乳腺超声弹性成像.ppt

乳腺超声乳腺超声弹性成像性成像四川大学四川大学华华西医院西医院 彭玉彭玉兰兰1 1.一、概述一、概述n n1.乳腺超声的乳腺超声的优势和劣和劣势n n高分辨率乳腺超声能够发现大量临床扪诊阴性和射线检查阴性的微小病变，深受临床的欢迎。已经成为乳腺病变最最常用的一种检查技术。2 2.乳腺超声可分乳腺超声可分为以下几种以下几种类型：型：n n（1 1）B B型（灰型（灰阶阶超声）：超声）：n n优势优势：高分辨率，：高分辨率，检检出大量出大量临临床床扪诊扪诊阴性和阴性和X X射射线检线检查查阴性的乳腺病阴性的乳腺病变变；以病理；以病理为为金金标标准，乳腺癌的准，乳腺癌的检检出出率达率达99%99%。n n局限性：定性困局限性：定性困难难，大，大约约40%40%的病的病变难变难以判断良以判断良恶恶性。性。n n（2 2）D D型（多普勒血流成像）：型（多普勒血流成像）：n n恶恶性多性多为为2-32-3级级，良性，良性0-20-2级级，良，良恶恶性血流分性血流分级级有明有明显显交叉。触交叉。触诊诊：病：病变变硬度，与周硬度，与周围组织围组织的粘的粘连连度，判断度，判断良良恶恶性。性。n n（3 3）E E型（型（弹弹性成像）：提供性成像）：提供组织组织硬度信息的成像硬度信息的成像模式。模式。3 3.n n下面为不同病理类型的良性病变和恶性病变的二维超声图像，分析后可发现，二维超声比较容易发现病变，但难以定性。4 4.良性病良性病变5 5.恶性病性病变6 6.n n下表为8412例乳腺超声检查的报道以病理为金标准，乳腺二维超声对乳腺癌的检出率达到99%，但定性困难。7 7.n n超声超声诊诊断乳腺癌的断乳腺癌的诊诊断学断学评评价：以病理价：以病理为为金金标标准，判断超准，判断超声声诊诊断的敏感度，特异度，准确度都很高，大于断的敏感度，特异度，准确度都很高，大于85%85%。，。，见见下表。各下表。各项评项评价指价指标为标为：敏感度：敏感度：86.586.5；特异度：；特异度：91.591.5；准确度：；准确度：89.789.7；阳性；阳性预测值预测值：84.984.9；阴性；阴性预预测值测值：92.492.4。8 8.2.触触诊n n触诊是最为常用、有效的临床检查方法，至今已沿用了几个世纪。然而，触诊是一种主观的判断，与检查者的经验有很大关系，缺乏客观的量化指标，且深部组织不易触及。n n从工程学角度，触诊实际上是评价人体组织对抗变形的物理特性，这种特性称为弹性模量。弹性模量=应力/应变。9 9.二、超声二、超声弹性成像性成像n n1.1.超声超声超声超声弹弹性成像的概念性成像的概念性成像的概念性成像的概念n n超声超声弹弹性成像的概念：超声性成像的概念：超声弹弹性成像又称性成像又称组组织应变织应变成像，或成像，或E E型超声，是一种提供型超声，是一种提供组织组织硬硬度的成像模式，反度的成像模式，反应组织应组织的生物力学特性，的生物力学特性，一种新一种新维维度的超声信息，度的超声信息，为为医生提供更多医生提供更多诊诊断信息，有助于病断信息，有助于病变变定性定性诊诊断断n n关于超声关于超声弹弹性成像的英文名称，目前文献中性成像的英文名称，目前文献中有以下几种：有以下几种：ElastographyElastography（E E模式）、模式）、Elasticity ImagingElasticity Imaging（EIEI）、）、Ultrasound Ultrasound ElastographyElastography（UEUE）、）、Real-time Tissue Real-time Tissue ElastographyElastography（RTE)RTE)、Strain Imaging Strain Imaging 应变应变成成像、像、elasto-sonography/elasto-elasto-sonography/elasto-ultrasonographyultrasonography。