超聲造影及相關(guān)新技術(shù)在乳腺癌診療中的研究進(jìn)展

閆玉琪，歐 笛，倪 晨，陳 晨，賴 敏，徐 棟，

1.溫州醫(yī)科大學(xué)研究生培養(yǎng)基地（浙江省腫瘤醫(yī)院），浙江 杭州 310022；

2.浙江省腫瘤醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，浙江 杭州 310022；

3.浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州 310053；

4.皖南醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，安徽 蕪湖 241002

2020年全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［1］顯示，乳腺癌已經(jīng)超過肺癌成為全球女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤且發(fā)病率逐年上升［2］，嚴(yán)重危害女性健康。提高早期乳腺癌的檢出率并進(jìn)行及時(shí)、有效的治療是降低患者死亡率和提高其生活質(zhì)量的有效措施。美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南［3］推薦乳腺X線攝影和超聲檢查作為乳腺病變首選的篩查和診斷方法。乳腺X線攝影在檢出鈣化病灶方面顯著優(yōu)于其他影像學(xué)方法，但對(duì)致密乳腺及40歲以下患者診斷的準(zhǔn)確度欠佳［4-5］。超聲簡(jiǎn)便易行、無創(chuàng)無輻射，結(jié)合彩色多普勒血流成像（color Doppler flow imaging，CDFI）還可獲得乳腺病灶和區(qū)域淋巴結(jié)的血供信息。研究［6］表明，腫瘤微血管生成在乳腺癌的發(fā)展、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用，但CDFI僅能檢測(cè)直徑大于100～200 μm的血管，導(dǎo)致腫瘤微血管信息往往被忽略。

超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）是一種純血池顯像技術(shù)，通過向人體內(nèi)注射增強(qiáng)聲阻抗作用的微泡（約2.5 μm大小）獲取腫瘤微循環(huán)信息，從而對(duì)病灶微血管生成等情況進(jìn)行評(píng)估，在一定程度上彌補(bǔ)了常規(guī)超聲的不足。另外，超聲造影結(jié)合影像組學(xué)及分子影像等新技術(shù)在乳腺癌診療方面也展現(xiàn)了潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。本文就乳腺CEUS的原理及適應(yīng)證、CEUS在乳腺癌診療中的應(yīng)用、CEUS與相關(guān)新技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的相關(guān)進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。

1 乳腺CEUS原理

CEUS是將含氣顆粒經(jīng)靜脈或體表注射，通過增加聲阻抗放大血流信號(hào)，從而提供病灶微循環(huán)信息的一種檢查方法。目前臨床應(yīng)用以聲諾維（SonoVue）、示卓安（Sonazoid）等第二代造影劑為主，其由聚合物外殼和內(nèi)部惰性氣體（如六氟化物或全氟丁烷）構(gòu)成，可在血池中循環(huán)更持久，更有利于醫(yī)師對(duì)病灶進(jìn)行評(píng)估［7］。

2 CEUS在乳腺癌診斷中的應(yīng)用

2.1 乳腺病灶良惡性鑒別

目前國(guó)內(nèi)常規(guī)應(yīng)用乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（Breast Imaging Reporting and Data System，BIRADS）［8］對(duì)乳腺病灶進(jìn)行分類，將超聲表現(xiàn)可疑的病灶歸為BI-RADS 4類，建議對(duì)4類及以上病灶進(jìn)行活檢以明確診斷。然而4類及以上結(jié)節(jié)惡性比例跨度大（2%～100%），需結(jié)合其他無創(chuàng)評(píng)估方法進(jìn)一步提高良惡性分辨力，以減少不必要的穿刺活檢。CEUS通過定性定量評(píng)估病灶微循環(huán)及灌注情況，對(duì)常規(guī)超聲進(jìn)行補(bǔ)充，從而提高診斷的準(zhǔn)確度［9］。

