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實時組織彈性成像技術定量評價宮頸良惡性腫塊的應用價值*

來源:中華現代影像學雜志 作者:魯蓉,肖螢△作者單位:410008 湖南長沙,中南大學湘 2013-2-27
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摘要: 【摘要】 目的探討實時組織彈性成像技術定量評價宮頸良惡性腫塊的應用價值。方法對84例宮頸腫塊患者共84個病灶,應用實時組織彈性成像技術,測量腫塊組織與周圍組織的彈性應變率比值,與病理診斷結果相對照,采用受試者工作特征(ROC)曲線,獲得區分宮頸良惡性腫塊彈性應變率的臨界值。結果(1)宮頸腫塊良性組彈性應變......


【摘要】  目的探討實時組織彈性成像技術定量評價宮頸良惡性腫塊的應用價值。方法對84例宮頸腫塊患者共84個病灶,應用實時組織彈性成像技術,測量腫塊組織與周圍組織的彈性應變率比值,與病理診斷結果相對照,采用受試者工作特征(ROC)曲線,獲得區分宮頸良惡性腫塊彈性應變率的臨界值。結果(1)宮頸腫塊良性組彈性應變率比值為2.09±1.98,惡性組彈性應變率比值為6.67±1.03,兩組間差異有顯著性(P<0.05)。(2)宮頸良惡性腫塊彈性應變率比值的ROC曲線下面積為0.909,差異有顯著性(P<0.05)。(3)通過ROC曲線確定宮頸良惡性腫塊的彈性應變率比值的臨界點為4.045,診斷惡性腫塊的敏感性、特異性、準確性分別為90.25%、86.3%、93.23%。結論實時組織彈性成像技術對能定量評價宮頸良惡性腫塊,對于鑒別診斷具有較高的應用價值。

【關鍵詞】  超聲彈性成像;宮頸腫塊;ROC曲線;彈性應變率比值

  ObjectiveTo evaluate the value of real-time ultrasonic elastography quantitative methods in differential diagnosis of cervical nodules.MethodsEighty-four patients with cervical nodules,including 84 lesions,were included in the study. A total of cervical nodules were examined with traditional ultrasonography and elastosonography from which the strain ratios (SR) were derived,with pathological results as the reference standard. And a receiver-operating characteristic (ROC) curve was used to identify the value of optimal operating point for differential diagnosis of cervical nodules.Results(1)The strain ratio of benign lesions was 2.09±1.98,which was significantly different from the value of malignant ones 6.67±1.03 (P<0.05).(2)The area under the ROC curve was 0.909,which showed a high statistical significance. (3)It showed that the optimal operating point of ROC curve was 4.045. The sensitivity,specificity and accuracy were 90.25%,86.3% and 93.23%,respectively.ConclusionThe real-time tissue ultrasonic elastography in diagnosing malignant cervical lesions has a high value in identifying cervical malignancy and benignancy.

  [Key words]Ultrasonic elastography;Cervical lesions;ROC curve;Strain ratio

  宮頸癌是全球婦女惡性腫瘤中僅次于乳腺癌的第二個最常見的惡性腫瘤,在發展中國家婦女中其發病率居第一位,我國占全世界發病人數的1/3,發病以每年2%~3%的速度增長。早期診斷宮頸癌是防治該病的關鍵[1]。目前,診斷方法有細胞學、組織學。宮頸活檢雖是診斷的金標準,但此項檢查畢竟有創。超聲檢查因其無創性、實時性已廣泛應用于臨床。超聲彈性成像是新近發展起來的一種超聲診斷技術,已在乳腺、前列腺、甲狀腺及肝臟腫塊良惡性的診斷中顯示出較廣闊的應用前景[2~5],但在宮頸病變診斷方面研究甚少。2008年上海超聲會議上有學者提出將其應用于婦科經陰道超聲檢查,國外已有學者從事彈性成像技術在宮頸病變診斷中的價值研究[6~9]。本研究旨在探討超聲彈性應變率比值在宮頸良、惡性腫塊診斷中的最佳臨界點及其在宮頸腫塊鑒別診斷中的應用價值,為超聲鑒別診斷宮頸病變提供一項新的診斷指標。

  1資料與方法

  1.1研究對象2010年3—9月,對本院婦科擬診為宮頸病變的84例女性患者(84個病灶)行常規二維超聲及超聲彈性成像檢查,所有病灶最終均由病理結果證實。年齡:惡性組(44例)32~64歲,中位年齡(47.8±13.7)歲;良性組(40例)19~55歲,中位年齡(35.21±9.9)歲。病灶的直徑:惡性組30.5~47.8mm,中位值(40.7±8.9)mm;良性組5.6~44.8mm,中位值(19.7±9.3)mm。