1010.n n2.超声超声弹性成像的原理性成像的原理n n超声弹性成像技术的发展见下图。1111.n n不同的不同的组织组织有不同的有不同的弹弹性模量，性模量，弹弹性模量的差异是性模量的差异是弹弹性成像的生物学基性成像的生物学基础础。手。手术标术标本的本的实验测试实验测试：乳腺脂：乳腺脂肪、乳腺肪、乳腺纤维纤维化、非浸化、非浸润润性癌、浸性癌、浸润润性癌（硬癌）性癌（硬癌）弹弹性系数各不相同。脂肪性系数各不相同。脂肪组织组织腺体腺体组织组织纤维纤维化化组织组织非浸非浸润润性癌性癌浸浸润润性性导导管癌，管癌，弹弹性系数性系数 n n系数逐系数逐渐渐增大。乳腺癌的增大。乳腺癌的弹弹性模量比正常脂肪和腺体性模量比正常脂肪和腺体组织组织高高520520倍，倍，恶恶性性肿肿瘤的瘤的弹弹性模量比性模量比纤维纤维腺瘤高腺瘤高2323倍。倍。见见左左图图。n n组织弹组织弹性系数的差性系数的差别远远别远远比声阻抗的差比声阻抗的差别别大几个数量大几个数量级级，故可以，故可以发现发现B B型型图图像上模糊不清的病像上模糊不清的病变变。右。右图为图为B B型超声和型超声和E E型超声的区型超声的区别别。其中。其中绿绿色模色模块块与周与周围组围组织织声阻抗不同，声阻抗不同，B B模式模式显显示；黄色模示；黄色模块块与周与周围组织围组织声声阻抗相似，阻抗相似，B B模式不模式不显显示；黄色模示；黄色模块块与周与周围组织围组织硬硬度不同，度不同，E E模式清晰模式清晰显显示。示。1212.1313.n n下下图图可可见见，两种疾病二，两种疾病二维维成像成像图图上非常相似，接近卵上非常相似，接近卵圆圆形，形，低回声，后方没有衰减，回声比低回声，后方没有衰减，回声比较较均匀，无法区分两种疾均匀，无法区分两种疾病。病。1414.n n弹弹性成像超声可区分两种疾病，性成像超声可区分两种疾病，见见下下图图。左。左侧侧病病变为变为均匀均匀绿绿色形色形变变，表明，表明组织组织比比较软较软，为纤维为纤维腺腺瘤；右瘤；右边边病病变变基本上没有形基本上没有形变变，为蓝为蓝色，表明病色，表明病变变比比较较硬，硬，为为浸浸润润性性导导管癌。管癌。1515.n n如果把性如果把性质质不同的两种不同的两种组织组织想象成两个小球，那么不同想象成两个小球，那么不同组组织织在受到一定在受到一定压压力的情况下，力的情况下，变变形的程度各不相同，良性形的程度各不相同，良性病病变软变软，变变形程度大；形程度大；恶恶性病性病变变硬，硬，变变形程度小。形程度小。变变形程形程度的信息度的信息编码编码成像即成像即弹弹性成像。性成像。弹弹性成像的原理即生物性成像的原理即生物体体组织组织受到外力的作用受到外力的作用产产生生变变形，硬的病形，硬的病变变变变形小，形小，软软的的病病变变变变形大。在受到外力的形大。在受到外力的过过程中程中这这种种变变形就形就产产生位移，生位移，位移代表位移代表变变形的程度，也就是形的程度，也就是组织组织的硬度。的硬度。1616.弹性成像性成像过程中包括下面几个程中包括下面几个环节n n（1 1）作用力）作用力ForceForce：外加：微小外加：微小压压力，低力，低频频振振动动；内在：心内在：心脏脏搏搏动动，血，血压变压变化，呼化，呼吸等。吸等。1%1%量量级级即可。即可。n n（2 2）应应力力stressstress：引起介：引起介质质周期性微小位移，周期性微小位移，追踪追踪ROIROI区域区域组织组织的位移的位移变变化，反化，反应组织应组织硬度。硬度。n n（3 3）显显示示showshow：灰：灰阶编码图阶编码图或彩色或彩色编码编码成成像，半透明地覆盖在二像，半透明地覆盖在二维图维图像上，可得到像上，可得到弹弹性成像性成像图图。