既往研究［10-11］表明，乳腺良性病變的CEUS多表現(xiàn)為邊緣清晰，病灶和分支血管無強(qiáng)化或均勻強(qiáng)化、增強(qiáng)范圍接近或小于灰階圖像范圍，與之相反，惡性病變多表現(xiàn)為不均勻向心性強(qiáng)化、增強(qiáng)范圍大于灰階圖像范圍，存在穿支血管等。常規(guī)超聲聯(lián)合CEUS可優(yōu)化BI-RADS分類，避免不必要的活檢。Xiao等［12］提出的CEUS五分法對(duì)CEUS圖像上的定性特征進(jìn)行評(píng)分，從而對(duì)結(jié)節(jié)的BI-RADS分類進(jìn)行重新評(píng)估，結(jié)果顯示，重評(píng)BI-RADS的靈敏度、準(zhǔn)確度和受試者工作特征曲線的曲線下面積（area under curve，AUC）分別為0.969、0.903和0.895，顯著高于單獨(dú)BI-RADS評(píng)分。賈超等［13］對(duì)506個(gè)常規(guī)超聲歸為BI-RADS 4類的乳腺結(jié)節(jié)按照最大徑是否大于20 mm進(jìn)行分組，比較兩組結(jié)節(jié)良惡性CEUS定性特征并進(jìn)行賦值繪制受試者工作特征曲線，結(jié)果顯示，CEUS賦值評(píng)分法對(duì)于＞20 mm結(jié)節(jié)診斷特異度高，可避免不必要的穿刺。超聲定性診斷易受檢查醫(yī)師主觀性影響，因此有學(xué)者［14-15］利用時(shí)間-強(qiáng)度曲線分析軟件對(duì)乳腺病變CEUS圖像進(jìn)行定量研究，主要研究指標(biāo)包括達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）、峰值強(qiáng)度（peak intensity，PI）、上升支斜率（wash in slope，WIS）、平均渡越時(shí)間（mean transit time，MTT）等。Wan等［14］對(duì)91例BI-RADS為3～5類病變的CEUS特征進(jìn)行定量評(píng)估，結(jié)果顯示，惡性病變較良性病變PI更高、WIS更大、TTP更短。Yin等［15］分析了30例肉芽腫性小葉乳腺炎患者和58例乳腺癌患者的CEUS定量特征，結(jié)果顯示，與乳腺癌相比，肉芽腫性小葉乳腺炎的TTP更快、WIS更低。由于CEUS的定量診斷應(yīng)用受到感興趣區(qū)勾畫、參數(shù)設(shè)置等因素的影響，暫未形成統(tǒng)一的定量診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］。

此外，超聲對(duì)表現(xiàn)為非腫塊的乳腺癌非常敏感，但特異度相對(duì)較低，導(dǎo)致臨床穿刺活檢的增加［16］。CEUS聯(lián)合常規(guī)超聲對(duì)乳腺非腫塊病變（non-mass breast lesion，NML）進(jìn)行良惡性鑒別可提高診斷的特異度，在避免漏診同時(shí)減少不必要的穿刺［17-18］。Zhang等［16］對(duì)119例NML的CEUS特征進(jìn)行定性及定量研究，基于二元logistic回歸分析構(gòu)建診斷惡性NML的模型，結(jié)果顯示，增強(qiáng)程度、增強(qiáng)面積和有放射狀或穿支血管是建立CEUS診斷標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立判斷因素。CEUS聯(lián)合常規(guī)超聲的BI-RADS分類對(duì)惡性NML具有很高的診斷價(jià)值，靈敏度和特異度分別為94.6%和77.8%。

2.2 區(qū)域淋巴結(jié)狀況評(píng)估

區(qū)域淋巴結(jié)狀況常用于指導(dǎo)臨床分期和制訂治療策略，是乳腺癌重要的預(yù)后指標(biāo)之一［18］。乳腺癌前哨淋巴結(jié)活檢（sentinel lymph node biopsy，SLNB）已逐漸取代傳統(tǒng)的腋窩淋巴結(jié)清掃來評(píng)估早期乳腺癌患者的區(qū)域淋巴結(jié)情況，SLNB陰性者可豁免腋窩淋巴結(jié)清掃［19］。目前，中國(guó)多采用美藍(lán)染色定位前哨淋巴結(jié)（sentinel lymph node，SLN），但僅使用藍(lán)染料進(jìn)行定位的準(zhǔn)確度為66%～94%，假陰性率為0%～12%，且患者易產(chǎn)生過敏反應(yīng)、局部皮瓣壞死等不良反應(yīng)［20］。既往研究［21-23］顯示，經(jīng)皮CEUS能夠追蹤淋巴管走行進(jìn)而精準(zhǔn)定位SLN。Luo等［21］對(duì)比經(jīng)皮CEUS與術(shù)中美藍(lán)染色識(shí)別SLN的識(shí)別率，結(jié)果顯示，經(jīng)皮CEUS和美藍(lán)染色的識(shí)別率分別為95.64%和92.05%，CEUS有望成為藍(lán)染料示蹤劑的替代方案。

