乳腺超声弹性成像的临床应用及其组织病理学和生物力学基础研究

【摘要】第一篇超声弹性成像在乳腺病变的临床应用研究第一章静态超声弹性成像在乳腺病变的临床应用研究目的：评估静态超声弹性成像诊断乳腺良恶性病变的价值,并和常规超声成像相比较。方法：使用常规超声和静态超声弹性成像技术评估了207例女性患者的223个病灶,其中恶性病灶78个,良性病灶145个。使用5分评分法对每一病灶进行超声弹性评分,并测量每一病灶的应变比和应变彩色直方图平均值。评估常规超声、静态超声弹性成像和两者相联合的诊断价值,使用ROC曲线分析各种指标的诊断灵敏度、特异度和ROC曲线下面积(Az值)。结果：恶性病灶的弹性评分和应变比显著高于良性病灶,良性病灶的应变彩色直方图平均值显著高于恶性病灶。三者的ROC曲线下面积Az分别为0.831、0.842和0.852,之间无显著性差异。将这三项弹性指标和常规超声相联合最高可以获得0.941的Az值,体现出比常规超声成像更好的诊断效能。这种联合的诊断灵敏度为83.3%,特异度达89.0%,和常规超声成像相比较,在显著提高灵敏度的同时不明显降低特异度。根据这种联合诊断手段,良性病变的活检率将从常规超声的57.9%降低至26.9%,而同时让所有恶性病灶得到活检。结论：静态超声弹性成像有助于鉴别乳腺良恶性病变,可作为常规超声的补充,提高超声对乳腺病变的诊断效能。第二章剪切波超声弹性成像在乳腺病变的应用研究目的：评估剪切波超声弹性成像的定量和定性指标诊断乳腺良恶性病变的效能,特别强调了硬环征的诊断价值,并和常规超声成像相比较。方法：使用常规超声和剪切波超声弹性成像技术评估了193例女性患者的212个病灶,其中恶性病灶59个,良性病灶153个。测量每一病灶的弹性模量,并分别在180kPa的显示阈值和<180kPa的显示阈值条件下观察病灶边界区域是否出现硬环征。评估常规超声、剪切波超声弹性成像和两者相联合的诊断价值,使用ROC曲线分析各种指标的诊断灵敏度、特异度和ROC曲线下面积(Az值)。结果：在<180kPa显示阈值条件下的硬环征具有最佳的诊断效能,其Az值达到0.904,显著大于其他定性和定量剪切波超声弹性成像指标的Az值(P<0.05),和常规超声成像的Az值相接近。将这一弹性指标和常规超声相联合可以获得0.975的Az值,体现出比常规超声成像或任何单一弹性指标更好的诊断效能。这种联合的诊断灵敏度达98.3%,特异度达90.9%,和常规超声成像相比较,在显著提高灵敏度的同时不明显降低特异度。根据这种联合诊断手段,良性病变的活检率将从常规超声的56.9%降低至16.3%,而同时不遗漏任何需要进行活检的恶性病灶。结论：将剪切波超声弹性成像指标,特别是将在<180kPa显示阈值条件下的硬环征和常规超声相结合,有助于乳腺病变的诊断和鉴别诊断。第三章声辐射力弹性成像在乳腺病变的应用研究目的：评估声辐射力弹性成像(acousticradiationforceimpulseimaging,ARFI)的声触诊定量(VirtualTouchtissuequantification,VTQ)技术在诊断乳腺良恶性病变的应用,并和常规超声成像相比较。方法：使用常规超声和ARFI的VTQ技术评估了173例女性患者的175个病灶,其中恶性病灶67个,良性病灶108个。使用VTQ测量了患者病灶内部、病灶边缘、正常腺体和正常脂肪4个部位的4组剪切波传播速度,分别表示为SWVi(internalSWV,病灶内部剪切波速度)、SWVb(boundarySWV,病灶边缘区域剪切波速度)、SWVg(glandularSWV,正常腺体SWV)和SWVf(fattySWV,正常脂肪SWV)。