  1.2儀器與方法采用Hitachi HV900彩色超聲診斷儀,陰道、直腸兩用探頭,頻率4.0~8.0MHz。患者排空膀胱后,取仰臥位。首先用常規二維模式經陰道超聲掃查宮頸,主要觀察宮頸厚度、宮頸管線是否連續、宮頸內膜厚度及回聲、宮頸內有無占位病灶以及病灶部位、個數、大小、形態、邊界、回聲及其與周圍組織的關系。再切換到彈性模式,行超聲彈性成像檢查。顯示病灶并相對固定探頭位置,手持探頭在感興趣部位(defined region of interest,ROI)做細微運動。外力與施加外力頻率的綜合指標在儀器顯示屏上,有數字1~7顯示,以控制在2~3為宜。每次采集的圖像必須成像維持2~3s,以保證圖像的穩定性,凍結保存靜態圖像。彈性圖中以彩色編碼代表不同組織的彈性大小,綠色代表ROI組織的平均硬度,紅色代表較平均硬度更軟,藍色代表較平均硬度更硬。根據彈性成像評分5分法[10]評估:病變區與周圍組織完全為綠色覆蓋,評為1分;病變區藍綠混雜,以綠色為主,評為2分;病變區以藍色為主,周邊見部分綠色,評為3分;病變區完全為藍色覆蓋,評為4分;病變區完全為藍色覆蓋,周圍部分組織也為藍色,評為5分。以評分4~5分的病灶診斷為惡性病變,<3分的病灶診斷為良性病變。最后采用應變率比值(strain ratio,SR)評估組織硬度,公式SR =ΔεtissueB/ΔεtissueA。ΔεtissueA表示腫塊組織A的軸向應變力;ΔεtissueB表示腫塊周圍正常組織B的軸向應變力。在彈性圖上,A與B的取樣應盡量保持同大小、同形狀、同深度,用超聲診斷儀自帶的測量軟件測量。SR越高,表明腫塊組織質地較周圍同層宮頸組織越硬。

  1.3統計學方法采用SPSS13.0分析軟件,計量資料以均數±標準差表示,組間比較采用t檢驗,以病理結果作為金標準。構建受試者工作特征曲線(Receiver operating characteristic curve,ROC曲線),根據約登指數(敏感性+特異性-1)最高的臨界點確定應變率比值的診斷界點。計算曲線下面積(area under curve,AUC),比較彈性評分與應變率比值診斷準確性。

  2結果

  經手術后病理結果證實,84個腫塊中惡性病變44例(44個病灶),良性病變40例(40個病灶)。惡性病變中鱗狀細胞癌39例,腺癌5例;良性病變中宮頸腺囊腫17例,宮頸息肉14例,平滑肌瘤9例。

  2.1本研究常規二維超聲宮頸炎性病變(宮頸腺囊腫、宮頸息肉)主要表現為宮頸厚度增大,宮頸內見多個囊性無回聲區或實質性中等回聲區,直徑多為1cm左右。宮頸良性病變(宮頸平滑肌瘤)主要表現為宮頸前或后壁低回聲腫塊,邊界清,改變探頭掃查角度,可顯示宮頸管內膜。宮頸惡性病變(宮頸癌)早期無明顯改變,中晚期主要表現為宮頸膨大,形態失常,宮頸內不均質低回聲腫塊,與周圍組織分界不清。當癌灶向膀胱或宮旁浸潤時,膀胱壁不光滑,子宮周圍有不規則低回聲腫塊。

  2.2本研究彈性評分宮頸炎性病灶硬度較周圍宮頸組織基本相當或偏低,呈中等稍低硬度,病灶區域以綠色為主,評分主要為1~2分。宮頸平滑肌瘤病灶硬度較炎性病灶增加,病灶區域以藍色為主導,周圍區域顯示綠色假包膜,評分主要為3分。宮頸癌病灶硬度明顯增加,病灶區域完全為藍色覆蓋,評分主要為4~5分(表1)。以評分≥4分為惡性,<3分為良性或炎性,則診斷宮頸良惡性腫塊的敏感性、特異性、準確性分別為86.36%(38/44)、75%(30/40)、80.95%(68/84)。本研究惡性組中1個腫塊內部出現出血壞死,實性部分較少,彈性成像特點為“藍-綠-紅”分層現象。良性組中1個腫塊為平滑肌瘤并鈣化,腫塊前緣為半環狀強回聲鈣化灶。故未對以上腫塊進行應變率比值測量。惡性組其余43個腫塊彈性應變率比值為6.67±1.03 (圖1),良性組其余39個腫塊實性部分彈性應變率比值為2.09±1.98(圖2)。良性組較惡性組彈性應變率比值低,差異有顯著性(P<0.05) (表2)。將所有可能彈性應變率比值作為閾值進行靈敏性與特異性計算后,以靈敏性作為縱坐標、1-特異性為橫坐標繪制ROC曲線(圖3)。計算曲線下面積(AUC)為0.909,與AUC=0.5比較,差異有顯著性(P<0.05),表明彈性應變率比值有較高的診斷價值。根據靈敏性與特異性計算約登指數,確定彈性應變率比值4.045為ROC曲線上最佳診斷臨界點,則診斷的敏感性、特異性、準確性分別為90.25%、86.3%、93.23%。由此可見,彈性應變率比值準確性較彈性評分5分法高。表184個病灶彈性成像評分與病理結果表2彈性應變率比值鑒別診斷宮頸良惡性腫塊

