引用本文: 王燕, 徐春華, 李麗, 袁琪. 應變彈性成像及聲觸診組織成像定量技術對肺癌患者頸部淋巴結性質判定的價值. 中國呼吸與危重監護雜志, 2024, 23(6): 395-399. doi: 10.7507/1671-6205.202402033 復制
版權信息: ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國呼吸與危重監護雜志》版權所有,未經授權不得轉載、改編
肺癌是我國的高發腫瘤,據2023年中國癌癥報告統計數據顯示,肺癌的發病率、病死率分別占全國新發惡性腫瘤的20.3%、27.2%,位居我國各類新發惡性腫瘤首位[1],且發病年齡趨年輕化[2]。肺癌發生頸部尤其是鎖骨上淋巴結轉移最為常見,是否發生淋巴結轉移與患者的治療方案、預后密切相關[3],因此及早正確判斷肺癌患者頸部腫大淋巴結的性質尤為關鍵[4]。常規超聲通過觀察淋巴結大小、形態、內部回聲及血流情況判斷淋巴結性質,但缺乏統一標準,準確性不佳[5-6]。電子計算機斷層掃描需要通過造影劑顯像診斷,增加了患者的造影風險[7]。磁共振成像技術檢查費用高,噪音大,耗時長,且不能用于帶有各種內置金屬的患者,臨床應用局限性大[8]。近年來,超聲彈性成像(ultrasound elastography,UE)開始應用于判斷淋巴結性質[9]。UE是在原有的超聲基礎上發展而來的動態成像技術[10],由Ophir等[11]于1991年首先提出,主要方式包括應變彈性成像(strain elastography,SE)及聲觸診定量成像技術(virtual touch tissue image quantification technique,VTIQ),已有多篇報道其在肝臟、乳腺、甲狀腺等方面的研究[12-14],臨床應用價值較高,但對頸部淋巴結的研究有限。因此,本研究以組織病理學為金標準,通過對比SE及VTIQ對肺癌患者頸部淋巴結性質判定的診斷效能,探討其臨床應用價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選取我院2021年6月—2023年6月收治的124例肺癌伴頸部淋巴結腫大的患者。所有患者均接受了SE及VTIQ檢查。入組標準:(1)符合《中華醫學會肺癌臨床診療指南(2018版)》[15]中肺癌相關診療標準,病理確診為肺癌;(2)臨床資料及影像學資料完整;(3)超聲檢查前未進行穿刺活檢或手術。排除標準:(1)腫大淋巴結與大血管及骨骼位置過近,影響彈性超聲的結果;(2)罹患淋巴瘤。本研究為回顧性研究,獲本院倫理委員會批準(2023-KL032-01),免于簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 超聲檢測儀器
使用德國西門子SIEMENS OXANA 2彩色超聲診斷儀,線陣探頭,頻率4~9 MHz,配備SE及VTIQ功能。
1.2.2 常規超聲及SE檢查
患者取仰臥位,充分暴露頸部,根據灰階超聲特征識別出可疑淋巴結,記錄其大小、形態、邊界、內部回聲及血流等情況。開啟SE模式,要求患者屏住呼吸,避免吞咽,手持探頭,垂直體表輕壓病灶,選擇合適的取樣框,使其大于病灶范圍約1.5~2倍,覆蓋病灶及周圍正常組織,當顯示屏上壓力反饋達到指標并維持恒定時采集圖像(圖1)。參照Itoh 5分法[16]評分。1分:病灶區域均顯示為綠色,且較均勻;2分:病灶區域藍綠相間,以綠色為主,且中心區域無較均勻分布的藍色;3分:病灶區域藍綠相間,比例相似;4分:病灶以藍色為主,內不含或含少許綠色;5分:病灶及周邊區域幾乎全部顯示為藍色。
1.2.3 VTIQ 檢查