CEUS可術(shù)前無創(chuàng)診斷SLN評(píng)估腫瘤負(fù)荷，彌補(bǔ)常規(guī)超聲的不足。Niu等［24］使用經(jīng)皮CEUS對(duì)cT1-2N0乳腺癌患者的SLN進(jìn)行檢查，按照SLN增強(qiáng)模式分為均質(zhì)性（Ⅰ）、特征性不均勻（Ⅱ）、局灶性缺損（Ⅲ）和無增強(qiáng)（Ⅳ），與常規(guī)超聲診斷性能進(jìn)行比較并評(píng)估腫瘤負(fù)荷，結(jié)果顯示，SLN增強(qiáng)表現(xiàn)為Ⅰ和Ⅱ高度提示無轉(zhuǎn)移，而Ⅲ和Ⅳ模式的轉(zhuǎn)移可能性較高。對(duì)于SLN轉(zhuǎn)移負(fù)荷，100%的Ⅰ/Ⅱ型患者轉(zhuǎn)移性SLN＜2個(gè)。與傳統(tǒng)超聲相比，CEUS增強(qiáng)模式在診斷轉(zhuǎn)移性SLN方面表現(xiàn)突出（0.813 vs 0.601，P＜0.001）。目前，SLNB使用的適應(yīng)證仍存在一定爭(zhēng)議［25-26］。因此，能否通過CEUS增強(qiáng)模式對(duì)早期乳腺癌患者進(jìn)行分層，進(jìn)一步選擇免于SLNB的患者，仍需要其他研究提供更多循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

CEUS引導(dǎo)下SLNB，能夠準(zhǔn)確評(píng)估SLN狀況，更好地幫助臨床進(jìn)行決策。Cui等［27］納入7項(xiàng)研究進(jìn)行meta分析，結(jié)果顯示，CEUS引導(dǎo)下SLNB在診斷SLN病理狀態(tài)方面的綜合靈敏度為98%，特異度為100%，AUC為0.996 8。

綜上所述，經(jīng)皮CEUS能夠?qū)LN進(jìn)行定位和定性診斷，聯(lián)合穿刺活檢能夠更加精準(zhǔn)地評(píng)估SLN狀況，指導(dǎo)臨床決策為患者提供精準(zhǔn)治療。

3 CEUS在乳腺癌新輔助治療效果評(píng)估中的應(yīng)用

新輔助治療是指在手術(shù)前使用的全身治療，包括新輔助化療（neoadjuvant chemotherapy，NAC）、新輔助內(nèi)分泌治療和靶向治療等［28］，其目的在于降期手術(shù)、增加保乳率、降期保腋窩和獲取藥敏信息等［4］。

目前，評(píng)估新輔助治療效果的常用檢查為動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrastenhanced magnetic resonance imaging，DCEMRI），但其在金屬植入物和腎功能紊亂患者中使用受限。CEUS使用的超聲造影劑主要經(jīng)肺部代謝，故無腎臟毒性，還可以克服CDFI無法評(píng)估微血流灌注的缺點(diǎn)，在評(píng)估新輔助治療效果中有良好的臨床應(yīng)用前景。Lee等［29］對(duì)30例乳腺癌患者在NAC前后進(jìn)行CEUS和DCE-MRI檢查，并將兩種檢查結(jié)果與術(shù)后組織病理學(xué)檢查結(jié)果相對(duì)比，以比較兩者在NAC效果評(píng)估中的價(jià)值，結(jié)果顯示，CEUS在療效評(píng)估方面與DCE-MRI價(jià)值相當(dāng)。