n n（4 4）成像速度）成像速度 25f/s25f/s，可，可实时实时成像。成像。1717.n n超声超声弹弹性成像能性成像能够够直直观观地地显显示和量化示和量化组织弹组织弹性，是一种非侵入性成像方法，一种全新的性，是一种非侵入性成像方法，一种全新的反映反映组织组织生物力学特性的生物力学特性的检查检查手段。手段。n n超声超声弹弹性成像最早是日立超声，性成像最早是日立超声，现现在几乎各在几乎各大厂家都推出了各自的大厂家都推出了各自的弹弹性成像技性成像技术术，如西，如西门门子、子、飞飞利浦、利浦、东东芝、麦迪芝、麦迪逊逊。这这些超声些超声弹弹性成像技性成像技术图术图像像显显示有彩色、灰示有彩色、灰阶阶、伪伪彩，彩，并提供一些量化参数，如大小比（面并提供一些量化参数，如大小比（面积积）、）、应变应变率（病率（病变变/参考参考组织应变组织应变比）。比）。1818.1919.3.组织硬度的硬度的评分分标准准 n n超声超声弹弹性成像上性成像上对对于于组织组织硬度的硬度的评评分分标标准一般采用日本竹准一般采用日本竹波大学植野教授的波大学植野教授的5 5分制分制评评分分标标准，准，见见下下图图。2020.n n（1 1）首先）首先观观察病察病变变的二的二维图维图像，用二像，用二维图维图像找到病像找到病变变，然后，然后单单键进键进入入弹弹性成像的模式，性成像的模式，ROIROI放在病放在病变变区域，区域，ROIROI的大小通常是的大小通常是病病变变的的2323倍。探倍。探头轻头轻放垂直于胸壁，放垂直于胸壁，压压力力压压放放频频率控制率控制显显示示（数字或（数字或颜颜色靶色靶标标），多种），多种显显示模式。示模式。简单简单易行。易行。n n弹弹性成像通常有左右两副性成像通常有左右两副图图象，左象，左侧为侧为二二维维超声，右超声，右侧为弹侧为弹性性成像，成像，对对比比显显示。示。弹弹性成像有三种性成像有三种显显示方式：示方式：灰灰阶显阶显示；示；彩色彩色显显示：示：红红色表示色表示软软，蓝蓝色表示硬，色表示硬，绿绿色表示平均硬度；色表示平均硬度；伪伪彩彩显显示。示。见见右右图图n n弹弹性成像性成像评评分分1-31-3分判断分判断为为良性，良性，4-54-5分判断分判断为恶为恶性。性。n n（2 2）量化参数。包括大小比）量化参数。包括大小比较较、应变应变率及率及应变应变率比。率比。n nA.A.大小比大小比较较：比：比较肿较肿瘤在瘤在弹弹性成像性成像图图像和二像和二维维超声超声图图像的大小，像的大小，采用直径比或面采用直径比或面积积比比A1/A2A1/A2n nB.B.应变应变率及率及应变应变率比：病率比：病变变区及区及对对照区的照区的应变应变率及两者的比率及两者的比值值,Strain1/Strain2Strain1/Strain2。n n（3 3）不同病例）不同病例类类型的型的弹弹性性图图像表像表现现以及以及评评分分标标准的准的应应用。用。2121.浸浸润性性导管癌管癌n n（1）病例1，F47Y，浸润性导管癌。n n二维成像示最大长径27mm，低回声，形态不规则，毛刺状，有血流信号。弹性图与二维图的病变面积比1.45，应变率比2.64，整个病变以及周围为蓝色，评分5分。2222.2323.n n（2）病例2，浸润性导管癌。n n二维成像示包块453983mm，血流丰富，不规则，速度高，阻力指数增高。右下角可见弹性成像的彩色显示和弹性成像的灰阶显示，彩色显示病变为均匀蓝色，弹性图为黑色病变，表明该病变硬。n n该病变比较大，大的病变可以采用换不同的切面，或者是把包块放在边缘得到对照组织，从而进行应变率的比较。2424.n n（3）病例3，F45Y，浸润性导管癌。n n二维成像示病变回声强弱不等，有液化、钙化。明显指向中央的血流信号，速度增高，阻力指数增大。弹性成像灰阶显示为黑色病变，彩色显示为蓝色病变，表明较硬。