乳腺腫瘤三維成像技術的進展和比較

王培蕾 綜述，黃備建審校

1. 復旦大學附屬中山醫院超聲科，上海 200032；

2. 上海市影像醫學研究所，上海 200032

乳腺癌發病率位居女性惡性腫瘤首位，早期診斷主要依靠影像學檢查[1]。由于部分惡性病灶早期圖像特征不典型，使二維圖像無法為診斷提供較為全面的信息。近年來，新型三維成像技術的涌現，為乳腺高危病灶的信息采集和顯示提供了新途徑，彌補了二維成像技術的一些不足。目前具有乳腺腫瘤三維成像功能的影像學技術有：X線三維成像、MRI、放射性核素融合顯像、三維超聲(three-dimensional ultrasonography，3DUS)和自動乳腺全容積掃描(automated breast volume scanner，ABVS)。本文就上述三維成像技術在乳腺腫瘤診斷方面的進展進行綜述。

1 乳腺X線三維成像技術

眾所周知，傳統乳腺鉬靶X線攝影(mammography，MMG)具有操作簡單、方便快捷、輻射劑量小及對鈣化靈敏度高等優點，成為乳腺腫瘤篩查和診斷的基本手段之一。但MMG

在廣泛應用時也暴露了許多不足，如X線投照時組織結構的重疊效應影響圖像的分辨率及對比度，X線攝影的靈敏度和特異度還受乳腺組織密度、病灶大小、特殊的乳腺癌亞型及被檢者年齡等的影響，常規的投照體位(頭尾位和內外斜位)不利于對近胸壁深部、高位及乳腺尾部病灶的檢出等。2000年出現的二維全數字化乳腺X線攝影(full-f i eld digital mammography，FFDM)增加了圖像后處理功能，在一定程度上改善了圖像對比度，提高了診斷的靈敏度及特異度，降低了召回率。盡管如此，二維MMG和FFDM仍沒有解決致密型乳腺組織被重疊投照而造成假陽性率增高的問題。新近出現的X線三維成像技術[數字乳腺斷層攝影(digital breast tomosynthesis，DBT)和錐光束乳腺CT(cone beam breast computed tomography，CBBCT)]對上述局限性進行了改善，提供了MMG無法顯示的乳腺三維斷層圖像。

2011年，DBT通過美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration，FDA)認證，已在歐洲用于乳腺疾病檢查[2]。該系統利用平板探測器接收裝置，從不同角度快速采集乳腺組織信息，重建出與探測器平面平行的任意深度層面的乳腺三維斷層影像。DBT檢查體位常規采用頭尾位與內外斜位結合以提高病灶檢出率，攝片時采集一系列低劑量的X線曝光，單次曝光劑量不足MMG的10%，累計曝光劑量符合乳腺X線攝影標準的安全范圍[3]。DBT的每張獨立視圖是通過將間隔1 mm的若干張影像加以合成，形成整個乳房的切片，從而顯著減輕或消除乳腺組織重疊的影響，增加與周圍組織的對比度，更清晰地顯示腫塊邊緣及微小鈣化的特征，與FFDM聯合應用能提高乳腺腫瘤早期診斷的靈敏度和特異度[4]。

2015年2月，由美國紐約科寧公司研發的首款用于乳腺疾病診斷的CBBCT通過美國FDA批準，成為CT技術在乳腺疾病診斷方面應用的重大突破。CBBCT通過發生器發射低能X線，圍繞投照體進行環形多次數字式投照，直接采集乳腺組織投影的二維平面數據，經計算機重建后的三維圖像更加準確真實，各向同性的空間分辨率較高。在X線照射劑量上，CBBCT檢查時患者雙側乳腺接受的照射劑量與MMG相當，顯著低于傳統螺旋CT。在對乳房的覆蓋范圍上，CBBCT較MMG覆蓋范圍更全面，能降低隱匿部位病灶的漏診率[5]。在診斷效能上，CBBCT較MMG更高，其多平面、多角度三維成像能清晰顯示病灶的細微結構，有利于對多發小病灶的檢出。在微鈣化檢出上，CBBCT的靈敏度也較MMG高[6]。He等[7]比較CBBCT、MMG和普通二維超聲對乳腺癌的檢出效能，顯示三者的靈敏度分別為88.2%、84.5%和84.5%，特異度分別為84.0%、81.3%和86.7%，且CBBCT的動態增強模式能使診斷的靈敏度提高20.3%。

DBT和CBBCT作為新型X線三維斷層成像技術，與MMG和FFDM相比，尚處于臨床應用初期階段。雖然國外已對兩者的圖像質量和診斷價值等進行了相關研究，并開始應用于乳腺疾病篩查診斷中，但國內對該項技術還不熟悉，相關臨床應用和研究也較少，未能普及用于乳腺疾病診斷中。

