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首页医源资料库在线期刊中华现代影像学杂志2012年第9卷第2期

实时组织弹性成像技术定量评价宫颈良恶性肿块的应用价值*

来源:中华现代影像学杂志
摘要:【摘要】目的探讨实时组织弹性成像技术定量评价宫颈良恶性肿块的应用价值。方法对84例宫颈肿块患者共84个病灶,应用实时组织弹性成像技术,测量肿块组织与周围组织的弹性应变率比值,与病理诊断结果相对照,采用受试者工作特征(ROC)曲线,获得区分宫颈良恶性肿块弹性应变率的临界值。结果(1)宫颈肿块良性组弹性应变......

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【摘要】  目的探讨实时组织弹性成像技术定量评价宫颈良恶性肿块的应用价值。方法对84例宫颈肿块患者共84个病灶,应用实时组织弹性成像技术,测量肿块组织与周围组织的弹性应变率比值,与病理诊断结果相对照,采用受试者工作特征(ROC)曲线,获得区分宫颈良恶性肿块弹性应变率的临界值。结果(1)宫颈肿块良性组弹性应变率比值为2.09±1.98,恶性组弹性应变率比值为6.67±1.03,两组间差异有显著性(P<0.05)。(2)宫颈良恶性肿块弹性应变率比值的ROC曲线下面积为0.909,差异有显著性(P<0.05)。(3)通过ROC曲线确定宫颈良恶性肿块的弹性应变率比值的临界点为4.045,诊断恶性肿块的敏感性、特异性、准确性分别为90.25%、86.3%、93.23%。结论实时组织弹性成像技术对能定量评价宫颈良恶性肿块,对于鉴别诊断具有较高的应用价值。

【关键词】  超声弹性成像;宫颈肿块;ROC曲线;弹性应变率比值

  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

  宫颈癌是全球妇女恶性肿瘤中仅次于乳腺癌的第二个最常见的恶性肿瘤,在发展中国家妇女中其发病率居第一位,我国占全世界发病人数的1/3,发病以每年2%~3%的速度增长。早期诊断宫颈癌是防治该病的关键[1]。目前,诊断方法有细胞学、组织学。宫颈活检虽是诊断的金标准,但此项检查毕竟有创。超声检查因其无创性、实时性已广泛应用于临床。超声弹性成像是新近发展起来的一种超声诊断技术,已在乳腺、前列腺、甲状腺及肝脏肿块良恶性的诊断中显示出较广阔的应用前景[2~5],但在宫颈病变诊断方面研究甚少。2008年上海超声会议上有学者提出将其应用于妇科经阴道超声检查,国外已有学者从事弹性成像技术在宫颈病变诊断中的价值研究[6~9]。本研究旨在探讨超声弹性应变率比值在宫颈良、恶性肿块诊断中的最佳临界点及其在宫颈肿块鉴别诊断中的应用价值,为超声鉴别诊断宫颈病变提供一项新的诊断指标。

  1资料与方法

  1.1研究对象2010年3—9月,对本院妇科拟诊为宫颈病变的84例女性患者(84个病灶)行常规二维超声及超声弹性成像检查,所有病灶最终均由病理结果证实。年龄:恶性组(44例)32~64岁,中位年龄(47.8±13.7)岁;良性组(40例)19~55岁,中位年龄(35.21±9.9)岁。病灶的直径:恶性组30.5~47.8mm,中位值(40.7±8.9)mm;良性组5.6~44.8mm,中位值(19.7±9.3)mm。