弹性成像与二维成像大小小1.65倍，应变率比3.32，评分5分。2525.2626.n n（4 4）病例）病例4 4，浸，浸润润性性导导管癌，伴腋管癌，伴腋窝窝淋巴淋巴结转结转移移n n分分别进别进行乳腺癌包行乳腺癌包块块和腋和腋窝窝淋巴淋巴结结包包块块超声超声弹弹性成像。乳性成像。乳腺包腺包块弹块弹性性图图像示像示蓝蓝色，面色，面积积比比1.131.13，应变应变率率2.462.46；腋；腋窝窝淋巴淋巴结结示示蓝蓝色病色病变变，应变应变比比6.336.33。2727.导管内癌管内癌n n（1）病例1，F50Y，导管内癌。n n二维超声示病变直径1cm左右，边缘模糊不清，回声不均匀，无明显血流信号。后方没有衰减，很难判断病变性质。弹性图像灰阶显示以黑色为主，病变面积明显大于二维图像；彩色模式以蓝色为主，病变面积明显大于二维图像，面积比2.12，应变率2.56，评分5分。因此，弹性成像有助于早期乳腺癌的诊断。2828.2929.n n（2）病例2，右乳导管内癌，灶性浸润。n n二维图像边界模糊不清，杂乱低回声，血流紊乱。弹性成像灰阶显示黑色为主的硬的病变。弹性成像彩色模式示蓝色为主的硬的病变，应变率1.53。因此，弹性成像帮助判断病变的边缘、范围，病变的硬度有助于良恶性的判断。3030.3131.纤维腺瘤腺瘤n n（1）F34Y，纤维腺瘤。n n二维成像示边界清楚，形态规则，后方回声增强，有少量的血流信号，速度比较低，阻力指数也比较低，弹性成像的彩色模式看到弹性成像的面积小于二维成像的面积，应变率比是1.27。弹性图像看得是以绿色为主。3232.3333.n n（2）F40Y,右乳包块腺病伴纤维腺瘤。n n二维成像示包块边界清楚，回声比较均匀，后方回声增强，血流速度高，阻力指数轻度增高，弹性成像的彩色模式以绿色为主，混杂蓝色；评分2分。3434.3535.F28Y，慢性炎症伴，慢性炎症伴脓肿n n二二维图维图像上示混合性包像上示混合性包块块，边边界模糊不清，中界模糊不清，中间间有液化。有液化。弹弹性性图图像示像示边边界清楚，以界清楚，以蓝蓝色色为为主的硬的病主的硬的病变变，应变应变率比率比1.961.96，面，面积积比比1.451.45，评评分分5 5分。分。n n因此，因此，弹弹性成像性成像时时不是孤立地只看不是孤立地只看弹弹性性评评分，分，还还要要结结合二合二维维超声的超声的图图像及病史。像及病史。该该病例病例单纯单纯根据根据弹弹性性评评分可能分可能误误判判为恶为恶性病性病变变。3636.n n F65Y F65Y，肉芽，肉芽肿肿性炎，性炎，n nTB TB 边边界清楚，形界清楚，形态规则态规则，回声比，回声比较较均匀，均匀，弹弹性成性成像面像面积积和二和二维维面面积积之比之比1.111.11，应变应变率比率比2.602.60。3737.n n 纤维纤维腺瘤，玻腺瘤，玻变变伴伴钙钙化化n n二二维图维图像示像示钙钙化。化。弹弹性性图图像可像可见蓝见蓝色均匀病色均匀病变变，应变应变率比率比5.015.01，质质地很硬。地很硬。评评分分5 5分。分。3838.n n 乳腺囊肿n n乳腺囊肿典型表现：由浅到深为蓝色、红色、绿色，BRG三色，同意大利学者Giorgio Rizzatto的观点一致。左下图是飞利浦超声的AI技术，示无回声病变的彩色显示，所以无回声的病变给予颜色的显示更加形象。3939.4040.n n无回声成像技术乳腺囊肿的典型表现也可为BGR，即蓝色、绿色、红色三色症，同日本学者Ako Itoh的观点一致。4141.n n 浸润性导管癌同时伴有有双侧乳腺多发性囊肿n n下图表明弹性成像对小的囊肿（几个毫米）也有很好的显示。4242.n n对对两两组组病病变变EIEI的大小和的大小和应变应变率分析率分析发现发现，恶恶性病性病变弹变弹性成像的面性成像的面积积比二比二维维的明的明显显的增大，面的增大，面积积比比良性良性组组1.141.14，恶恶性性组组1.381.38；应变应变率良性率良性组组1.821.82，恶恶性性组组2.992.99，有，有统计统计学差异。