超声弹性成像在乳腺疾病诊断中的运用及定量研究

超声弹性成像在乳腺疾病诊断中的运用及定量研究超声弹性成像在乳腺疾病中具有良好的应用前景，本文对超声乳腺弹性成像的原理、扫描技术、早期和最新的临床应用予以综述,重点介绍新技术应变率和剪切力在乳腺肿块的运用情况。

标签：超声;弹性成像;乳腺;应变率;剪切波【Abstract】Ultrasonic elastography(UE) has a bright future in the diagnosis of breast diseases. The purpose of this article is to summarize the theory , scaning technique of UE and the clinical application of using this technique at early time and nowadays. The emphasis of this article is to introduce the new technique of the diagnostic performance of the strain ratio and shear wave elastography.【Keyword】Ultrasound, Elastography, Breast,Strain ratio,Shear wave近年来，乳腺疾病日益增多，尤其是乳腺癌，发病率有上升的趋势，在我国的一些大城市，已跃居女性恶性肿瘤的首位［1］。

因此早期发现、早期诊断、早期治疗是提高乳腺恶性病变生存率的关键。

超声检查如今已成为检查乳腺疾病最常规的影像学技术之一，超声弹性成像为乳腺肿瘤良恶性的诊断和鉴别诊断开辟了新天地，本文重点介绍新技术应变率和剪切力在乳腺肿块的运用情况。

1 乳腺弹性成像原理1991年Ophir等首次提出了弹性成像这个概念。

弹性成像基本原理是对所关注的物质进行外界施压，由于各物质的弹性形变有所不同，则物质受外压后形态变化也不同。

生物学基础是各组织间存在硬度的差异，原因为组织的分子结构的形式有所不同，从感官上来说就如触诊时，良性肿块的硬度、活动度与恶性的有着明显的区别，弹性成像技术就是运用一些参数，来反映组织间的这些差异。

超声弹性成像是运用探头直接加压或特殊的探头发射超声波，然后接收压缩前后的回波信号，计算出受压后组织各点位移，利用自相关综合分析法算出各组织的不同弹性系数。

最后把获得的数字信号以灰阶或彩色的方式编码成像，形成组织弹性力学的分布图。

最初采用灰阶彩色图来定性分析弹性图像，该图像将较疏松的组织设定为明亮的区域，如脂肪组织；而较致密设定为较暗的区域的组织，如间质成分及恶性肿瘤。

2 乳腺弹性成像最初临床运用在乳腺疾病中，Itoh等［2］提出了弹性成像评分5分法。

评判标准为：1分为受压后病灶整体变形，图像为整体的绿色，2分局部变形，呈现绿色和蓝色的马赛克状，3分边缘变形，图为中心蓝色，周边绿色，4分为未变形，为整体的蓝色，5分病灶及周边都未变形，整个及周边都为蓝色。

国内罗葆明［3］等通过研究将4分以上定为恶性，3分以下定为良性，其诊断的敏感性为88.7%，特异性为96.3%，准确性为94.4%。

5分法对乳腺癌的诊断较高，但仍存在一定的误诊率，原因是不同组织间弹性系数的重叠性，如髓样癌和粘液癌的诊断准确性较低，因所含纤维等成分少，实质成分多，质地较软，弹性评分相对较低，恶性病灶内部发生出血及坏死液化时也可导致弹性成像评分偏低，而良性病灶纤维增生、钙化或胶原化及玻璃样变时则导致弹性系数增大，另外施加外力过轻或过重，也影响病灶弹性的评判。

3 弹性成像如今的进展⑴应变率（strain ratio，SR），指形变发生的速度，是单位时间内的应变，也等于单位长度的速度差别变化。

Gee等［4］提出应变图像能很好的显示组织硬度的定量信息。

SD测量工具是附带的软件，有两种计算应变率的方法，一为整体应变率（ERS）：即病灶组织的整体弹性系数与正常腺体组织的比值，用于评价病灶质地的坚硬程度。

另外一个是局部应变率（LSR）：即寻找病灶内最高组织弹性值-病灶内最低组织弹性值再与正常腺体组织弹性值相比，评价病灶组织质地的均匀程度。

SR测量是一种相对比较简便、客观的方法。

据Zhi等研究表明SD能提供比5分法更多、更可靠的诊断信息，SD的ROC的曲线下面积是0.944，而5分法的ROC曲线下面积是0.885。

目前国内主要的参考标准为智慧等［5］提出ESR 以3.08为最佳临界点，其敏感性97.38%，特异性91.33%。

应变率的方法将弹性成像技术参数量化，具有了客观性，避免了早期评分的主观性。

对于ESR和LSR的比较研究中，秦石成等［6］ESR以3.16为最佳临界点，LSR以31.15为最佳临界点，即所获得的弹性比率值≤3.16时认为良性病灶；>3.16时认为恶性病灶；LSR中≤31.15为良性，＞31.15为恶性，ESR的敏感度、特异度、准确率分别为88.33%、88.24%、88.28%，LSR的分别为96.67%、94.12%、95.17%。