2 乳腺MRI

MRI作為乳腺三維成像技術之一，于20世紀50年代開始逐漸應用于乳腺疾病檢查中。乳腺MRI檢查時，被檢者俯臥于檢查床，雙側乳腺自然懸垂于乳腺專用線圈中，無須加壓下連續完整掃描雙側乳腺，然后重建出雙乳三維薄層立體圖像。乳腺癌MRI主要表現為：形態不規則，邊界不清，可見“蟹足樣”或“星芒狀”浸潤的結節或腫塊影，T1WI多數呈等低信號，T2WI一般呈等高信號。乳腺癌動態增強MRI(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)一般表現為明顯的均勻或不均勻強化，較平掃易檢出體積較小的腫瘤。時間-強度曲線(time-intensity curve，TIC)類型分為：Ⅰ型，持續上升型；Ⅱ型，平臺型；Ⅲ型，廓清型。良性病變增強以Ⅰ、Ⅱ型為主，惡性病變則以Ⅱ、Ⅲ型為主[8]。MRI檢查不受乳腺組織密度的影響，軟組織分辨率高且無輻射，所獲圖像亦無組織結構重疊；MRI三維多參數成像序列能清晰顯示病灶在不同序列上的信號強度、形態、大小、邊緣及其與周圍組織的關系等，并同時顯示腋窩、胸骨旁淋巴結形態及胸壁有無腫瘤侵犯的征象，這些對乳腺腫瘤的良惡性鑒別及準確定位具有重要意義。有文獻Meta分析顯示，MRI診斷乳腺腫瘤的靈敏度和特異度分別為91.6%和85.5%[9]。然而，MRI檢查對鈣化不敏感、禁忌證較多、檢查時間長及檢查費用昂貴等缺陷使其在乳腺疾病的臨床應用中相對受限。

3 乳腺核素顯像融合技術——正電子發射斷層成像

正電子發射斷層成像(positron emission tomography，PET)作為乳腺核素顯像技術之一，融合螺旋CT三維重建技術，成為一種兼具功能學與形態學顯像的三維影像技術。PET/CT利用腫瘤組織高代謝的特點，通過靜脈注射18F-脫氧葡萄糖，惡性腫瘤組織放射性攝取增強，表現為結節狀或塊狀放射性濃聚，良性病變多表現為放射性稀疏或無放射性，某些炎性病灶可表現為斑片狀的放射性異常濃聚，對臨床上難以被常規檢查發現的非腫塊型乳腺癌的檢出具有一定參考價值。PET/CT橫斷面掃描后重建三維圖像，立體直觀地顯示被掃描部位的解剖結構和全身放射性分布，有利于對乳腺癌淋巴結轉移、骨轉移灶的準確定位及臨床分期。但PET/CT采用低能X線，獲得的斷層三維圖像分辨率不高，不利于對乳腺癌常表現出的微分葉、毛刺及邊緣模糊等特征的觀察，常不單獨用于對病灶的形態學評價。此外，PET/CT檢查時顯影劑的放射性輻射及X線的體外照射均無法避免，檢查時間長，價格非常昂貴，故對乳腺癌早期發現價值不高，主要用于對乳腺癌確診患者的臨床分期及全身骨轉移病情評估等方面且有重要價值[10]。

4 乳腺3D-US

乳腺3D-US利用容積探頭在常規二維超聲斷面掃描的基礎上，通過不同掃查方式，將獲得的二維圖像及相對解剖位置信息利用計算機軟件重建出具有橫斷面、冠狀面和矢狀面的三維立體圖像；其中冠狀面“太陽征”對乳腺癌的診斷具有很高特異度[11]。相比普通二維超聲，3D-US的圖像整體而直觀，對操作者的空間想象力及解剖病理基礎要求不高，但重建后的三維圖像在一定程度上犧牲了對病灶微細結構的顯示，降低了圖像分辨率。檢查時淺表器官乳房形態易變且受呼吸運動的影響，造成三維圖像穩定性差，病灶定位不準確等。因此，3D-US目前在婦產科領域應用較廣，而在乳腺疾病檢查中應用較少。

5 ABVS

ABVS由德國SIEMENS公司研制，自2009年問世以來一直是乳腺超聲三維成像技術成像的熱點。檢查時，被檢查者仰臥于檢查床暴露胸部，操作者根據患者乳腺體積大小調節機械臂及探頭，常規掃查中位、內側位和外側位3個切面(也可根據情況增加掃查切面)，使用型號為14L5BV、頻率為5～14 MHz的線陣探頭。掃查時，盡量使探頭在每個切面上均能最大限度地覆蓋單側乳腺后再進行逐層掃查。掃查的最大寬度、長度和深度分別為15.4、16.8和6.0 cm，采集圖像層間距為0.5 mm，單次掃描耗時約1 min。因ABVS具有自動調整深度、增益及聚焦范圍等功能，操作者在調節好探頭與患者體位后只需啟動操作鍵，便可獲得最佳質量圖像。掃描后的數據經傳輸系統傳送至工作站并自動重建出三維圖像。重建后的圖像分辨率高，能清晰顯示病灶在冠狀面、矢狀面、橫斷面的特征及位置信息。整個檢查過程將檢查操作與診斷獨立分開，不僅消除了操作者依賴性，還減輕了診斷醫師的工作量。同時，圖像標準化存儲便于長期隨訪觀察病灶的變化，可重復性佳，有望以全新的診斷流程和模式在乳腺疾病隨訪和乳腺癌篩查中發揮重要作用。

