿刺活检6个。

2.2. 检查方法

西门子Sequoia512超声诊断仪进行,选择仰卧位,乳腺暴露,先接受常规超声检查,对病灶形态、大小、边界、回声、内部血流信号等情况观察,且依据BI-RASD分类。

之后切换到SWE模式(未施压状态),将取样框(对肿块可覆盖)移动到肿物所在处,叮嘱患者屏气3至5秒,图像稳定之后定帧、保存,选择对病灶覆盖部分为感兴趣区,通过自带软件包对病灶弹性模量值测定,包括弹性最大值(Emax)、最小值(Emin)、平均值(Emean)、方差(SD)、弹性比值(Eratio,即病变组织和正常组织的比值),各病灶测量 ≥ 3次,取均值。

2名资深(经验 ≥ 5年)医师进行盲评,意见不同时通过第三人或协商统一。

2.3. 乳腺肿物性质判断

病理结果作为金标准。BI-RASD分类 [5] ,0级:需深入检查;1级:无异常;2级:良性肿物;3级:良性几率大,出现边界清晰、实性肿块、形态规则等良性征象,癌几率2%以下;4级:可疑恶性,需活检,癌几率2%~95%。其中4级细分为4a (2%~10%)、4b (11%~50%)、4c (51%~95%);5级:癌几率95%以上,几乎肯定是癌,形态不规则、微小钙化、边界不清或毛刺、纵横比1以上或强回声晕等恶性征象中符合3项或以上;6级:活检证实的恶性肿瘤。本研究只对病理证实病变评价,3级、4a级判断为阴性,4b及以上判断为阳性。SWE定量参数 ≥ 临界值判断为阳性,<临界值判断为阴性。SWE优化BI-RASD分类:BI-RADS 4b及以上,4a类且Emax ≥ 临界值判断为阳性;BI-RADS 3类及以下,4b类且Emax < 临界值判断为阴性。

2.4. 统计学处理

SPSS20.0统计软件处理数据。计量资料以 x ¯ ± s 表示,行t检验;建立受试者工作特征(ROC)曲线,对曲线下面积(AUC)行Z检验,以病理结果为金标准,评价常规BI-RASD分类、SWE优化I-RASD分类后诊断乳腺肿物的敏感度、特异度、准确度,行χ2检验;P < 0.05为差异有统计学意义。

3. 结果

3.1. 病理结果

106个病灶经病理检查证实,恶性42个(39.62%),其中浸润性导管癌38个(见图1),导管原位癌2个,导管原位癌、黏液癌各1个;良性64个,其中纤维腺瘤40个,腺病16个,导管内乳头状瘤5个,腺瘤3个。病灶最大纵径0.5~3 cm,平均(1.65 ± 0.55) cm。

图1中a为常规二维超声图像,可见病灶形态不规则,边缘不清,BI-RADS 4c类;图b为多普勒超声图像,可见内部血流III级;图c为SWE成像,Emax = 191.58 kPa。

Figure 1. Ultrasound image of invasive ductal carcinoma

图1. 浸润性导管癌超声图像

3.2. 常规BI-RASD分类结果

依据常规BI-RASD分类,3级恶性率0.00% (0/10),4a级恶性率10.00% (3/30);4b级及以上类恶性率59.09% (39/66),BI-RASD分类详细情况见表1。以病理结果为金标准,常规BI-RASD分类诊断乳腺恶性病变敏感度为92.86% (39/42),特异度为57.81% (37/64),准确度为71.70% (76/106)。

Table 1. General BI-RASD classification results (a)

表1. 常规BI-RASD分类结果(个)

3.3. SWE相关参数

相比良性病变,恶性病变Emax、Emin、Emean、SD、Eratio均明显大,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表2

Table 2. Comparison of SWE related parameters of benign and malignant breast lesions ( x ¯ ± s , kPa)

表2. 乳腺良恶性病变SWE相关参数比较( x ¯ ± s , kPa)

3.4. SWE诊断效能

SWE相关参数Emax ROC的AUC为0.94 (0.88~0.96),Emean AUC为0.88 (0.80~0.94),SD AUC为0.90 (0.86~0.95),Eratio AUC为0.85 (0.79~0.93),Emin AUC为0.55 (0.46~0.70)。可见Emax对乳腺肿物良恶性诊断价值最大。为此本研究只选择Emax值与病理比较,且约登指数最大时Emax临界值为61.00 kPa,具体结果见表3。Emax诊断乳腺恶性病变敏感度为78.57% (33/42),特异度为93.75% (60/64),准确度为87.74% (93/106)。