在二維超聲檢查基礎上,啟動VTIQ質量模式,調整取樣框大小,使其包含整個淋巴結,在高質量模式圖像下,即取樣框內顯示為均勻一致的綠色(圖2a),切換到VTIQ速度模式,囑患者屏氣并停止吞咽動作,按“update”鍵獲取圖像,將1 mm×1 mm大小的測量框放置于淋巴結內不同區域,測量7組剪切波速度(shear wave velocity,SWV)值(圖2b),避開大片囊性變區及粗大鈣化,設定SWV范圍0~10 m/s,當SWV值不在此范圍時將顯示“HIGH”或“LOW”,確定操作方法無誤,則“HIGH”記作10 m/s,“LOW”記作0 m/s,記錄每個淋巴結的VTIQ數值做分析。整個過程中探頭通過耦合劑貼附于頸部皮膚,不額外加力,所有VTIQ圖像存儲待進一步分析。體表標記所檢淋巴結,以便病理對照。
1.2.4 診斷標準
以淋巴結組織病理學診斷為金標準,將轉移性淋巴結納入惡性組,非轉移性淋巴結納入良性組。SE檢查中彈性評分≥4分判定為惡性結節,≤3判定為良性結節[16],對SE評分進行統計,按照病理結果繪制受試者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線,計算曲線下面積(area under curve,AUC),確定VTIQ檢查中SWV預測惡性淋巴結的最佳診斷界值,計算SE及VTIQ診斷的準確性、敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值。
1.3 統計學處理
采用SPSS 24.0軟件進行統計分析。呈正態分布的計量資料以均數±標準差(x±s)表示。組間比較采用非配對t檢驗,計數資料用例表示。以組織病理學診斷為金標準,繪制ROC曲線。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般臨床資料
共納入患者124例,男86例,女38例;年齡28~82歲,平均(57.4±10.5)歲。病理證實惡性淋巴結78個(惡性組),包括轉移性小細胞癌22例,轉移性腺癌34例,轉移性鱗狀細胞癌12例,轉移性大細胞癌10例。良性淋巴結46個(良性組),包括反應增生性淋巴結38例,結核性淋巴結8例。
2.2 SE與淋巴結病理診斷的相關性
124例患者的淋巴結SE評分結果如表1所示。結果顯示,28例良性淋巴結評分在2~3分,59例惡性淋巴結評分在4~5分。淋巴結SE診斷結果與病理診斷的對比見表2,結果顯示,37例淋巴結的SE結果與病理診斷存在差異。SE診斷的準確性70.2%,敏感性75.6%,特異性60.9%,陽性預測值76.6%,陰性預測值59.6%。


2.3 VTIQ與淋巴結病理診斷的相關性
惡性淋巴結的SWV最大值(SWVmax)、最小值(SWVmin)、中位值(SWVmedian)、平均值(SWVmean)均顯著高于良性淋巴結(P<0.05,表3),具有診斷價值。根據ROC曲線(圖3)可知,SWVmean的AUC最大,即準確性最高,95%置信區間(confidential interval,CI)最優,SWVmean的檢出效能最高(表4)。因此,以SWVmean的最佳截斷值3.18 m/s為診斷界值,34例良性淋巴結SWVmean<3.18 m/s,72例惡性淋巴結SWVmean>3.18 m/s,18例淋巴結的VTIQ結果與病理診斷存在差異。VTIQ診斷的準確性85.5%,敏感性92.3%,特異性73.9%,陽性預測值85.7%,陰性預測值85.0%(表5)。



2.4 SE及VTIQ診斷價值比較
由ROC曲線(圖3)可知,SE的AUC為0.713,VTIQ檢測中的SWVmax、SWVmin、SWVmedian、SWVmean的AUC分別為0.882、0.877、0.891、0.896,均高于SE,VTIQ的診斷價值優于SE(P<0.05),且以SWVmean診斷效能最高。
