乳腺超聲彈性成像

關(guān)于乳腺超聲彈性成像第1頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三一、概述1.乳腺超聲的優(yōu)勢和劣勢高分辨率乳腺超聲能夠發(fā)現(xiàn)大量臨床捫診陰性和×射線檢查陰性的微小病變，深受臨床的歡迎。已經(jīng)成為乳腺病變最最常用的一種檢查技術(shù)。第2頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三乳腺超聲可分為以下幾種類型：（1）B型（灰階超聲）：優(yōu)勢：高分辨率，檢出大量臨床捫診陰性和X射線檢查陰性的乳腺病變；以病理為金標(biāo)準(zhǔn)，乳腺癌的檢出率達(dá)99%。局限性：定性困難，大約40%的病變難以判斷良惡性。（2）D型（多普勒血流成像）：惡性多為2-3級(jí)，良性0-2級(jí)，良惡性血流分級(jí)有明顯交叉。觸診：病變硬度，與周圍組織的粘連度，判斷良惡性。（3）E型（彈性成像）：提供組織硬度信息的成像模式。第3頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三下面為不同病理類型的良性病變和惡性病變的二維超聲圖像，分析后可發(fā)現(xiàn)，二維超聲比較容易發(fā)現(xiàn)病變，但難以定性。第4頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■良性病變第5頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■惡性病變第6頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三下表為8412例乳腺超聲檢查的報(bào)道以病理為金標(biāo)準(zhǔn)，乳腺二維超聲對乳腺癌的檢出率達(dá)到99%，但定性困難。第7頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三超聲診斷乳腺癌的診斷學(xué)評(píng)價(jià)：以病理為金標(biāo)準(zhǔn)，判斷超聲診斷的敏感度，特異度，準(zhǔn)確度都很高，大于85%。，見下表。各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為：敏感度：86.5％；特異度：91.5％；準(zhǔn)確度：89.7％；陽性預(yù)測值：84.9％；陰性預(yù)測值：92.4％。第8頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2.觸診觸診是最為常用、有效的臨床檢查方法，至今已沿用了幾個(gè)世紀(jì)。然而，觸診是一種主觀的判斷，與檢查者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系，缺乏客觀的量化指標(biāo)，且深部組織不易觸及。從工程學(xué)角度，觸診實(shí)際上是評(píng)價(jià)人體組織對抗變形的物理特性，這種特性稱為彈性模量。彈性模量=應(yīng)力/應(yīng)變。第9頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三二、超聲彈性成像1.超聲彈性成像的概念超聲彈性成像的概念：超聲彈性成像又稱組織應(yīng)變成像，或E型超聲，是一種提供組織硬度的成像模式，反應(yīng)組織的生物力學(xué)特性，一種新維度的超聲信息，為醫(yī)生提供更多診斷信息，有助于病變定性診斷關(guān)于超聲彈性成像的英文名稱，目前文獻(xiàn)中有以下幾種：Elastography（E模式）、ElasticityImaging（EI）、UltrasoundElastography（UE）、Real-timeTissueElastography（RTE)、StrainImaging應(yīng)變成像、elasto-sonography/elasto-ultrasonography。第10頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2.超聲彈性成像的原理超聲彈性成像技術(shù)的發(fā)展見下圖。第11頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三不同的組織有不同的彈性模量，彈性模量的差異是彈性成像的生物學(xué)基礎(chǔ)。手術(shù)標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)測試：乳腺脂肪、乳腺纖維化、非浸潤性癌、浸潤性癌（硬癌）彈性系數(shù)各不相同。脂肪組織→腺體組織→纖維化組織→非浸潤性癌→浸潤性導(dǎo)管癌，彈性系數(shù)系數(shù)逐漸增大。乳腺癌的彈性模量比正常脂肪和腺體組織高5—20倍，惡性腫瘤的彈性模量比纖維腺瘤高2—3倍。見左圖。組織彈性系數(shù)的差別遠(yuǎn)遠(yuǎn)比聲阻抗的差別大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，故可以發(fā)現(xiàn)B型圖像上模糊不清的病變。右圖為B型超聲和E型超聲的區(qū)別。其中綠色模塊與周圍組織聲阻抗不同，B模式顯示；黃色模塊與周圍組織聲阻抗相似，B模式不顯示；黃色模塊與周圍組織硬度不同，E模式清晰顯示。第12頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第13頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三下圖可見，兩種疾病二維成像圖上非常相似，接近卵圓形，低回聲，后方?jīng)]有衰減，回聲比較均勻，無法區(qū)分兩種疾病。第14頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三彈性成像超聲可區(qū)分兩種疾病，見下圖。