超聲造影下以實時連續微血管疊合方法重建乳腺腫瘤血管

徐冰荷,曾 琪,韋立麗,梁子軒 ,黃 真,韋長元,楊偉萍*

(1.廣西醫科大學腫瘤醫學院,廣西 南寧 530000;2.廣西醫科大學附屬腫瘤醫院超聲科,3.乳腺外科,廣西 南寧 530000)

乳腺惡性腫瘤血管豐富程度及超微血管構筑均與良性腫瘤存在顯著差異[1-3]。CDFI、超聲造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)、超微血管成像(superb microvascular imaging, SMI)及微血管成像(micro flow imaging, MFI)等均可用于觀察腫瘤血管,但對于觀察立體血管構筑存在一定局限性。本研究觀察CEUS下以實時連續微血管疊合方法重建乳腺腫瘤血管的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2019年1月—2022年12月廣西醫科大學附屬腫瘤醫院545例乳腺腫瘤患者,均為女性,年齡13～85歲,平均(49.7±11.6)歲;共555個乳腺腫瘤,包括惡性409個、良性146個(表1)。納入標準:①超聲檢查前未接受乳腺腫瘤穿刺活檢及手術、放射、化學治療等相關治療;②CEUS后經腫瘤穿刺活檢或手術病理明確診斷;③于CEUS下以實時連續微血管疊合檢查完整掃描乳腺腫瘤,且數據完整。本研究經院醫學倫理委員會批準(LW2023091)。

表1 545例共555個乳腺腫瘤病理類型

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Aplio 500彩色多普勒超聲診斷儀、頻率5～14 MHz線陣探頭,設置機械指數為0.04。囑患者仰臥,先以常規超聲掃查雙側乳腺;于CEUS模式下選取腫瘤血流較豐富切面或最大切面,切換為常規對比諧波成像(contrast harmonic imaging, CHI),經肘靜脈團注聲維諾(Bracco)4.8 ml及0.9%氯化鈉注射液5 ml,于注入開始1 min后行血管重建同時錄制視頻:于CHI模式下依次啟動SMI、MFI,即CHI+SMI+MFI,于腫瘤一側開始依次緩慢掃查整個腫瘤,并以實時連續疊合腫瘤內微血管方法重建腫瘤血管,包括供血動脈及腫瘤內血管,同時觀察腫瘤血管特征,即有無穿入血管、血流分級、血管主干與分支關系、血管走行及超微血管構筑等。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上乳腺CEUS診斷經驗的超聲科醫師分別觀察腫瘤血管特征。穿入血管指自腫瘤邊緣延伸至腫瘤內部并先于腫瘤實質增強的血管。參考Alder半定量血流分級法[4]進行血流分級:0級為病灶內未見血流;Ⅰ級為少量血流,病灶內可見1～2個點狀或短棒狀血流信號;Ⅱ級為中量血流,病灶內可見3～4個點狀血流或1條長度接近/超過腫瘤半徑的血管;Ⅲ級為豐富血流,可見5個及以上點狀血流或2條較長血管;以0～Ⅰ級為不豐富型,Ⅱ～Ⅲ級為豐富型。評估血管主干與分支的關系:以目測法觀察穿入血管與其分支血管形成的夾角,(90±5)°為直角,否則為非直角。血管走行:觀察血管在腫瘤內的走向,以多支血管向腫瘤內任意一點匯聚為“有中心”,否則為“無中心”。超微血管構筑:參考文獻[1],將腫瘤內部超微血管構筑分為無血管型(腫瘤內未探及血管)、線型(腫瘤內可見1～2條線樣血流信號)、樹枝型(腫瘤內可見粗細均勻的血管發出分支,形似樹枝)、殘根型(腫瘤內血管扭曲無序,周邊增粗扭曲的血管不超過2條)或蟹足型(腫瘤內血管扭曲無序,周邊增粗扭曲的血管大于2條或呈細小毛刺狀);以殘根型或蟹足型為惡性、其余為良性征象。

1.4 統計學分析 采用SPSS 26.0統計分析軟件。以χ2檢驗或Fisher精確概率法比較計數資料。對乳腺腫瘤血管特征行單因素及多因素logistic回歸分析,篩選惡性腫瘤的獨立危險因素(P<0.001)。采用Medcale 20.022繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線,計算曲線下面積(area under the curve, AUC),評估超微血管構筑判斷腫瘤性質的價值。以Kappa檢驗評估觀察者間一致性:Kappa≥0.75為一致性好,0.40

2 結果

2.1 超聲所見 555個乳腺腫瘤中,381個(381/555,68.65%)超聲可見穿入血管,包括良性46個、惡性腫瘤335個。乳腺惡性腫瘤中,血流分級豐富、血管主干與分支呈直角及血管走行有中心者占比分別為88.51%(362/409)、72.13%(295/409)及59.41%(243/409),良性腫瘤中占比分別為64.38%(94/146)、15.75%(23/146)及30.14%(44/146)。