另外魯媛媛等［7］的研究ESR采用3.48作为参考诊断比值时，其敏感度为85.7%，特异度为78.8%；LSR采用32.05作为参考诊断比值时，其敏感度为97.1%，特异度为81.8%。

两个研究均显示，病灶局部弹性参考比值优于病灶整体弹性参考比值。

由于恶性肿瘤易出现生长快速，血供不足时发生液化坏死，使得肿块内部成分丰富多样，当运用ESR时得出的应变率小于实际肿块本身的硬度，而运用LSE增加了组织局部硬度参数，能对病灶量化更加全面。

⑵剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE），A.P.Sarvazyan 等人于1996年提出，利用聚焦超声波束调制使生物粘弹性组织内产生声剪切波，组织随后发生形变，焦区外辐射力迅速衰减，剪切波局限于组织内部区域。

剪切波运用于组织的弹性中，主要原理为已知组织的密度ρ后，只需测出剪切波的传播速度，就能算出组织的弹性组织的硬度，关系公式为E=3ρC2 。

其中E表示弹性模量（即杨氏系数），根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，也就是杨氏模量越大，组织的硬度就越大，因而可以根据杨氏系数来定量评价不同生物状态下的组织弹性。

常规超声不能够测出剪切波的量，只能采用独特技术的探头和MultiwaveTM多波技术平台，该项技术由法国Supersonic Imagine 公司推出，也叫声脉冲辐射力成像技术。

原因为剪切波是横波，传播速度很慢，而且量少，为了达到可测量组织的杨氏模量值，只能发射连续的单频振动脉冲波到体内，再在不同深度的组织内产生连续聚焦剪切波，并产生“马赫锥”现象，并且超声成像速度达到20000Hz/秒，才能够获得剪切波弹性成像，做出定量的判断，而该速度是传统成像速度的200倍。

然后运用超快速成像系统记录剪切波，通过互相关算法定量剪切波引起斑点的运动速度，所以该技术不仅实现了声波下触诊，同时有了图像的实时性，是一种真正意义上的弹性量化技术。

国外报道Chang JM和传统超声比较：恶性肿瘤平均值为153.3±58.1kPa，良性为46.1±42.9kPa，其中浸润性导管癌为157.5±57.07 kPa、浸润性小叶癌169.5±61.06 kPa、导管内癌117.8±54.72 kPa、纤维瘤49.58±43.51 kPa、增生病变35.3±31.2 kPa、导管内乳头状瘤69.5±63.2 kPa、硬化性腺病149.5±132.4 kPa。

在乳腺良性和恶性肿块组织弹性的绝对值有着明显的不同，SWE敏感性和特异性分别为88.8%、84.9%，ROC曲线下面积传统为0.898，SWE为0.932，表明了剪切波弹性成像优于传统超声检查。

目前国内李俊来等提出，采用利用组织弹性的最大值、平均值和最小值进行组织定征，通过研究乳腺恶性病灶的平均弹性最大值、平均值及最小值分别为113.92±61.05kPa、55.68±31.65kPa及23.45±16.13kPa，良性为37.26±24.10 kPa、23.45±14.73 kPa、13.61±9.49 kPa，恶性与良性病灶弹性最大值、最小值和平均值比较均有显著性差异。

检测也发现弹性值由大到小的顺序是浸润性导管癌、腺癌、腺病伴纤维腺瘤形成或导管内乳头状瘤、纤维腺瘤、腺体、脂肪，不同组织的弹性模量存在差异，由此推测量化这些不同组织后可识别出组织成分。

它的主要优点是结合常规超声影像，检测特定区域组织的弹性硬度；解决生物弹性重构，且可近似統一不同生物组织的弹性重构方法；有了图像的实时性；采用的剪切波弹性成像图用彩色编码后叠加在二维灰阶图上，获取客观弹性数据，达到组织定征的目的；与以往的弹性成像相比，具有无需施压以及定量测量结果不受操作者影响、极佳的可重复性。

4 弹性成像的展望超声弹性成像的运用有着广阔的前景，由当初的灰阶直观图像发展到如今的定量分析，超声弹性成像获得的信息由人为直观定性到借助组织物理指标定量，更加准确完善可靠，乳腺病灶与同水平腺体组织的应变率比值能够半定量的反映病灶的硬度，较常用的超声弹性成像评分法判断病灶良恶性更客观，剪切波弹性成像为生物弹性重构提供了很好的基础研究。

都为判断乳腺病灶的良恶性提供新的检查指标，将大大提高早期乳腺癌的检出率，需要接受活检以确定良恶性的患者数也将大大减少，对临床早期发现病变有着重要的意义。

虽然现有技术还需要进一步完善，不同组织内部的弹性系数重叠性这个问题无法由上诉技术避免，但无论如何弹性成像技术的不断发展弥补了传统超声的不足，并将不断被临床广泛使用。

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