左側(cè)病變?yōu)榫鶆蚓G色形變，表明組織比較軟，為纖維腺瘤；右邊病變基本上沒有形變，為藍(lán)色，表明病變比較硬，為浸潤性導(dǎo)管癌。第15頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三如果把性質(zhì)不同的兩種組織想象成兩個(gè)小球，那么不同組織在受到一定壓力的情況下，變形的程度各不相同，良性病變軟，變形程度大；惡性病變硬，變形程度小。變形程度的信息編碼成像即彈性成像。彈性成像的原理即生物體組織受到外力的作用產(chǎn)生變形，硬的病變變形小，軟的病變變形大。在受到外力的過程中這種變形就產(chǎn)生位移，位移代表變形的程度，也就是組織的硬度。第16頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三彈性成像過程中包括下面幾個(gè)環(huán)節(jié)（1）作用力Force：①外加：微小壓力，低頻振動(dòng)；②內(nèi)在：心臟搏動(dòng)，血壓變化，呼吸等。1%量級(jí)即可。（2）應(yīng)力stress：引起介質(zhì)周期性微小位移，追蹤ROI區(qū)域組織的位移變化，反應(yīng)組織硬度。（3）顯示show：灰階編碼圖或彩色編碼成像，半透明地覆蓋在二維圖像上，可得到彈性成像圖。（4）成像速度≥25f/s，可實(shí)時(shí)成像。第17頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三超聲彈性成像能夠直觀地顯示和量化組織彈性，是一種非侵入性成像方法，一種全新的反映組織生物力學(xué)特性的檢查手段。超聲彈性成像最早是日立超聲，現(xiàn)在幾乎各大廠家都推出了各自的彈性成像技術(shù)，如西門子、飛利浦、東芝、麥迪遜。這些超聲彈性成像技術(shù)圖像顯示有彩色、灰階、偽彩，并提供一些量化參數(shù)，如大小比（面積）、應(yīng)變率（病變/參考組織應(yīng)變比）。第18頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三3.組織硬度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

超聲彈性成像上對于組織硬度的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一般采用日本竹波大學(xué)植野教授的5分制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，見下圖。第20頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（1）首先觀察病變的二維圖像，用二維圖像找到病變，然后單鍵進(jìn)入彈性成像的模式，ROI放在病變區(qū)域，ROI的大小通常是病變的2—3倍。探頭輕放垂直于胸壁，壓力壓放頻率控制顯示（數(shù)字或顏色靶標(biāo)），多種顯示模式。簡單易行。彈性成像通常有左右兩副圖象，左側(cè)為二維超聲，右側(cè)為彈性成像，對比顯示。彈性成像有三種顯示方式：①灰階顯示；②彩色顯示：紅色表示軟，藍(lán)色表示硬，綠色表示平均硬度；③偽彩顯示。見右圖彈性成像評(píng)分1-3分判斷為良性，4-5分判斷為惡性。（2）量化參數(shù)。包括大小比較、應(yīng)變率及應(yīng)變率比。A.大小比較：比較腫瘤在彈性成像圖像和二維超聲圖像的大小，采用直徑比或面積比A1/A2B.應(yīng)變率及應(yīng)變率比：病變區(qū)及對照區(qū)的應(yīng)變率及兩者的比值,Strain1/Strain2。（3）不同病例類型的彈性圖像表現(xiàn)以及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。第21頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■浸潤性導(dǎo)管癌（1）病例1，F(xiàn)47Y，浸潤性導(dǎo)管癌。二維成像示最大長徑27mm，低回聲，形態(tài)不規(guī)則，毛刺狀，有血流信號(hào)。彈性圖與二維圖的病變面積比1.45，應(yīng)變率比2.64，整個(gè)病變以及周圍為藍(lán)色，評(píng)分5分。第22頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第23頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（2）病例2，<左乳>浸潤性導(dǎo)管癌。二維成像示包塊45×39×83mm，血流豐富，不規(guī)則，速度高，阻力指數(shù)增高。右下角可見彈性成像的彩色顯示和彈性成像的灰階顯示，彩色顯示病變?yōu)榫鶆蛩{(lán)色，彈性圖為黑色病變，表明該病變硬。該病變比較大，大的病變可以采用換不同的切面，或者是把包塊放在邊緣得到對照組織，從而進(jìn)行應(yīng)變率的比較。第24頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（3）病例3，F(xiàn)45Y，浸潤性導(dǎo)管癌。二維成像示病變回聲強(qiáng)弱不等，有液化、鈣化。明顯指向中央的血流信號(hào)，速度增高，阻力指數(shù)增大。彈性成像灰階顯示為黑色病變，彩色顯示為藍(lán)色病變，表明較硬。彈性成像與二維成像大小小1.65倍，應(yīng)變率比3.32，評(píng)分5分。第25頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（4）病例4，浸潤性導(dǎo)管癌，伴腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分別進(jìn)行乳腺癌包塊和腋窩淋巴結(jié)包塊超聲彈性成像。乳腺包塊彈性圖像示藍(lán)色，面積比1.13，應(yīng)變率2.46；腋窩淋巴結(jié)示藍(lán)色病變，應(yīng)變比6.33。