3 討論
肺癌是起源于肺部支氣管粘膜或腺體的呼吸系統常見惡性腫瘤,目前臨床對肺癌的發病機制還不明確,早期肺癌患者可無明顯癥狀,或表現為刺激性干咳、痰中帶血、胸痛、呼吸困難等癥狀。很多患者在初次就診時就出現了頸部淋巴結轉移[17]。因此,正確判斷肺癌患者頸部腫大淋巴結性質與肺癌的分期、治療方案的選擇和預后緊密相關[3]。超聲檢查快捷、方便、價格低廉、敏感性高,是早期篩查的首選[18]。常規超聲根據淋巴結的大小、形態、邊界、內部回聲及血流分布情況進行良惡性判斷。惡性淋巴結常規超聲常表現為:淋巴結縱橫比<2或呈圓形;邊界不規則或銳利;內部回聲不均勻;淋巴門結構消失;淋巴結內血流呈邊緣型或混合型分布[19]。既往研究顯示,因良性和惡性淋巴結一些聲像圖表現的重疊,缺乏統一的診斷標準,超聲醫師需憑借多年的實踐經驗分析各項指標,診斷準確性僅為66.67%[20],診斷效能有待進一步提高。經細針穿刺或手術活檢進行病理學檢查是確診的金標準,但均為有創檢查,操作要求高,可引起出血等并發癥,不適于早期診斷[21]。
近年來,超聲彈性成像技術發展迅速,SE及VTIQ技術已廣泛應用于肝臟、腎臟、甲狀腺、乳腺等器官疾病的診斷[12-14,22]。SE是根據不同組織間彈性系數的差異,通過比較施壓前后成像區局部組織的形變,獲取反映組織相對硬度的彩色圖像。VTIQ技術是通過探頭發射的脈沖聲束,激發組織產生微小位移,通過計算組織位移過程中的橫向SWV,定量反應組織的彈性特征,SWV越高,組織硬度越大,從而可對組織進行定性定量分析[13,23]。
研究顯示淋巴結的硬度與其組織病理學特征密切相關[24]。惡性淋巴結是由于腫瘤細胞自包膜沿輸入淋巴管侵入,侵犯淋巴結皮質邊緣的淋巴竇,造成皮質的局限性增厚,隨著腫瘤細胞的不斷增殖逐步破壞周圍正常實質,形成大小不等的團塊,組織細胞纖維化,導致淋巴結的硬度增加。良性淋巴結多為淋巴結內淋巴濾泡增生,副皮質區和竇組織區細胞增生導致淋巴結腫大,纖維化程度較低,與頸部軟組織硬度相似。本研究中,SE檢測惡性淋巴結的評分高于良性淋巴結;VTIQ檢測惡性淋巴結的SWVmax、SWVmin、SWVmedian、SWVmean均顯著高于良性淋巴結,即惡性淋巴結硬度大于良性淋巴結。
本研究發現VTIQ鑒別良惡性淋巴結的AUC大于SE。當淋巴結體積過大或過小,淋巴結內存在壞死及鈣化時,VTIQ技術的測量框可放置于取樣框內的任何位置測量,避開壞死及鈣化區,使檢測結果能更好地反映淋巴結的硬度。同時,VTIQ技術檢測中SWVmean的AUC最大,95%CI最優,最具診斷價值。這與楊濤等[25]研究一致,但與王尚等[26]研究認為的SWVmax最具診斷價值不同,這可能與納入的病例及淋巴結內測量的區域不同有關。本研究中以SWVmean的截斷值3.18 m/s為診斷界值,當淋巴結SWVmean小于此值時,考慮為良性淋巴結,大于此值時,考慮為惡性淋巴結。VTIQ技術診斷惡性淋巴結的準確性、敏感性、特異性分別為85.5%、92.3%、73.9%。而SE診斷的準確性、敏感性、特異性分別為70.2%、75.6%、60.9%,VTIQ明顯高于SE。研究表明SE及VTIQ對淋巴結性質的判定均有較高的診斷價值,VTIQ的診斷效能明顯優于SE,且以SWVmean診斷效能最優。
本研究存在一定的局限性:(1)樣本量較少,未能實現大樣本的數據研究分析;(2)原發惡性病灶的不同,可能會影響惡性淋巴結的硬度,存在樣本選擇偏倚;(3)未評估不同觀察者間的差異對檢測結果的影響;(4)雖已排除緊鄰血管的淋巴結,但頸部血管的搏動及受試者的呼吸仍會對結果產生影響。
