超聲彈性成像在探測乳腺腫瘤上的價值

PAGEPAGE1超聲彈性成像在探測乳腺腫瘤上的價值（綜述）據(jù)2005年國際乳腺癌學(xué)術(shù)會議[1],我國現(xiàn)有12余萬名乳腺癌患者。上海、北京、天津等城市乳腺癌發(fā)病率在20年間上升了40%,居女性惡性腫瘤第一位或第二位,但專家同時指出,早期乳腺癌多數(shù)可治愈,其5年生存率達(dá)90%以上,因此早期檢出乳腺癌顯得尤為重要。影像技術(shù)的發(fā)展為乳腺癌的早期發(fā)現(xiàn)提供了很大的幫助。據(jù)幾項大型的研究顯示,鉬靶檢出乳腺癌的敏感性在63%-98%[2-4],但對于致密的乳房,其敏感性降為30%-48%[5、6]。MRI能發(fā)現(xiàn)臨床檢查和鉬靶上都未能檢出的隱性病灶[7],其檢出乳腺癌的敏感性要高于鉬靶檢查,但特異性較鉬靶低[8]。超聲檢查不僅無創(chuàng)無輻射,而且一些研究顯示,其在檢測乳腺癌方面較單獨(dú)的鉬靶檢查,鉬靶結(jié)合臨床檢查都要高[9]。特別從20世紀(jì)70年代至90年代,多陣元超聲換能器技術(shù)、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換技術(shù)、超聲多普勒檢測技術(shù)、數(shù)字聲束成形技術(shù)等重大技術(shù)的突破,有力地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)超聲診斷儀的發(fā)展,使超聲在檢測乳腺癌方面的準(zhǔn)確率大大提高。1991年Ophir[10]等人首次提出了彈性成像的概念。此技術(shù)不同于以往的超聲成像原理,可依據(jù)組織間硬度的差別,對組織自身的彈性特性進(jìn)行成像,其所獲取的信息是對傳統(tǒng)超聲檢查的一個重要補(bǔ)充。由于乳腺癌在臨床主要表現(xiàn)為乳腺腫塊,故彈性成像對乳腺腫瘤的檢測有其獨(dú)到的優(yōu)勢。超聲彈性成像的基本原理超聲彈性成像是用超聲探頭沿壓縮方向(軸向)向組織發(fā)射超聲波(RF信號),對壓縮前后超聲回波信號間的時延估計進(jìn)行復(fù)合自相關(guān)分析,計算出組織內(nèi)各點(diǎn)的位移以估計組織應(yīng)變值,從而推算出組織的彈性系數(shù),加以灰階或偽彩色編碼的成像方式[10]。組織的彈性系數(shù)大(硬度大),其引起的應(yīng)變相對較小,彈性系數(shù)小(硬度大),其引起的應(yīng)變相對較大[10、11]。正常乳房主要由脂肪組織、腺體組織及少量纖維組織構(gòu)成。當(dāng)處于致瘤因素作用下,局部組織細(xì)胞可能發(fā)生異常增生而導(dǎo)致腫瘤形成,常表現(xiàn)為局部的硬性腫塊。彈性成像能依據(jù)組織硬度的不同,將乳腺內(nèi)的脂肪組織與較致密的實質(zhì)性組織作出區(qū)別[12]。Krouskop等[13]用體外實驗說明了乳房內(nèi)不同組織在外力作用下所呈現(xiàn)的不同應(yīng)變。其研究顯示,乳房內(nèi)脂肪組織的彈性系數(shù)最小,正常乳腺組織比脂肪組織大1個等級,乳房纖維組織較脂肪組織大1-2個等級,導(dǎo)管內(nèi)原位癌較乳腺組織大得多,導(dǎo)管浸潤癌比其他任何組織的彈性系數(shù)更大得多。此研究為進(jìn)一步的在體研究提供了基礎(chǔ)。二、超聲彈性圖像的采集方法目前對組織彈性的定征主要是多普勒速度測量技術(shù)、剪切波傳播速度測量技術(shù)、時域互相關(guān)應(yīng)變測量技術(shù)和頻譜分析技術(shù)。前兩種技術(shù)采用給組織施加振動激勵的方式,主要用于動態(tài)測量,反映的是組織的動態(tài)彈性特性;后兩種技術(shù)采用給組織施加靜態(tài)壓縮激勵的方式,主要用于靜態(tài)測量,反映組織的靜態(tài)彈性特性[11]。