第27頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■導(dǎo)管內(nèi)癌（1）病例1，F(xiàn)50Y，導(dǎo)管內(nèi)癌。二維超聲示病變直徑1cm左右，邊緣模糊不清，回聲不均勻，無明顯血流信號(hào)。后方?jīng)]有衰減，很難判斷病變性質(zhì)。彈性圖像灰階顯示以黑色為主，病變面積明顯大于二維圖像；彩色模式以藍(lán)色為主，病變面積明顯大于二維圖像，面積比2.12，應(yīng)變率2.56，評(píng)分5分。因此，彈性成像有助于早期乳腺癌的診斷。第28頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（2）病例2，〈右乳〉導(dǎo)管內(nèi)癌，灶性浸潤。二維圖像邊界模糊不清，雜亂低回聲，血流紊亂。彈性成像灰階顯示黑色為主的硬的病變。彈性成像彩色模式示藍(lán)色為主的硬的病變，應(yīng)變率1.53。因此，彈性成像幫助判斷病變的邊緣、范圍，病變的硬度有助于良惡性的判斷。第30頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第31頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■纖維腺瘤（1）F34Y，纖維腺瘤。二維成像示邊界清楚，形態(tài)規(guī)則，后方回聲增強(qiáng)，有少量的血流信號(hào)，速度比較低，阻力指數(shù)也比較低，彈性成像的彩色模式看到彈性成像的面積小于二維成像的面積，應(yīng)變率比是1.27。彈性圖像看得是以綠色為主。第32頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三（2）F40Y,〈右乳包塊〉腺病伴纖維腺瘤。二維成像示包塊邊界清楚，回聲比較均勻，后方回聲增強(qiáng)，血流速度高，阻力指數(shù)輕度增高，彈性成像的彩色模式以綠色為主，混雜藍(lán)色；評(píng)分2分。第34頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■F28Y，慢性炎癥伴膿腫二維圖像上示混合性包塊，邊界模糊不清，中間有液化。彈性圖像示邊界清楚，以藍(lán)色為主的硬的病變，應(yīng)變率比1.96，面積比1.45，評(píng)分5分。因此，彈性成像時(shí)不是孤立地只看彈性評(píng)分，還要結(jié)合二維超聲的圖像及病史。該病例單純根據(jù)彈性評(píng)分可能誤判為惡性病變。第36頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■F65Y，肉芽腫性炎，TB邊界清楚，形態(tài)規(guī)則，回聲比較均勻，彈性成像面積和二維面積之比1.11，應(yīng)變率比2.60。第37頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■纖維腺瘤，玻變伴鈣化二維圖像示鈣化。彈性圖像可見藍(lán)色均勻病變，應(yīng)變率比5.01，質(zhì)地很硬。評(píng)分5分。第38頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■乳腺囊腫乳腺囊腫典型表現(xiàn)：由淺到深為藍(lán)色、紅色、綠色，BRG三色，同意大利學(xué)者GiorgioRizzatto的觀點(diǎn)一致。左下圖是飛利浦超聲的AI技術(shù)，示無回聲病變的彩色顯示，所以無回聲的病變給予顏色的顯示更加形象。第39頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第40頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三無回聲成像技術(shù)乳腺囊腫的典型表現(xiàn)也可為BGR，即藍(lán)色、綠色、紅色三色癥，同日本學(xué)者AkoItoh的觀點(diǎn)一致。第41頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三■浸潤性導(dǎo)管癌同時(shí)伴有有雙側(cè)乳腺多發(fā)性囊腫下圖表明彈性成像對小的囊腫（幾個(gè)毫米）也有很好的顯示。第42頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三對兩組病變EI的大小和應(yīng)變率分析發(fā)現(xiàn)，惡性病變彈性成像的面積比二維的明顯的增大，面積比良性組1.14，惡性組1.38；應(yīng)變率良性組1.82，惡性組2.99，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見下表。乳腺良惡性病變EI的大小和應(yīng)變率大?。娣e比）應(yīng)變率惡性組均數(shù)1.382.99標(biāo)準(zhǔn)差0.230.49良性組均數(shù)1.141.82標(biāo)準(zhǔn)差0.090.50P值0.0480.002第43頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三結(jié)論（1）彈性成像的面積：惡性腫瘤彈性影像的面積通常比灰階超聲大；良性病變彈性影像的面積通常比灰階超聲小。有部分重疊。惡性組1.38±0.23；良性組1.14±0.04。（2）彈性成像應(yīng)變率：惡性組應(yīng)變率高于良性組；惡性組病變質(zhì)地相對硬，良性組病變質(zhì)地相對軟。惡性組2.99±0.49；良性組1.82±0.50。彈性成像對乳腺癌的診斷效能：以彈性成像評(píng)分≥4分診斷惡性，≤3分診斷良性，敏感度86%、特異度83%、準(zhǔn)確度92%。結(jié)合常規(guī)超聲，CDFI，有更高的診斷水平。高頻超聲經(jīng)常對無回聲的病變是低回聲還是無回聲判斷起來有困難，無回聲成像技術(shù)（AI技術(shù)）有助于良惡性的鑒別診斷。