评估良性组和恶性组4组SWV的差异。使用ROC曲线分析常规超声、SWVi、SWVb,以及常规超声联合SWVi和SWVb的诊断灵敏度、特异度和ROC曲线下面积(Az值)结果：恶性组的SWVi、SWVb、SWVg和SWVf均显著大于良性组。常规超声诊断乳腺恶性肿瘤的灵敏度、特异度和Az值分别为79.1%,77.8%和0.849;SWVi诊断乳腺恶性肿瘤的灵敏度、特异度和Az值分别为55.2%,95.4%和0.706;SWVb诊断乳腺恶性肿瘤的灵敏度、特异度和Az值分别为85.1%,55.6%和0.747；常规超声成像和SWVi、SWVb相联合诊断乳腺恶性肿瘤的灵敏度、特异度和Az值分别为83.6%,84.3%和0.907。这种联合的Az值显著大于常规超声的Az值。结论：VTQ具有辅助常规超声诊断乳腺良恶性病变的潜能,SWVg和SWVf可反映乳腺恶性肿瘤对正常腺体组织和脂肪组织结构的扭曲。第二篇乳腺超声弹性成像的组织病理学和生物力学基础研究第一章乳腺超声弹性成像的组织病理学研究目的：评估乳腺静态和动态超声弹性成像特征和病灶内部胶原纤维含量和排列的关系。方法：使用静态超声弹性成像和ARFI的VTQ技术评估了70例女性患者的74个病灶,其中恶性病灶33个,良性病灶41个。用静态弹性超声技术测量了病灶内部的应变彩色直方图平均值,使用VTQ测量了患者病灶内部和病灶边缘的剪切波传播速度,分别表示为SWVi(internalSWV,病灶内部剪切波速度)和SWVb(boundarySWV,病灶边缘区域剪切波速度),并根据公式换算成弹性模量Ei和Eb。使用Masson三色染色法对病理切片进行胶原纤维染色,比较良恶性组胶原纤维的含量和排列。结果：乳腺良性病灶和恶性病灶的静态和动态弹性超声特征有显著性差异,两组间的胶原组织含量和排列也有显著性差异。除了良性病灶内部的应变直方图平均值,静态和动态弹性超声特征和乳腺病灶的胶原纤维含量无相关性。结论：乳腺良性病灶和恶性病灶的静态和动态弹性超声特征和病灶的胶原纤维含量无关联,而可能受病灶胶原纤维的排列方式影响。第二章乳腺超声弹性成像的生物力学研究目的：评估乳腺静态和动态超声弹性成像特征和体外测量获得的弹性模量之间的关系。方法：使用静态超声弹性成像和ARFI的VTQ技术评估了89例女性患者的93个病灶,其中恶性病灶38个,良性病灶55个。用静态弹性超声技术测量了病灶内部的应变彩色直方图平均值,使用VTQ测量了患者病灶内部和病灶边缘的剪切波传播速度,分别表示为SWVi(internalSWV,病灶内部剪切波速度)和SWVb(boundarySWV,病灶边缘区域剪切波速度),并根据公式换算成弹性模量Ei和Eb。所有病变皆手术切除,使用万能试验机在体外测量切除标本的弹性模量。结果：乳腺良性病灶和恶性病灶的静态和动态弹性超声特征有显著性差异,体外测量得到的弹性模量在恶性组明显高于良性组。体外测量得到的弹性模量和静态超声弹性成像显示的应变呈中度相关,和动态弹性超声获得的弹性模量呈轻度相关。结论：乳腺病变的静态和动态弹性超声特征和体外测量得到的弹性模量具有一定的相关性。
【作者】周建桥；
【导师】常才；
【作者基本信息】复旦大学，影像医学与核医学，2012，博士
【关键词】超声；静态超声弹性成像；乳腺病变；剪切波超声弹性成像；声辐射力弹性成像；声触诊组织定量；剪切波；弹性成像；胶原纤维；弹性模量；体外；

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