剪切波弹性成像在乳腺非肿块病变良恶性鉴别诊断中的作用

doi:10.13481/j.1671-587X.20230630

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨剪切波弹性成像（SWE）在乳腺非肿块病变（NML）良恶性鉴别诊断中的作用，并阐明其临床意义。方法选取158例乳腺NML患者，根据患者术后病理类型分为良性病变组（ n=83）和恶性病变组（ n=75），患者术前行常规超声及SWE检查，记录病变的SWE参数，包括病变内部及病变周围组织1、2和3 mm的最大值（E_max）、平均值（E_mean）、最小值（E_min）、标准差（E_sd）及是否存在硬环征。分析2组NML患者SWE特征和各SWE参数差异，并绘制受试者工作特征（ROC）曲线，计算曲线下面积（AUC）、特异度和灵敏度。结果 2组NML患者年龄构成、病变大小、是否触及和是否绝经方面比较差异有统计学意义（ P<0.01）。2组患者中所有病变均表现为低回声和不规则形状。与良性病变组比较，恶性病变组患者出现非平行、钙化和后方回声衰减患者百分率明显升高（ P<0.01），出现无血供表现百分率明显降低（ P<0.01）。与良性病变组比较，恶性病变组NML患者病变内部E_max、E_mean和E_sd均明显升高（ P<0.01），病变周围组织1、2和3 mm处E_max、E_mean和E_sd均明显升高（ P<0.01）。恶性病变组患者病变周围组织出现环形或半环形的红色区域为硬环征表现。与良性病变组比较，恶性病变组NML患者中硬环征百分率明显升高（ P<0.01）。在良性和恶性病变组NML患者中，与病变内部比较，病变周围组织1、2和3 mm处E_min均明显降低（ P<0.01）。病变内部及病变周围组织1、2和3 mm E_max的AUC分别为0.872、0.860、0.873和0.866，E_mean的AUC分别为0.796、0.822、0.820和0.815，E_sd的AUC分别为0.832、0.857、0.859和0.842。病变内部E_max的灵敏度和特异度分别为85.33%及83.13%。病变周围组织1 mm处 Emax的灵敏度和特异度分别为82.67%及80.72%；病变周围组织2 mm处E_max的灵敏度和特异度分别为78.67%及87.95%；病变周围组织3 mm处Emax的灵敏度和特异度分别为 80.00%及86.75%；病变周围组织2 mm处E_sd 灵敏度最高（93.33%）。结论病变内部及病变周围组织的SWE参数和硬环征表现能够为乳腺NML良恶性的鉴别诊断提供参考依据，具有良好的诊断性能。

关键词: 乳腺肿瘤, 非肿块病变, 剪切波弹性成像, 硬环征, 鉴别诊断

Abstract:

Objective To discuss the effect of shear wave elastography （SWE） on the differential diagnosis of benign and malignant breast non-mass lesion （NML）， and to clarify its clinical significance. Methods A total of 158 patients with breast NML were selected and divided into benign lesion group （ n=83） and malignant lesion group（ n=75） according to the postoperative pathological type of the patients.The routine ultrasound and SWE examinations were conducted before operation， and the SWE parameters of the lesions， including the maximum （E_max）， average （E_mean），minimum （E_min）， standard deviation （E_sd） and whether the stiff rim sign presented or not at 1， 2 and 3 mm around the lesion were recorded. The SWE characteristics and differences in SWE parameters of the NML patients between two groups were analyzed， and the receiver operating characteristic curve（ROC） was plotted， and the area under curve （AUC）， specificity and sensitivity were calculated. Results There were statistically significant differences in age， lesion size， palpation， and whether menopause had crested of the NML patients between two groups（ P<0.01）. All the lesions of the patients in two groups appeared as hyperechoic and irregular in shape. Compared with benign lesion group， the percentage of the patients with non-parallel， calcification and posterior echo attenuation in malignant lesion group was significantly increased （ P<0.01）， and the percentage of the patients without blood supply was significantly decreased （ P<0.01）. Compared with benign lesion group， the E_max， E_mean， and E_sd of the NML patients in malignant lesion group were significantly increased （ P<0.01）， and the E_max， E_mean， and E_sd at 1， 2， and 3 mm around the lesion were all increased （ P<0.01）. The stiff rim sign manifested as a circular or semi-circular red region around the lesions of the patients in malignant lesion group. Compared with benign lesion group， the percentage of hard rim sign of the NML patients in malignant lesion group was significantly increased （ P<0.01）.Compared with inside the lesion，the E_min at 1，2 and 3 mm around the lesion of the NML patients in benign lesion group and malignant lesion group were decreased（ P<0.01）. The AUC of E_max at 1， 2 and 3 mm around the lesion were 0.872， 0.860， 0.873 and 0.866，respectively； the AUC of E_mean were 0.796， 0.822， 0.820 and 0.815，respectively； the AUC of E_sd were 0.832， 0.857， 0.859， and 0.842，respectively；the sensitivity and specificity of E_max inside the lesion were 85.33% and 83.13%，respectively；the sensitivity and specificity of E_max at 1 mm around the lesion were 82.67% and 80.72%，respectively； the sensitivity and specificity at 2 mm around the lesion were 78.67% and 87.95%，respectively； the sensitivity and specificity at 3 mm around the lesion were 80.00% and 86.75%，respectively； the specificity of E_sd at 2 mm around the lesion was highest （93.33%）. Conclusion The SWE parameters inside and around the lesion and the manifestation of stiff rim sign can provide the reference for the differential diagnosis of benign and malignant breast NML， and have good diagnostic performance.

Key words: Breast tumor, Non-mass lesions, Shear wave elastography, Stiff rim sign, Differential diagnosis

中图分类号:

R737.9

钏志睿,杨红英,李支尧,陈东,倪慧静,卢肖凯,陈海涛,罗晓茂. 剪切波弹性成像在乳腺非肿块病变良恶性鉴别诊断中的作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1625-1634.

Zhirui CHUAN,Hongying YANG,Zhiyao LI,Dong CHEN,Huijing NI,Xiaokai LU,Haitao CHEN,Xiaomao LUO. Effect of shear wave elastography on differential diagnosis of benign and malignant breast non-mass lesions[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2023, 49(6): 1625-1634.