  3討論

  正常組織具有特有的組織彈性,當受到炎癥、良性病變、腫瘤等影響時,能引起自身彈性的改變。根據此原理,Ophir[11]等于1991年提出彈性成像技術,即依據不同組織的彈性系數不同,再施加外力后其應變(主要為形態改變)也不同,收集被測體某時間段內的各個片段信號,利用復合相關方法對壓迫前后反射的回波信號進行分析,估計組織內部不同位置的位移,計算出變形程度,再予以色彩編碼,從而預測病變的程度。如腫瘤組織彈性系數大,不易受壓,受壓后位移變化小,顯示藍色;良性病變、炎癥時,組織彈性系數小,受壓后位移變化大,顯示紅色;彈性系數中等的組織顯示綠色。因此,彈性成像技術獲取的信息是對傳統超聲檢查的重要補充。圖3以病理結果為金標準,以靈敏度為縱坐標、1-特異度為橫坐標,建立宮頸良惡性腫塊彈性應變率比值的ROC曲線,曲線下面積AUC為0.909

  目前,國內外主要采用彈性評分5分法來評價宮頸組織的良惡性[12]。但病灶的色彩受到取樣框大小、取樣框內組織范圍與硬度的影響。當宮頸組織質地改變時,可能影響病灶的彈性評分。另外,彈性評分受到超聲醫師主觀因素的影響而導致評分的偏倚。因此,對于評為3分或4分的病灶,尤其有必要進行應變率比值的測量。應變率比值測量是通過比較分析兩個ROI的彈性圖,計算二者彈性應變率比值[13]。Waki等[14]研究發現,應變率比值可反映病灶的相對硬度,檢測病灶的良惡性質。本研究表明,宮頸良惡性病灶的應變率比值之間的差異有統計學意義。Swets等[15]通過繪制ROC曲線,用AUC評價腫塊良惡性判斷標準的準確性:AUC<0.5為無診斷價值,0.5~0.7為準確性較低,0.7~0.9為準確性一般,>0.9為準確性較高。本研究AUC為0.909,表明應變率比值對于宮頸良惡性病灶的鑒別診斷準確性較高。以4.045為臨界點判斷腫塊良惡性具有診斷意義,其敏感性、特異性、準確性分別為90.25%、86.3%、93.23%,表明以該點為臨界值漏誤診率低、準確率高。本研究中檢測的43個惡性病灶中,有3個漏診,39個良性病灶中,有4個誤診。這可能與良惡性病灶的應變率比值之間存在某些重疊有關。主要原因如下:其一,惡性病灶內部出現液化壞死或良性病灶出現機化、鈣化時,導致病灶的硬度改變;其二,惡性病灶范圍小,組織硬度相對于周圍組織改變不明顯。因此,實時組織彈性成像定量技術診斷宮頸病灶亦存在一定的漏、誤診率。在實際操作中,仍需結合二維灰階、彩色多普勒超聲綜合評價,以提高準確性。本研究有兩種特殊情況:其一,宮頸平滑肌瘤伴鈣化時,超聲表現為病灶內見大片半環狀鈣化斑,彈性成像強回聲斑后方腫塊內為藍綠相間或完全為藍色;另外1例宮頸平滑肌瘤,術后病檢發現病灶中纖維組織較多,平滑肌細胞較少,則病灶切面與子宮顏色差別大,且質堅硬。因此,彈性應變率比值增高,達43.3~72.27。其二,宮頸癌病灶中出現出血壞死灶,超聲表現為病灶內出現囊性結節,實性部分較少,無法在實性部分內勾畫出ROI,若在囊性部分勾畫的ROI,獲得的應變率比值變化較大。因為,病灶內出現囊性變時,囊性結節對邊緣區域在進行彈性成像時,對壓力和壓放頻率的感受可能會受到液性部分的影響,導致病灶硬度相對減低,彈性應變率比值降低。因此,本研究證實,實時組織彈性成像定量技術不適合上述病灶的診斷。這兩種情況可導致根據應變率比值判斷宮頸腫塊良惡性時,出現假陽性與假陰性結果。綜上所述,實時組織超聲彈性成像技術為診斷宮頸良惡性病變提供了新方法,可對宮頸惡性腫塊進行初篩,彈性應變率比值的測定可量化宮頸腫塊的硬度,為常規超聲提供更為客觀、準確的信息,具有廣闊應用前景。(本文圖1、2見封二)

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