綜上所述,SE及VTIQ技術對肺癌患者頸部腫大淋巴結性質的鑒別均有較高的準確性,與SE相比,VTIQ顯示出優越的診斷效能,且以SWVmean診斷效能最優,或可為臨床提供一種評估肺癌患者頸部淋巴結性質的無創檢查新方法。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。
肺癌是我國的高發腫瘤,據2023年中國癌癥報告統計數據顯示,肺癌的發病率、病死率分別占全國新發惡性腫瘤的20.3%、27.2%,位居我國各類新發惡性腫瘤首位[1],且發病年齡趨年輕化[2]。肺癌發生頸部尤其是鎖骨上淋巴結轉移最為常見,是否發生淋巴結轉移與患者的治療方案、預后密切相關[3],因此及早正確判斷肺癌患者頸部腫大淋巴結的性質尤為關鍵[4]。常規超聲通過觀察淋巴結大小、形態、內部回聲及血流情況判斷淋巴結性質,但缺乏統一標準,準確性不佳[5-6]。電子計算機斷層掃描需要通過造影劑顯像診斷,增加了患者的造影風險[7]。磁共振成像技術檢查費用高,噪音大,耗時長,且不能用于帶有各種內置金屬的患者,臨床應用局限性大[8]。近年來,超聲彈性成像(ultrasound elastography,UE)開始應用于判斷淋巴結性質[9]。UE是在原有的超聲基礎上發展而來的動態成像技術[10],由Ophir等[11]于1991年首先提出,主要方式包括應變彈性成像(strain elastography,SE)及聲觸診定量成像技術(virtual touch tissue image quantification technique,VTIQ),已有多篇報道其在肝臟、乳腺、甲狀腺等方面的研究[12-14],臨床應用價值較高,但對頸部淋巴結的研究有限。因此,本研究以組織病理學為金標準,通過對比SE及VTIQ對肺癌患者頸部淋巴結性質判定的診斷效能,探討其臨床應用價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選取我院2021年6月—2023年6月收治的124例肺癌伴頸部淋巴結腫大的患者。所有患者均接受了SE及VTIQ檢查。入組標準:(1)符合《中華醫學會肺癌臨床診療指南(2018版)》[15]中肺癌相關診療標準,病理確診為肺癌;(2)臨床資料及影像學資料完整;(3)超聲檢查前未進行穿刺活檢或手術。排除標準:(1)腫大淋巴結與大血管及骨骼位置過近,影響彈性超聲的結果;(2)罹患淋巴瘤。本研究為回顧性研究,獲本院倫理委員會批準(2023-KL032-01),免于簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 超聲檢測儀器
使用德國西門子SIEMENS OXANA 2彩色超聲診斷儀,線陣探頭,頻率4~9 MHz,配備SE及VTIQ功能。
1.2.2 常規超聲及SE檢查
患者取仰臥位,充分暴露頸部,根據灰階超聲特征識別出可疑淋巴結,記錄其大小、形態、邊界、內部回聲及血流等情況。開啟SE模式,要求患者屏住呼吸,避免吞咽,手持探頭,垂直體表輕壓病灶,選擇合適的取樣框,使其大于病灶范圍約1.5~2倍,覆蓋病灶及周圍正常組織,當顯示屏上壓力反饋達到指標并維持恒定時采集圖像(圖1)。參照Itoh 5分法[16]評分。1分:病灶區域均顯示為綠色,且較均勻;2分:病灶區域藍綠相間,以綠色為主,且中心區域無較均勻分布的藍色;3分:病灶區域藍綠相間,比例相似;4分:病灶以藍色為主,內不含或含少許綠色;5分:病灶及周邊區域幾乎全部顯示為藍色。
1.2.3 VTIQ 檢查