图/表 11

图1

表1

表2

表3

表4

图2

图3

表5

图4

表6

表7

参考文献 24

1	SIEGEL R L， MILLER K D， FUCHS H E， et al. Cancer statistics，2022［J］. CA Cancer J Clin， 2022. 72（ 1）： 7- 33.
2	FILLON M. Breast cancer recurrence risk can remain for 10 to 32 years［J］. CA Cancer J Clin， 2022， 72（ 3）： 197- 199.
3	MERCADO C L. BI-RADS update［J］. Radiol Clin North Am， 2014， 52（ 3）： 481- 487.
4	CHOE J， CHIKARMANE S A， GIESS C S. Nonmass findings at breast US： definition， classifications， and differential diagnosis［J］. Radiographics， 2020， 40（ 2）： 326- 335.
5	CHOI J S， HAN B K， KO E Y， et al. Additional diagnostic value of shear-wave elastography and color Doppler US for evaluation of breast non-mass lesions detected at B-mode US［J］. Eur Radiol， 2016， 26（ 10）： 3542- 3549.
6	LI L J， ZHOU X C， ZHAO X B， et al. B-mode ultrasound combined with color Doppler and strain elastography in the diagnosis of non-mass breast lesions： a prospective study［J］. Ultrasound Med Biol， 2017， 43（ 11）： 2582- 2590.
7	PESCE K， BINDER F， CHICO M J， et al. Diagnostic performance of shear wave elastography in discriminating malignant and benign breast lesions： our experience with QelaXtoTM software［J］. J Ultrasound， 2020， 23（ 4）： 575- 583.
8	CANTISANI V， DAVID E， BARR R， et al. US-elastography for breast lesion characterization： prospective comparison of US BIRADS， strain elastography and shear wave elastography［J］. Ultraschall Der Med Eur J Ultrasound， 2020， 42： 533- 540.
9	EVANS A， WHELEHAN P， THOMSON K， et al. Quantitative shear wave ultrasound elastography： initial experience in solid breast masses［J］. Breast Cancer Res， 2010， 12（ 6）： R104.
10	KO K H， JUNG H K， KIM S J， et al. Potential role of shear-wave ultrasound elastography for the differential diagnosis of breast non-mass lesions： preliminary report［J］. Eur Radiol， 2014， 24（ 2）： 305- 311.
11	WANG Z L， LI Y， WAN W B， et al. Shear-wave elastography： could it be helpful for the diagnosis of non-mass-like breast lesions？［J］. Ultrasound Med Biol， 2017， 43（ 1）： 83- 90.
12	KO K H， HSU H H， YU J C， et al. Non-mass-like breast lesions at ultrasonography： feature analysis and BI-RADS assessment［J］. Eur J Radiol， 2015， 84（ 1）： 77- 85.
13	QU X X， SONG Y， ZHANG Y H， et al. Value of ultrasonic elastography and conventional ultrasonography in the differential diagnosis of non-mass-like breast lesions［J］. Ultrasound Med Biol， 2019， 45（ 6）： 1358- 1366.
14	BARTELS A K， FADARE O， HASTEH F， et al. Nonmass enhancement lesions of the breast on core needle biopsy： outcomes， frequency of malignancy， and pathologic findings［J］. Hum Pathol， 2021， 111： 92- 97.
15	WANG Z L， LI N， LI M， et al. Non-mass-like lesions on breast ultrasound： classification and correlation with histology［J］. Radiol Med， 2015， 120（ 10）： 905- 910.
16	GUO R R， LU G L， QIN B J， et al. Ultrasound imaging technologies for breast cancer detection and management： a review［J］. Ultrasound Med Biol， 2018， 44（ 1）： 37- 70.
17	YANG H， XU Y Y， ZHAO Y N， et al. The role of tissue elasticity in the differential diagnosis of benign and malignant breast lesions using shear wave elastography［J］. BMC Cancer， 2020， 20（ 1）： 930.
18	HUANG L D， MA M K， DU Z， et al. Quantitative evaluation of tissue stiffness around lesion by sound touch elastography in the diagnosis of benign and malignant breast lesions［J］. PLoS One， 2019， 14（ 7）： e0219943.
19	REN W W， LI X L， HE Y P， et al. Two-dimensional shear wave elastography of breast lesions： comparison of two different systems［J］. Clin Hemorheol Microcirc， 2017， 66（ 1）： 37- 46.
20	ZHOU J Q， ZHAN W W， CHANG C， et al. Breast lesions： evaluation with shear wave elastography， with special emphasis on the stiff rim sign［J］. Radiology， 2014， 272（ 1）： 63- 72.
21	CHAMMING'S F， LATORRE-OSSA H， LE FRÈRE-BELDA M A， et al. Shear wave elastography of tumour growth in a human breast cancer model with pathological correlation［J］. Eur Radiol， 2013， 23（ 8）： 2079- 2086.
22	XU Y J， GONG H L， HU B， et al. Role of “Stiff Rim” sign obtained by shear wave elastography in diagnosis and guiding therapy of breast cancer［J］. Int J Med Sci， 2021， 18（ 15）： 3615- 3623.
23	PARK S Y， CHOI J S， HAN B K， et al. Shear wave elastography in the diagnosis of breast non-mass lesions： factors associated with false negative and false positive results［J］. Eur Radiol， 2017， 27（ 9）： 3788- 3798.
24	CHOI S H， KO E Y， HAN B K， et al. Effect of calcifications on shear-wave elastography in evaluating breast lesions［J］. Ultrasound Med Biol， 2021， 47（ 1）： 95- 103.