学差异。见见下表。下表。乳腺良乳腺良恶性病性病变EI的大小和的大小和应变率率大小（面积比）应变率恶性组均数1.382.99标准差0.230.49良性组均数1.141.82标准差0.090.50P值0.0480.0024343.结论n n（1 1）弹弹性成像的面性成像的面积积：恶恶性性肿肿瘤瘤弹弹性影像的面性影像的面积积通通常比灰常比灰阶阶超声大；良性病超声大；良性病变弹变弹性影像的面性影像的面积积通常比灰通常比灰阶阶超声小。有部分重叠。超声小。有部分重叠。恶恶性性组组 1.380.231.380.23；良性；良性组组 1.140.041.140.04。n n（2 2）弹弹性成像性成像应变应变率：率：恶恶性性组应变组应变率高于良性率高于良性组组；恶恶性性组组病病变质变质地相地相对对硬，良性硬，良性组组病病变质变质地相地相对软对软。恶恶性性组组 2.990.492.990.49；良性；良性组组 1.820.501.820.50。n n弹弹性成像性成像对对乳腺癌的乳腺癌的诊诊断效能：以断效能：以弹弹性成像性成像评评分分 4 4分分诊诊断断恶恶性，性，3 3分分诊诊断良性，敏感度断良性，敏感度86%86%、特异度、特异度83%83%、准确度、准确度92%92%。结结合常合常规规超声，超声，CDFICDFI，有更高，有更高的的诊诊断水平。断水平。n n高高频频超声超声经经常常对对无回声的病无回声的病变变是低回声是低回声还还是无回声判是无回声判断起来有困断起来有困难难，无回声成像技，无回声成像技术术（AIAI技技术术）有助于良）有助于良恶恶性的性的鉴别诊鉴别诊断。断。4444.小小结n n（1 1）乳腺超声）乳腺超声弹弹性成像的性成像的优优点：乳腺超声点：乳腺超声弹弹性成像有助于性成像有助于病病变变的良的良恶恶性判断；性判断；病病变变的早期的早期诊诊断；断；癌癌变扩变扩散区域的确定；散区域的确定；新新辅辅助化助化疗疗效果的确效果的确认认。n n（2 2）EIEI的的发发展：展：评评分不断完善：改良分不断完善：改良5 5分法（中山二院分法（中山二院罗罗葆葆明教授）、增加明教授）、增加0 0级级：囊：囊肿肿（BGRBGR意大利意大利,BRG,BRG日本）；日本）；临临床床应应用不断拓展：如甲状腺（用不断拓展：如甲状腺（4 4 级级），前列腺、肌），前列腺、肌间间血栓、皮肤血栓、皮肤肿肿瘤，瘤，评评估肝估肝纤维纤维化程度、化程度、鉴别鉴别肝硬化肝硬化结节结节和癌和癌结节结节等。等。n n（3 3）弹弹性成像的影响因素：性成像的影响因素：手法手法轻轻，足，足够够的耦合的耦合剂剂；声束声束与胸壁垂直；与胸壁垂直；ROIROI的大小：的大小：2-32-3倍；倍；对对比比组织组织的的选择选择：脂肪：脂肪或腺体；或腺体；病病变变大小：大小：EIEI对对小病灶敏感；小病灶敏感；病病变变深度：无明深度：无明显显影响。影响。n n（4 4）弹弹性成像的局限性：性成像的局限性：粘液癌、髓粘液癌、髓样样癌、叶状囊肉瘤等可癌、叶状囊肉瘤等可能假阴性；能假阴性；机化或机化或钙钙化等良性病化等良性病变变可能假阳性；可能假阳性；腋腋窝窝病病变变的的应变应变率等判率等判读标读标准可能与乳腺病准可能与乳腺病变变不同（周不同（周围围脂肪脂肪组织组织多）。多）。临临床表床表现现、二、二维维、病理等有助于、病理等有助于对弹对弹性成像的理解和判性成像的理解和判读读，综综合判断，提高合判断，提高诊诊断水平。断水平。4545.n n超声弹性成像能够直观地显示和量化组织弹性，可辅助判断病变的恶性程度。然而单纯根据超声弹性成像的评分判断，有可能将良性病变误判为恶性病变，因此还要结合二维图像以及病史等进行综合分析。4646.谢谢大家！大家！4747.