  1.2仪器与方法采用Hitachi HV900彩色超声诊断仪,阴道、直肠两用探头,频率4.0~8.0MHz。患者排空膀胱后,取仰卧位。首先用常规二维模式经阴道超声扫查宫颈,主要观察宫颈厚度、宫颈管线是否连续、宫颈内膜厚度及回声、宫颈内有无占位病灶以及病灶部位、个数、大小、形态、边界、回声及其与周围组织的关系。再切换到弹性模式,行超声弹性成像检查。显示病灶并相对固定探头位置,手持探头在感兴趣部位(defined region of interest,ROI)做细微运动。外力与施加外力频率的综合指标在仪器显示屏上,有数字1~7显示,以控制在2~3为宜。每次采集的图像必须成像维持2~3s,以保证图像的稳定性,冻结保存静态图像。弹性图中以彩色编码代表不同组织的弹性大小,绿色代表ROI组织的平均硬度,红色代表较平均硬度更软,蓝色代表较平均硬度更硬。根据弹性成像评分5分法[10]评估:病变区与周围组织完全为绿色覆盖,评为1分;病变区蓝绿混杂,以绿色为主,评为2分;病变区以蓝色为主,周边见部分绿色,评为3分;病变区完全为蓝色覆盖,评为4分;病变区完全为蓝色覆盖,周围部分组织也为蓝色,评为5分。以评分4~5分的病灶诊断为恶性病变,<3分的病灶诊断为良性病变。最后采用应变率比值(strain ratio,SR)评估组织硬度,公式SR =ΔεtissueB/ΔεtissueA。ΔεtissueA表示肿块组织A的轴向应变力;ΔεtissueB表示肿块周围正常组织B的轴向应变力。在弹性图上,A与B的取样应尽量保持同大小、同形状、同深度,用超声诊断仪自带的测量软件测量。SR越高,表明肿块组织质地较周围同层宫颈组织越硬。

  1.3统计学方法采用SPSS13.0分析软件,计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用t检验,以病理结果作为金标准。构建受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC曲线),根据约登指数(敏感性+特异性-1)最高的临界点确定应变率比值的诊断界点。计算曲线下面积(area under curve,AUC),比较弹性评分与应变率比值诊断准确性。

  2结果

  经手术后病理结果证实,84个肿块中恶性病变44例(44个病灶),良性病变40例(40个病灶)。恶性病变中鳞状细胞癌39例,腺癌5例;良性病变中宫颈腺囊肿17例,宫颈息肉14例,平滑肌瘤9例。

  2.1本研究常规二维超声宫颈炎性病变(宫颈腺囊肿、宫颈息肉)主要表现为宫颈厚度增大,宫颈内见多个囊性无回声区或实质性中等回声区,直径多为1cm左右。宫颈良性病变(宫颈平滑肌瘤)主要表现为宫颈前或后壁低回声肿块,边界清,改变探头扫查角度,可显示宫颈管内膜。宫颈恶性病变(宫颈癌)早期无明显改变,中晚期主要表现为宫颈膨大,形态失常,宫颈内不均质低回声肿块,与周围组织分界不清。当癌灶向膀胱或宫旁浸润时,膀胱壁不光滑,子宫周围有不规则低回声肿块。

  2.2本研究弹性评分宫颈炎性病灶硬度较周围宫颈组织基本相当或偏低,呈中等稍低硬度,病灶区域以绿色为主,评分主要为1~2分。宫颈平滑肌瘤病灶硬度较炎性病灶增加,病灶区域以蓝色为主导,周围区域显示绿色假包膜,评分主要为3分。宫颈癌病灶硬度明显增加,病灶区域完全为蓝色覆盖,评分主要为4~5分(表1)。以评分≥4分为恶性,<3分为良性或炎性,则诊断宫颈良恶性肿块的敏感性、特异性、准确性分别为86.36%(38/44)、75%(30/40)、80.95%(68/84)。本研究恶性组中1个肿块内部出现出血坏死,实性部分较少,弹性成像特点为“蓝-绿-红”分层现象。良性组中1个肿块为平滑肌瘤并钙化,肿块前缘为半环状强回声钙化灶。故未对以上肿块进行应变率比值测量。恶性组其余43个肿块弹性应变率比值为6.67±1.03 (图1),良性组其余39个肿块实性部分弹性应变率比值为2.09±1.98(图2)。良性组较恶性组弹性应变率比值低,差异有显著性(P<0.05) (表2)。将所有可能弹性应变率比值作为阈值进行灵敏性与特异性计算后,以灵敏性作为纵坐标、1-特异性为横坐标绘制ROC曲线(图3)。计算曲线下面积(AUC)为0.909,与AUC=0.5比较,差异有显著性(P<0.05),表明弹性应变率比值有较高的诊断价值。根据灵敏性与特异性计算约登指数,确定弹性应变率比值4.045为ROC曲线上最佳诊断临界点,则诊断的敏感性、特异性、准确性分别为90.25%、86.3%、93.23%。由此可见,弹性应变率比值准确性较弹性评分5分法高。表184个病灶弹性成像评分与病理结果表2弹性应变率比值鉴别诊断宫颈良恶性肿块