Table 3. Emax value and pathological results

表3. Emax值与病理结果比较

3.5. Emax优化BI-RADS分类调整后诊断效能

Emax优化BI-RADS分类调整后检出乳腺恶性病变42个,良性病变64个,见表4。以病理结果为金标准,Emax优化BI-RADS分类调整后诊断乳腺恶性病变敏感度为92.86% (39/42),特异度为96.87% (61/64),准确度为94.34% (100/106)。

Table 4. Emax optimization BI-RADS classification adjustment and pathological results

表4. Emax优化BI-RADS分类调整后与病理结果比较

3.6. 诊断效能比较

常规BI-RASD分类诊断敏感度高于Emax,与优化BI-RASD分类相当,比较差异均无统计学意义(χ2 = 3.500, 0.000, P > 0.05);常规BI-RASD分类诊断特异度、准确度均明显低于Emax、优化BI-RASD分类(χ2 = 22.518, 25.078, 8.431, 19.273, P < 0.05)。

4. 讨论

第5版BI-RADS分类对乳腺肿物超声诊断标准有所规范,4a类恶性风险2%~10%,4b类恶性风险11%~50%,4c类恶性风险51%~95%。在这种情况有学者诊断乳腺肿物病变性质截断值集中于4a与4b类间 [6] 。但BI-RADS分类中4类病变仍要病理检测,此类病变恶性风险跨度大,增加临床决策难度。本研究BI-RADS 4类乳腺恶性率35.00% (28/80),比相关报道 [7] [8] 的43.1%~59.0%低。可见大部分病灶无需干预。在这种情况下找寻有效手段优化BI-RADS 4类乳腺病变,减少活检几率至关重要。

弹性成像最初由Ophir [9] 于20世纪90年代初提出,以常规超声成像为基础,通过弹性力学作用让组织表现出位移、速度等变化,经由专业处理计算出弹性参数。SWE利用组织弹性信息让组织质地差异经由超声图像显示,弹性成像图像通过彩色编码后在传统二维灰阶图上叠加,组织硬度大的呈现红色,硬度小则呈现蓝色。SWE通过组织弹性信息显示对乳腺组织量化显示,客观性强。同时SWE使用声辐射脉冲激励手段,不仅可减少手动激励引发的依赖性,而且可局部激励病变,避免整体激励受ROI区域之外组织影响,可重复性强 [10] 。本研究结果显示相比良性病变,乳腺恶性病变SWE相关参数均显著高,与史宪全等 [11] 结果一致。该学者还发现Emax诊断乳腺病变良恶性敏感度、特异度比Emean、SD、Eratio均高,且Emax结合BI-RADS分类诊断敏感度、特异度、约登指数与Emax相当。本研究与之不同的是,由于Emax诊断乳腺病变AUC最大,为此只评价Emax及其优化BI-RADS类对乳腺肿物良恶性病变的价值。占海晏等 [12] 研究发现Emax临界值 = 65.15 kPa,Emean临界值 = 43.79 kPa时,SWE诊断敏感度高达92.59%,特异度90.78%,准确度94.84%,且AUC比BI-RADS-US大(0.942 Vs 0.883)。陈敏等 [13] 也表明Emax相比Emean对乳腺实性良恶性病变诊断价值更大。本研究结果显示常规BI-RASD分类诊断乳腺良恶性病变敏感度较高(92.86%),其特异度、准确度均较低,与唐丽娜等 [14] 结果存在一定的差异,这可能与规BI-RASD分类依据不同有关:该学者将≥4类判断为阳性,本研究将4b及以上判断为阳性。本研究还发现Emax临界值为61.00 kPa时,其AUC为0.94,相比其他参数AUC最大,此时其诊断乳腺良恶性病变敏感度为78.57%,特异度、准确度分别为93.75%、87.74%。可见SWE诊断鉴别乳腺良恶性病变特异度、准确度高,敏感度也较高。另外,Emax优化BI-RADS分类,BI-RADS ≥ 4b,4a类且Emax ≥ 临界值判断为阳性。结果显示Emax优化BI-RADS分类后其敏感度、特异度、准确度分别为92.86%、96.87%、94.34%。可见SWE结合BI-RADS不仅可保持常规BI-RADS诊断乳腺恶性病变的敏感度,而且能明显提高BI-RADS分类特异度、准确度,与相关报道相符 [15] 。

综上,SWE弹性最大值Emax结合BI-RADS诊断乳腺良恶性病变敏感度、特异度、准确度均较高,能优化BI-RADS分类,临床可减少过度诊疗。

文章引用: 张 静 (2019) 超声剪切波弹性成像对优化乳腺肿物BI-RADS分类中的临床价值研究。 临床医学进展, 9, 493-499. doi: 10.12677/ACM.2019.94076

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