目前已經(jīng)采用的方法有兩種[14]:1)多普勒速度測量方法:只需對現(xiàn)有的多普勒血流測量系統(tǒng)做局部改動即可用于組織彈性的測量。但這種方法測量必須借助外部機(jī)械振動激勵,對于體內(nèi)振動源引起的組織微小的形變難以測量。2)時域復(fù)合自相關(guān)應(yīng)變測量技術(shù):可測量組織在外力作用下產(chǎn)生的位移,從而得到組織的應(yīng)變。彈性成像的實現(xiàn)方式主要分手動和機(jī)械。由于非軸像運(yùn)動是影響彈性圖像質(zhì)量的一個重要因素[15],故實驗研究中通常采用步進(jìn)電機(jī)或者螺旋裝置驅(qū)動嵌有探頭的擠壓平板對組織施加壓縮。這種裝置不僅容易實現(xiàn)壓縮方向嚴(yán)格沿著超聲探頭的縱向而且也容易實現(xiàn)微小的壓縮量,具體的數(shù)值也可以測量,但是比較笨重,數(shù)據(jù)采集時間也較長,不適于臨床的實際應(yīng)用。無臂(freehand)掃查系統(tǒng)[16-18]的發(fā)展實現(xiàn)了由臨床醫(yī)師手持探頭的檢查方式,并仍能保證軸向壓縮及較小的壓縮量,實時彈性成像技術(shù)的發(fā)展[19、20](近8幀/秒)進(jìn)一步實現(xiàn)了實時圖像分析,彈性圖像可以與B超圖像同時顯示且能獲得高質(zhì)量的圖像,Hall[20]的研究中發(fā)現(xiàn)3mm的小病灶也能在實時彈性圖像上顯示。二、超聲彈性成像中圖像的分析方法目前對彈性成像圖像的分析方法國外都有一些研究,但都還處于探索階段,方法及標(biāo)準(zhǔn)不一。1997年Garra等[12]提出采用灰階彩色圖來定性分析彈性圖像。他們進(jìn)行了兩種成像模式下的聲像圖表現(xiàn)及病灶大小比較。超聲彈性圖上,軟組織如脂肪組織表現(xiàn)為明亮的區(qū)域;致密的組織,包括腺體組織及間質(zhì)成分、惡性腫瘤及其它腫塊都呈現(xiàn)為較暗的區(qū)域。但定性分析結(jié)果依賴于彩色圖的設(shè)定及彩色圖速度標(biāo)尺的設(shè)定。彩色圖設(shè)定不同,顯示的應(yīng)變值也有所差別。而彩色圖速度標(biāo)尺設(shè)定需考慮最佳的對比度和輝度以保持空間分辨率和對比度分辨率的平衡。Hiltawsky等[17]將標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)變值從0到負(fù)值以彩色圖上的紅色至藍(lán)色表示(即,組織較硬區(qū)對應(yīng)于藍(lán)色區(qū)域,而組織較軟區(qū)對應(yīng)于紅色區(qū)域),以此來比較兩種成像模式下感興趣區(qū)的應(yīng)變值。這種方法類似于CT的數(shù)據(jù)采集模式。國內(nèi)研究[21-23]多用日立EUB-8500型超聲診斷儀,采用日立公司推薦的硬度分級標(biāo)準(zhǔn),并以≥3級作為惡性病變的診斷標(biāo)準(zhǔn)。具體如下:1)1級:病灶區(qū)域整個變形明顯。2)2級:病灶區(qū)域部分扭曲變形。3)3級:病灶區(qū)域邊緣扭曲變形。4)4級:病灶區(qū)域沒有明顯變形。5)5級:病灶區(qū)域及其周邊沒有明顯變形。三、超聲彈性成像在臨床乳腺腫瘤檢測中的應(yīng)用超聲彈性成像在臨床乳腺病灶的診斷中的價值尚在研究中。正常組織間的彈性對比度一般在低(<6dB)到中度(<20dB)[13]),而病理組織與正常乳腺組織間的彈性對比度相對較大,一般>20dB,且由于彈性成像能產(chǎn)生高分辨率的圖像[17],故目前研究者多認(rèn)為彈性成像的優(yōu)勢在于對傳統(tǒng)B超聲像圖上較隱匿的微小病灶[12]、深在的難以觸及的病灶的檢出及定位,在鑒別良惡性腫瘤上彈性成像更有重要價值[21]。Giuseppetti等[24]的研究顯示超聲彈性成像對于<2cm的病變檢出敏感性達(dá)86%,特異性達(dá)100%。而Yamakawa等人[25]運(yùn)用實時超聲彈性成像能將直徑約5mm的非浸潤性導(dǎo)管癌清晰顯示出來。