在二維超聲檢查基礎上,啟動VTIQ質量模式,調整取樣框大小,使其包含整個淋巴結,在高質量模式圖像下,即取樣框內顯示為均勻一致的綠色(圖2a),切換到VTIQ速度模式,囑患者屏氣并停止吞咽動作,按“update”鍵獲取圖像,將1 mm×1 mm大小的測量框放置于淋巴結內不同區域,測量7組剪切波速度(shear wave velocity,SWV)值(圖2b),避開大片囊性變區及粗大鈣化,設定SWV范圍0~10 m/s,當SWV值不在此范圍時將顯示“HIGH”或“LOW”,確定操作方法無誤,則“HIGH”記作10 m/s,“LOW”記作0 m/s,記錄每個淋巴結的VTIQ數值做分析。整個過程中探頭通過耦合劑貼附于頸部皮膚,不額外加力,所有VTIQ圖像存儲待進一步分析。體表標記所檢淋巴結,以便病理對照。
1.2.4 診斷標準
以淋巴結組織病理學診斷為金標準,將轉移性淋巴結納入惡性組,非轉移性淋巴結納入良性組。SE檢查中彈性評分≥4分判定為惡性結節,≤3判定為良性結節[16],對SE評分進行統計,按照病理結果繪制受試者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線,計算曲線下面積(area under curve,AUC),確定VTIQ檢查中SWV預測惡性淋巴結的最佳診斷界值,計算SE及VTIQ診斷的準確性、敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值。
1.3 統計學處理
采用SPSS 24.0軟件進行統計分析。呈正態分布的計量資料以均數±標準差(x±s)表示。組間比較采用非配對t檢驗,計數資料用例表示。以組織病理學診斷為金標準,繪制ROC曲線。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般臨床資料
共納入患者124例,男86例,女38例;年齡28~82歲,平均(57.4±10.5)歲。病理證實惡性淋巴結78個(惡性組),包括轉移性小細胞癌22例,轉移性腺癌34例,轉移性鱗狀細胞癌12例,轉移性大細胞癌10例。良性淋巴結46個(良性組),包括反應增生性淋巴結38例,結核性淋巴結8例。
2.2 SE與淋巴結病理診斷的相關性
124例患者的淋巴結SE評分結果如表1所示。結果顯示,28例良性淋巴結評分在2~3分,59例惡性淋巴結評分在4~5分。淋巴結SE診斷結果與病理診斷的對比見表2,結果顯示,37例淋巴結的SE結果與病理診斷存在差異。SE診斷的準確性70.2%,敏感性75.6%,特異性60.9%,陽性預測值76.6%,陰性預測值59.6%。


2.3 VTIQ與淋巴結病理診斷的相關性
惡性淋巴結的SWV最大值(SWVmax)、最小值(SWVmin)、中位值(SWVmedian)、平均值(SWVmean)均顯著高于良性淋巴結(P<0.05,表3),具有診斷價值。根據ROC曲線(圖3)可知,SWVmean的AUC最大,即準確性最高,95%置信區間(confidential interval,CI)最優,SWVmean的檢出效能最高(表4)。因此,以SWVmean的最佳截斷值3.18 m/s為診斷界值,34例良性淋巴結SWVmean<3.18 m/s,72例惡性淋巴結SWVmean>3.18 m/s,18例淋巴結的VTIQ結果與病理診斷存在差異。VTIQ診斷的準確性85.5%,敏感性92.3%,特異性73.9%,陽性預測值85.7%,陰性預測值85.0%(表5)。



2.4 SE及VTIQ診斷價值比較
由ROC曲線(圖3)可知,SE的AUC為0.713,VTIQ檢測中的SWVmax、SWVmin、SWVmedian、SWVmean的AUC分別為0.882、0.877、0.891、0.896,均高于SE,VTIQ的診斷價值優于SE(P<0.05),且以SWVmean診斷效能最高。
3 討論