  3讨论

  正常组织具有特有的组织弹性,当受到炎症、良性病变、肿瘤等影响时,能引起自身弹性的改变。根据此原理,Ophir[11]等于1991年提出弹性成像技术,即依据不同组织的弹性系数不同,再施加外力后其应变(主要为形态改变)也不同,收集被测体某时间段内的各个片段信号,利用复合相关方法对压迫前后反射的回波信号进行分析,估计组织内部不同位置的位移,计算出变形程度,再予以色彩编码,从而预测病变的程度。如肿瘤组织弹性系数大,不易受压,受压后位移变化小,显示蓝色;良性病变、炎症时,组织弹性系数小,受压后位移变化大,显示红色;弹性系数中等的组织显示绿色。因此,弹性成像技术获取的信息是对传统超声检查的重要补充。图3以病理结果为金标准,以灵敏度为纵坐标、1-特异度为横坐标,建立宫颈良恶性肿块弹性应变率比值的ROC曲线,曲线下面积AUC为0.909

  目前,国内外主要采用弹性评分5分法来评价宫颈组织的良恶性[12]。但病灶的色彩受到取样框大小、取样框内组织范围与硬度的影响。当宫颈组织质地改变时,可能影响病灶的弹性评分。另外,弹性评分受到超声医师主观因素的影响而导致评分的偏倚。因此,对于评为3分或4分的病灶,尤其有必要进行应变率比值的测量。应变率比值测量是通过比较分析两个ROI的弹性图,计算二者弹性应变率比值[13]。Waki等[14]研究发现,应变率比值可反映病灶的相对硬度,检测病灶的良恶性质。本研究表明,宫颈良恶性病灶的应变率比值之间的差异有统计学意义。Swets等[15]通过绘制ROC曲线,用AUC评价肿块良恶性判断标准的准确性:AUC<0.5为无诊断价值,0.5~0.7为准确性较低,0.7~0.9为准确性一般,>0.9为准确性较高。本研究AUC为0.909,表明应变率比值对于宫颈良恶性病灶的鉴别诊断准确性较高。以4.045为临界点判断肿块良恶性具有诊断意义,其敏感性、特异性、准确性分别为90.25%、86.3%、93.23%,表明以该点为临界值漏误诊率低、准确率高。本研究中检测的43个恶性病灶中,有3个漏诊,39个良性病灶中,有4个误诊。这可能与良恶性病灶的应变率比值之间存在某些重叠有关。主要原因如下:其一,恶性病灶内部出现液化坏死或良性病灶出现机化、钙化时,导致病灶的硬度改变;其二,恶性病灶范围小,组织硬度相对于周围组织改变不明显。因此,实时组织弹性成像定量技术诊断宫颈病灶亦存在一定的漏、误诊率。在实际操作中,仍需结合二维灰阶、彩色多普勒超声综合评价,以提高准确性。本研究有两种特殊情况:其一,宫颈平滑肌瘤伴钙化时,超声表现为病灶内见大片半环状钙化斑,弹性成像强回声斑后方肿块内为蓝绿相间或完全为蓝色;另外1例宫颈平滑肌瘤,术后病检发现病灶中纤维组织较多,平滑肌细胞较少,则病灶切面与子宫颜色差别大,且质坚硬。因此,弹性应变率比值增高,达43.3~72.27。其二,宫颈癌病灶中出现出血坏死灶,超声表现为病灶内出现囊性结节,实性部分较少,无法在实性部分内勾画出ROI,若在囊性部分勾画的ROI,获得的应变率比值变化较大。因为,病灶内出现囊性变时,囊性结节对边缘区域在进行弹性成像时,对压力和压放频率的感受可能会受到液性部分的影响,导致病灶硬度相对减低,弹性应变率比值降低。因此,本研究证实,实时组织弹性成像定量技术不适合上述病灶的诊断。这两种情况可导致根据应变率比值判断宫颈肿块良恶性时,出现假阳性与假阴性结果。综上所述,实时组织超声弹性成像技术为诊断宫颈良恶性病变提供了新方法,可对宫颈恶性肿块进行初筛,弹性应变率比值的测定可量化宫颈肿块的硬度,为常规超声提供更为客观、准确的信息,具有广阔应用前景。(本文图1、2见封二)

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  15Swets JA.Measuring the accuracy of diagnostic systems.Science,1988,240:1285-1293.

  

作者: 鲁蓉,肖萤△作者单位:410008 湖南长沙,中南大学湘 2013-2-27
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