Group	n	Age (year)				Diameter of tumor ( l/mm)			Palpability[ n/( η/%)]
Group	n	Age (year)				Diameter of tumor ( l/mm)			Yes			No
Benign lesion	83	39.49±9.52			19.41±11.94				55（66.27）		28（33.73）
Malignant lesion	75	48.47±8.40			27.29±14.27				66（88.00）		9（12.00）
χ ²/t		－6.25			－3.78				10.38
P		<0.01			<0.01				0.001
Group	n	Pain[ n/( η/%)]						Nipple discharge[ n/( η/%)]		Menstrual history[ n/( η/%)]
Group	n	Yes		No				Yes	No	Menopause			Menopause
Benign lesion	83	16（19.28）	67（80.72）				13（15.66）		70（84.34）	7（8.43）			76（91.57）
Malignant lesion	75	13（17.33）	62（82.67）				8（10.67）		67（89.33）	24（32.00）			51（68.00）
χ ²/t		0.10					0.85			13.87
P		0.735					0.356			<0.01

Group	n	Orientation					Calcification
Group	n	Parallel		Not parallel			Yes		No
Benign lesion	83	80（96.39）		56（74.67）			3（3.61）		17（22.67）
Malignant lesion	75	3（3.61）		19（25.33）			80（96.39）		58（77.33）
χ ²/t		15.51					12.94
P		<0.01					<0.01
Group	n	Posterior acoustic feature				Vascularity
Group	n	No posterior acoustic feature	Enhancement		Shadowing	Absent		Internal vascularity		Vessels in rim
Benign lesion	83	72（86.75）	4（4.82）		7（8.43）	10（12.05）		60（72.29）		13（15.66）
Malignant lesion	75	52（69.33）	0（0）		23（30.67）	0（0）		56（74.67）		19（25.33）
χ ²/t		Fisher				10.89
P		<0.01				0.004

Group	n	Inside lesion
Group	n	E_max	E_mean	E_min	E_sd
Benign lesion	83	68.23±37.62	27.92±11.82	9.13±6.34	10.16±5.09
Malignant lesion	75	124.63±57.82	43.12±15.79	10.97±8.10	17.72±8.41
t		7.33	6.89	1.58	6.75
P		<0.01	<0.01	0.117	<0.01
	n	1 mm arround lesion
	n	E_max	E_mean	E_min	E_sd
Benign lesion	83	63.05±32.54	27.41±11.76	8.64±5.89	10.82±5.27
Malignant lesion	75	114.14±52.67	43.08±13.85	10.48±6.70	19.78±9.71
t		7.24	7.69	1.82	7.11
P		<0.01	<0.01	0.071	<0.01
Group	n	2 mm arround lesion
Group	n	E_max	E_mean	E_min	E_sd
Benign lesion	83	65.86±31.70	26.61±11.13	7.08±4.94	11.10±5.11
Malignant lesion	75	121.62±64.23	41.24±13.39	8.41±5.78	19.47±9.81
t		6.81	7.49	1.55	6.62
P		<0.01	<0.01	0.124	<0.01
Group	n	3 mm arround lesion
Group	n	E_max	E_mean	E_min	E_sd
Benign lesion	83	70.45±35.03	25.83±10.55	6.01±4.55	11.38±4.84
Malignant lesion	75	124.81±67.74	39.35±13.00	7.16±5.10	19.06±10.15
t		6.24	7.20	1.50	5.96
P		<0.01	<0.01	0.135	<0.01

Group	n	Stiff rim sign
Group	n	Yes	No
Benign lesion	83	14（16.87）	69（83.13）
Malignant lesion	75	57（76.00）	18（24.00）
χ2		55.68
P		<0.01

Lesion position	E_max	E_mean	E_min	E_sd
Inside lesion	68.23±37.62	27.92±11.82	9.13±6.34	10.16±5.09
1 mm around lesion	63.05±32.54	27.41±11.76	8.64±5.89 ^*	10.82±5.27
2 mm around lesion	65.86±31.70	26.61±11.13	7.08±4.94 ^*	11.10±5.11
3 mm around lesion	70.45±35.03	25.83±10.55	6.01±4.55 ^*	11.39±4.84
^*P<0.01 vs inside lesion.