肺癌是起源于肺部支氣管粘膜或腺體的呼吸系統常見惡性腫瘤,目前臨床對肺癌的發病機制還不明確,早期肺癌患者可無明顯癥狀,或表現為刺激性干咳、痰中帶血、胸痛、呼吸困難等癥狀。很多患者在初次就診時就出現了頸部淋巴結轉移[17]。因此,正確判斷肺癌患者頸部腫大淋巴結性質與肺癌的分期、治療方案的選擇和預后緊密相關[3]。超聲檢查快捷、方便、價格低廉、敏感性高,是早期篩查的首選[18]。常規超聲根據淋巴結的大小、形態、邊界、內部回聲及血流分布情況進行良惡性判斷。惡性淋巴結常規超聲常表現為:淋巴結縱橫比<2或呈圓形;邊界不規則或銳利;內部回聲不均勻;淋巴門結構消失;淋巴結內血流呈邊緣型或混合型分布[19]。既往研究顯示,因良性和惡性淋巴結一些聲像圖表現的重疊,缺乏統一的診斷標準,超聲醫師需憑借多年的實踐經驗分析各項指標,診斷準確性僅為66.67%[20],診斷效能有待進一步提高。經細針穿刺或手術活檢進行病理學檢查是確診的金標準,但均為有創檢查,操作要求高,可引起出血等并發癥,不適于早期診斷[21]。
近年來,超聲彈性成像技術發展迅速,SE及VTIQ技術已廣泛應用于肝臟、腎臟、甲狀腺、乳腺等器官疾病的診斷[12-14,22]。SE是根據不同組織間彈性系數的差異,通過比較施壓前后成像區局部組織的形變,獲取反映組織相對硬度的彩色圖像。VTIQ技術是通過探頭發射的脈沖聲束,激發組織產生微小位移,通過計算組織位移過程中的橫向SWV,定量反應組織的彈性特征,SWV越高,組織硬度越大,從而可對組織進行定性定量分析[13,23]。
研究顯示淋巴結的硬度與其組織病理學特征密切相關[24]。惡性淋巴結是由于腫瘤細胞自包膜沿輸入淋巴管侵入,侵犯淋巴結皮質邊緣的淋巴竇,造成皮質的局限性增厚,隨著腫瘤細胞的不斷增殖逐步破壞周圍正常實質,形成大小不等的團塊,組織細胞纖維化,導致淋巴結的硬度增加。良性淋巴結多為淋巴結內淋巴濾泡增生,副皮質區和竇組織區細胞增生導致淋巴結腫大,纖維化程度較低,與頸部軟組織硬度相似。本研究中,SE檢測惡性淋巴結的評分高于良性淋巴結;VTIQ檢測惡性淋巴結的SWVmax、SWVmin、SWVmedian、SWVmean均顯著高于良性淋巴結,即惡性淋巴結硬度大于良性淋巴結。
本研究發現VTIQ鑒別良惡性淋巴結的AUC大于SE。當淋巴結體積過大或過小,淋巴結內存在壞死及鈣化時,VTIQ技術的測量框可放置于取樣框內的任何位置測量,避開壞死及鈣化區,使檢測結果能更好地反映淋巴結的硬度。同時,VTIQ技術檢測中SWVmean的AUC最大,95%CI最優,最具診斷價值。這與楊濤等[25]研究一致,但與王尚等[26]研究認為的SWVmax最具診斷價值不同,這可能與納入的病例及淋巴結內測量的區域不同有關。本研究中以SWVmean的截斷值3.18 m/s為診斷界值,當淋巴結SWVmean小于此值時,考慮為良性淋巴結,大于此值時,考慮為惡性淋巴結。VTIQ技術診斷惡性淋巴結的準確性、敏感性、特異性分別為85.5%、92.3%、73.9%。而SE診斷的準確性、敏感性、特異性分別為70.2%、75.6%、60.9%,VTIQ明顯高于SE。研究表明SE及VTIQ對淋巴結性質的判定均有較高的診斷價值,VTIQ的診斷效能明顯優于SE,且以SWVmean診斷效能最優。
本研究存在一定的局限性:(1)樣本量較少,未能實現大樣本的數據研究分析;(2)原發惡性病灶的不同,可能會影響惡性淋巴結的硬度,存在樣本選擇偏倚;(3)未評估不同觀察者間的差異對檢測結果的影響;(4)雖已排除緊鄰血管的淋巴結,但頸部血管的搏動及受試者的呼吸仍會對結果產生影響。
綜上所述,SE及VTIQ技術對肺癌患者頸部腫大淋巴結性質的鑒別均有較高的準確性,與SE相比,VTIQ顯示出優越的診斷效能,且以SWVmean診斷效能最優,或可為臨床提供一種評估肺癌患者頸部淋巴結性質的無創檢查新方法。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。