Garra[12]等的研究發(fā)現(xiàn),較之乳腺良性病灶的大小和形狀在兩種成像圖上相近,浸潤性導(dǎo)管癌在彈性成像圖上的大小要比其在灰階聲像圖上大,這可能由于惡性腫瘤周圍的結(jié)締組織牽拉周圍組織一起運(yùn)動所致[26]。通過比較兩種聲像圖上輝度及大小的差異可將75%的纖維腺瘤及56%的實性良性腫瘤與惡性腫瘤鑒別開來。更有研究指出,彈性成像圖上惡性腫瘤的面積平均要比灰階超聲聲像圖上大2倍[20],并且惡性腫瘤要比其周圍實質(zhì)組織硬四倍[27]。這些研究都提示,超聲灰階聲像圖與彈性成像圖上腫瘤的大小變化可作為鑒別良惡性腫瘤的一個指標(biāo)。此外,Garra[12]等的研究顯示超聲灰階聲像圖上表現(xiàn)為聲影區(qū)域的惡性腫瘤在彈性圖像上卻能顯示為邊界較清的腫塊,如此可勾勒出腫瘤的輪廓和邊緣。而彈性圖像上表現(xiàn)為應(yīng)變較低的病灶,其中一些與灰階聲像圖上的微鈣化點(diǎn)相對應(yīng)[28]。王怡等[21]的研究中也指出,在二維和多普勒均無明確惡性腫瘤聲像圖表現(xiàn)的未浸潤癌、微灶癌和微灶性小管癌,在彈性成像圖上能較清晰地顯示?？梢姵晱椥猿上裨谠缙诎l(fā)現(xiàn)、定位惡性乳腺腫瘤,確定腫瘤浸潤區(qū)域上有價值,且對手術(shù)具一定的指導(dǎo)作用。王怡等[29]的研究還提示彈性成像可將一些臨床上較難診斷的邊界不清,形態(tài)不規(guī)則的乳腺病和炎性病變與惡性腫瘤作出鑒別,這在臨床上具較高價值,可為進(jìn)一步的治療提供很有意義的參考。最新提出的粘彈性成像則是與組織微環(huán)境特異性相關(guān)的成像方式,其與病理變化相對應(yīng),不僅能反映出惡性腫瘤周圍的促結(jié)締組織增生反應(yīng)(這種變化是惡性腫瘤較特異的反應(yīng)),還能描述與腫瘤生長、轉(zhuǎn)移及對治療的療效反應(yīng)相關(guān)的代謝特性。但這種技術(shù)是否能最終用于臨床,即在乳腺腫瘤發(fā)展初期已出現(xiàn)間質(zhì)反應(yīng)或內(nèi)環(huán)境的改變而尚未侵破導(dǎo)管基底膜時即實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)上的價值尚在進(jìn)一步研究中[30]。四、超聲彈性成像的局限性超聲彈性成像不同于以往的超聲成像模式,對以往成像模式是個有力的補(bǔ)充,對提高超聲診斷率有較大的幫助,近幾年來引起了各方的關(guān)注。但由于此項技術(shù)應(yīng)用到臨床只是近兩年的事,技術(shù)上還需要不斷完善,就目前初步的一些臨床研究分析結(jié)果顯示,超聲彈性圖像的假陽性病例主要為伴發(fā)鈣化、膠原化、玻璃樣變和間質(zhì)細(xì)胞豐富的良性病變;而惡性病灶體積較大,或病灶內(nèi)伴有出血、壞死灶會導(dǎo)致假陰性[29]。另外,由于髓樣癌和黏液細(xì)胞癌硬度較差亦可能造成誤診[29]。由于彈性對比度會隨著應(yīng)變的改變而改變,一些纖維腺瘤在單純的彈性圖像上可能也探測不到[15]。王怡等[21]對184例乳腺腫塊的研究顯示,彈性成像鑒別良惡性病變的準(zhǔn)確率、敏感度和特異度分別在78.8%、76.1%和80.3%;但是,如果將彈性成像技術(shù)與傳統(tǒng)二維及多普勒技術(shù)結(jié)合,則超聲檢出惡性腫瘤的敏感性達(dá)到了97%,因此臨床應(yīng)用中將彈性圖像結(jié)合傳統(tǒng)的超聲圖像進(jìn)行分析顯得尤為重要。五、超聲彈性成像的前景實則上,超聲彈性成像類似于千年來沿用至今的觸診方法,通過感知軟組織的硬度變化來發(fā)現(xiàn)病變。但是彈性成像可獲取的信息顯然較觸診更多,且更加直觀、客觀、敏感而準(zhǔn)確,不僅能幫助早期發(fā)現(xiàn)不易觸及的微小及深在的病灶,在識別傳統(tǒng)灰階聲像圖上難以發(fā)現(xiàn)的病變浸潤區(qū)域上也有優(yōu)勢,還能鑒別一些臨床上較難診斷的乳腺病灶,如不典型的乳腺病及炎性病變。