腫瘤內超微血管構筑顯示405個惡性腫瘤(病理結果為363個惡性、42個良性)和150個良性腫瘤(病理結果為46個惡性、104個良性),見圖1;其鑒別乳腺良、惡性腫瘤的敏感度、特異度、準確率及AUC分別為88.75%、71.23%、84.14%及0.80,見圖2。

圖1 CEUS下微血管疊合重建乳腺腫瘤血管圖 A.患者女,53歲,左側乳腺浸潤性導管癌,穿入血管位于腫瘤外并向腫瘤內部發出豐富分支并與血管主干呈直角(箭),超微血管構筑為蟹足型; B.患者女,34歲,右側乳腺增生,穿入血管環繞于腫瘤周邊,向腫瘤內部發出的分支較少且與血管主干夾角為非直角,超微血管構筑為樹枝型

圖2 超微血管構筑鑒別乳腺良、惡性腫瘤的ROC曲線

2.2 單因素及多因素分析 乳腺良、惡性腫瘤之間,穿入血管、血流分級、血管主干與分支的關系、血管走行及超微血管構筑差異均有統計學意義(P均<0.001),見表2及圖3;其中,穿入血管、血流分級、血管主干與分支關系及超微血管構筑為乳腺惡性腫瘤的獨立危險因素(P均<0.001),見表3。

圖3 患者女,52歲,左側乳腺浸潤性導管癌 A.CDFI示腫瘤內Ⅱ級血流信號; B.CHI+SMI+MFI下腫瘤血供較豐富,斷面成像示腫瘤血管粗細不均、分布不規則; C.CEUS下微血管疊合血管重建圖示腫瘤穿入血管(紅箭)緊貼腫瘤邊緣,可見多支新生分支血管與血管主干形成直角(白箭),血管走行有中心,超微血管構筑為殘根型

表2 555個乳腺腫瘤血管超聲特征(個)

表3 乳腺惡性腫瘤獨立危險因素的多因素分析

2.3 一致性分析 觀察者間觀察腫瘤血管各項特征結果的一致性均好(Kappa均>0.75,P均<0.001)。

3 討論

新生腫瘤血管是乳腺腫瘤的重要病理特征。超聲觀察乳腺腫瘤血管特征多限于腫瘤內部超微血管構筑,僅能反映腫瘤新生血管狀態。本研究聯合超聲血流成像技術及實時連續微血管疊合立體重建乳腺腫瘤血管,觀察供血動脈與腫瘤的關系及其血管分布特征。

乳腺良、惡性腫瘤之間穿入血管分布存在明顯差異,動脈供血方式亦明顯不同[5]。本研究共于555個乳腺腫瘤中檢出381條穿入血管,占比為68.65%,與刁雪紅等[6]的結果相近,提示利用本研究方法可較好地顯示乳腺腫瘤穿入血管。既往研究[1-2]顯示,乳腺腫瘤超微血管構筑對鑒別其良、惡性具有較佳效能。本研究以CEUS下實時連續微血管疊合血管重建方法獲得的超微血管構筑分型用于鑒別乳腺良、惡性腫瘤的敏感度、特異度、準確率及AUC分別為88.75%、71.23%、84.14%及0.80。

SMI可提高對低速血流信號的檢出率,CHI能通過對比增強更敏感地顯示腫瘤內部微血管,MFI則可根據疊加微泡運動軌跡實時反映造影劑在腫瘤內的動態分布過程、進而清晰顯示腫瘤內及其周邊血管走行及分布;CHI+SMI+MFI三者聯合可更準確地反映乳腺腫瘤血管形態學特征[7]。本研究在CHI+SMI+MFI基礎上錄制連續掃查整個乳腺腫瘤的視頻,對造影劑在腫瘤內的運動軌跡進行依次疊加,以快速、簡便地重建乳腺腫瘤內、外血管,獲取腫瘤血管立體分布構筑。乳腺良、惡性腫瘤之間,血管數目及形態特征存在差異[8-9]。有學者[10-11]提出,相比乳腺良性腫瘤,惡性腫瘤內部血管粗細更不均、分布更不規則。本研究血管重建圖顯示,乳腺惡性腫瘤呈現穿入血管數目多、走行扭曲,呈多分支、多直角、有中心等特點,且單因素及多因素分析顯示穿入血管、血流分級、血管主干與分支的關系及超微血管構筑均為乳腺惡性腫瘤的獨立危險因素。上述結果表明,本研究血管重建方法可在直觀顯示腫瘤內部超微血管構筑的同時較好地描述腫瘤穿入血管與分支分布特點,以彌補傳統二維超聲僅能顯示某一切面血管形態的局限性。

綜上所述,CEUS下實時連續微血管疊合方法可用于乳腺腫瘤血管重建并具有較好臨床應用前景。但本研究良、惡性腫瘤樣本量相差較大,且未與其他血流成像技術進行對比,有待進一步研究。