ABVS圖像特點主要體現在冠狀面、矢狀面和橫斷面3個正交切面的各自特征。ABVS的冠狀面圖像上，乳腺癌主要表現為邊緣不規則的“糾集征”，惡性病灶侵襲牽拉周圍正常組織可能是主要原因，而“高回聲邊界”多預示良性病變，兩者的特異度均較高[12]；矢狀面及橫斷面較顯著的特征分別表現為邊緣分葉、邊緣模糊[13]。有Meta分析顯示，ABVS對乳腺癌診斷的靈敏度為92%，特異度為84.9%[14]。蘇昆侖等[15]評估ABVS對致密型乳腺乳腺癌診斷的靈敏度高于傳統二維超聲，且較MMG能更清晰地顯示致密乳腺腺體組織與周圍脂肪組織間的關系；ABVS的冠狀面還能直觀顯示微鈣化分布范圍，對微鈣化的檢出率較傳統二維超聲高，特別是非腫塊型乳腺癌的微鈣化。Xu等[16]在ABVS聯合超聲彈性成像對乳腺腫瘤診斷價值的研究中，得出ABVS聯合超聲彈性成像診斷的靈敏度、特異度和準確率分別為100.0%、87.5%和95.7%，提高了ABVS對乳腺癌診斷的準確率和特異度。

隨著ABVS不斷被認識與研究，其在乳腺疾病中的診斷價值得到認可；其還在較多領域中被拓展應用，如外周血管病變、乳腺假體植入整形、風濕性關節炎的關節損傷、腹股溝疝和切口疝金屬支架植入修復效果評估及其他軟組織領域等[17-20]。此外，ABVS能較精確地從三維角度測量腫瘤距皮膚表面和乳頭的距離及腫塊深度，同時冠狀面再現外科手術視野，從而在乳腺癌手術治療及新輔助化療后效果評估等方面具有十分重要的臨床參考價值[21]。當然，ABVS仍有諸多不足之處，如ABVS每次掃描只能獲得單側乳腺的單一灰階圖像，無法同時顯示病灶的血供信息、阻力指數及彈性值等，矩形框探頭尚不能對腋窩淋巴結進行掃描，檢查時患者乳房受壓可能會有一定的不適甚至疼痛等。

6 乳腺三維成像技術的比較

上述5種乳腺三維成像技術各具特點。ABVS和MRI在技術成熟度及診斷效能方面較X線三維成像、PET/CT和3D-US更佳，目前主要用于乳腺高危病灶的精查。金葉等[22]回顧性分析70例乳腺腫塊患者77個病灶，發現ABVS和MRI所測病灶最大值差異無統計學意義，且與病理測值別呈正相關；兩者對乳腺腫塊診斷的靈敏度為91.18%和85.29%，特異度為86.0%和90.70%，準確率88.31%和88.31%，與目前較多文獻報道的乳腺MRI和ABVS檢查靈敏度高、特異度相對較低的觀點相一致，且兩者的準確率均不低于傳統二維超聲及MMG[9,12,14]。相比MRI檢查，ABVS不具備對腫瘤組織血流灌注情況評估的功能，這可能是其最大劣勢之一。但ABVS冠狀面和矢狀面對乳腺擴張導管與乳頭關系連續而無創的顯示具有獨特診斷優勢，對部分血供欠豐富、多伴鈣化特點的乳腺導管內癌的形態學評價可能較增強MRI及超聲造影(contrast-enhanced ultrasonography，CEUS)等血流動力學成像技術更為重要。相比DCE-MRI，乳腺二維CEUS的TIC形態特征表現為良性腫瘤呈緩慢增強快速減退，惡性腫瘤呈快速增強緩慢減退。與 CEUS聯用，有利于提高ABVS對腫瘤良惡性的鑒別。CEUS在乳腺癌新輔助化療療效評價方面也具有很高的參考價值。對于經濟條件差的患者，如需優先考慮檢查費用、時間、安全性等因素，CEUS可替代DCE-MRI起重要作用[23]。

7 展望

乳腺腫瘤三維成像技術憑借立體直觀、多層面成像及標準化存儲等優勢，為乳腺腫瘤的診斷提供了新方法。相信隨著新型乳腺三維成像技術的不斷成熟與優化，其將成為乳腺腫瘤的重要檢查手段，并給患者帶來更多益處。

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