并且,如果彈性成像圖與灰階聲像圖上腫瘤的大小比較確可作為一種可靠的檢測指標(biāo),那么臨床早期發(fā)現(xiàn)惡性乳腺癌的比率將大大提高,需要接受活檢以確定良惡性的患者數(shù)也將大大減少,既可幫助減輕社會醫(yī)療保健的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),也可減輕患者自身身體和心理上的痛苦。因而,超聲彈性成像結(jié)合傳統(tǒng)超聲檢查也可作為乳腺病變早期篩查的良好手段。當(dāng)然,超聲彈性成像技術(shù)還需要進(jìn)一步完善,其臨床應(yīng)用價值也還在研究中。目前的問題集中在圖像質(zhì)量上,如何進(jìn)行快速有效的數(shù)據(jù)采集,如何設(shè)定最佳的彈性參數(shù)分級,如何分辨和減少偽像等,這些都是決定彈性成像達(dá)到臨床實用的關(guān)鍵。但無論如何,彈性成像技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)超聲成像的不足,使病變的顯示域拓寬,在檢出、定位和對病灶的定性上顯出很多優(yōu)勢,使現(xiàn)代的超聲技術(shù)更為完善,這種技術(shù)的進(jìn)一步完善將對臨床起到重要作用。參考文獻(xiàn)1.劉道安.2005年國際乳腺癌學(xué)術(shù)會議舉行早期乳腺癌多數(shù)可治愈《.中國中醫(yī)藥報》總2331期2.BurhenneHJ,BurhenneLW,GoldbergF,etal.IntervalbreastcancersintheScreeningMammographyProgramofBritishColumbia:analysisandclassification.AJRAmJRoentgenol,1994,162:1067-1071;discussion,1072-10753.RobertsonCL.Aprivatebreastimagingpractice:medicalauditof25,788screeningand1,077diagnosticexaminations.Radiology,1993,187:75-794.KerlikowskeK,GradyD,BarclayJ,etal.Effectofage,breastdensity,andfamilyhistoryonthesensitivityoffirstscreeningmammography.JAMA,1996,276:33-385.KolbTM,LichyJ,NewhouseJH.Comparisonoftheperformanceofscreeningmammography,physicalexamination,andbreastUSandevaluationoffactorsthatinfluencethem:ananalysisof27,825patientevaluations.Radiology,2002,225:165-1756.MandelsonMT,OestreicherN,PorterPL,etal.Breastdensityasapredictorofmammographicdetection:comparisonofintervalandscreen-detectedcancers.JNatlCancerInst,2000,92:1081-10877.LibermanL,MorrisEA,DershawDD,AbramsonAF,TanLK.MRImagingoftheipsilateralbreastinwomenwithpercutaneouslyprovenbreastcancer.AJRAmJRoentgenol,2003,180:901-9108.HouMF,ChuangHY,Ou-YangF,etal.Comparisonofbreastmammography,sonographyandphysicalexaminationforscreeningwomenathighriskofbreastcancerinTaiwan.UltrasoundMedBiol,2002,28:415-4209.LeachMO,BoggisCR.ScreeningwithmagneticresonanceimagingandmammographyofaUKpopulationathighfamilialriskofbreastcancer:aprospectivemulticentrecohortstudy(MARIBS).Lancet.2005May10.OphirJ,CéspedesI,PonnekantiH,etal.Elastography:aquantitativemethodforimagingtheelasticityofbiologicaltissues.UltrasonicImaging,1991,13:131-13411.劉忠國,王明時.生物組織超聲彈性定征的進(jìn)展.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志.JBiomedEng,2005,22(1):207-21012.GarraBS,CespedesEI,OphirJ,etal.Elastographyofbreastlesions:initialclinicalresults.Radiology,1997,202:79-8613.KrouskopTA,WheelerTM,KallelF,etal.Elasticmoduliofbreastandprostatetissuesundercompression.UltrasonicImaging,1998,20(4):260-27414.李治安.臨床超聲影像學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社.2003.7115.Ce′spedesEI,OphirJ.Reductionofimagenoiseinelastography.UltrasonicImaging,1993,15:89-10216.DoyleyMM,BamberJC,FuechselF,etal.Afreehandelastographicimagingapproachforclinicalbreastimaging:Systemdevelopmentandperformanceevaluation.UltrasoundMedBiol,2001,27(101):1347-135717.HiltawskyKM,KrugerM,StarkeC,etal.Freehandultrasoundelastographyofbreastlesions:Clinicalresults.UltrasoundinMed.&Biol,2001,27(11):1461-146918.VargheseT,ZagzebskiJA,FrankG,etal.ElastographicimagingusingahandheldcompressorUltrasonicImag,2002,24(1):25-3519.KonofagouEE.Quovadiselasticityimaging?Ultrasonics,2004,42(1-9):331-33620.HallTJ,ZhuY,SpaldingCS.Invivoreal-timefreehandpalpationimaging.UltrasoundMedBiol,2003,29:427-43521.王怡,王涌等.組織彈性成像鑒別乳腺良惡性腫塊的價值評估.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2005,21(11):1704-170622.徐智章,俞清.超聲彈性成像原理及初步應(yīng)用.上海醫(yī)學(xué)影像,2005,14(1):3