此外，CEUS是預(yù)測(cè)乳腺癌患者NAC效果的潛在工具。Sharma等［30］對(duì)前瞻性納入30例乳腺癌患者，在NAC前和3個(gè)NAC周期的每個(gè)周期之后行CEUS，評(píng)估CEUS定量參數(shù)預(yù)測(cè)NAC反應(yīng)的作用，結(jié)果顯示，在NAC治療的每個(gè)周期中觀察到治療有效者PI平均值降低以及TTP、MTT平均值增加，療效良好者和療效一般者之間的PI、TTP和MTT平均值變化百分比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Huang等［31］對(duì)143例乳腺癌患者在NAC開始前1周內(nèi)和2個(gè)治療周期后行CEUS檢查，分析CEUS定量參數(shù)并通過多元邏輯回歸分析構(gòu)建了反應(yīng)良好的預(yù)測(cè)模型，結(jié)果顯示，NAC治療2個(gè)周期后療效良好和療效一般患者的直徑、增強(qiáng)最大強(qiáng)度及其變化差異明顯，療效良好組平均TTP變化高于療效一般者組，CEUS參數(shù)結(jié)合分子亞型構(gòu)建的模型在預(yù)測(cè)療效良好方面表現(xiàn)出良好的性能（AUC=0.841）。

雖然多項(xiàng)研究［30-31］結(jié)果表明，CEUS參數(shù)可用于預(yù)測(cè)新輔助治療效果，但在使用CEUS進(jìn)行評(píng)估的時(shí)機(jī)等問題上，仍未達(dá)成共識(shí)［32-33］。

4 CEUS與新技術(shù)

4.1 CEUS與深度學(xué)習(xí)影像組學(xué)

影像組學(xué)（radiomics）于2012年由Lambin等［34］首次提出，是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)圖像中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高通量挖掘，定量分析影像與疾病臨床和生物學(xué)信息的關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建分類或預(yù)測(cè)模型的一種方法［35］。利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（convolutional neural network，CNN）提取模型訓(xùn)練過程中所謂的“深度”特征的醫(yī)學(xué)圖像任務(wù)被一些學(xué)者稱為深度學(xué)習(xí)影像組學(xué)（deep learning radiomics，DLR）。在CEUS視頻的分析方面，DLR比傳統(tǒng)影像組學(xué)和影像科醫(yī)師具有更好的診斷效能。Zhu等［36］從兩個(gè)中心采集了190個(gè)乳腺病灶的CEUS視頻，共提取94個(gè)圖像特征，利用影像組學(xué)結(jié)合XGBoost模型和CNN［使用預(yù)訓(xùn)練的18、34、50和101層3D殘差網(wǎng)絡(luò)（ResNet）模型］對(duì)CEUS視頻中的乳腺病變進(jìn)行良惡性鑒別，用AUC評(píng)價(jià)兩種方法及影像科醫(yī)師的診斷效能，結(jié)果顯示，CNN中的3D-ResNet-50模型AUC為0.84，診斷效能優(yōu)于XGBoost模型和影像科醫(yī)師。Chen等［37］基于超聲科醫(yī)師在時(shí)間和特征上通常遵循兩種特定的診斷模式，設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊（領(lǐng)域知識(shí)引導(dǎo)的時(shí)間注意力模塊和領(lǐng)域知識(shí)引導(dǎo)的通道注意力模塊），將領(lǐng)域知識(shí)整合到模型中，隨后在由221個(gè)患者組成Breast-CEUS數(shù)據(jù)集上進(jìn)行模型驗(yàn)證，結(jié)果顯示，3D-CNN模型可以達(dá)到97.2%的靈敏度和86.3%的特異度，與領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)合使靈敏度提高了3.5%，特異度提高了6.0%。

基于深度學(xué)習(xí)的影像組學(xué)可對(duì)圖像特征進(jìn)行自動(dòng)提取和量化，可減少人工分割圖像造成的誤差，有望成為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的重要工具，但是影像組學(xué)模型應(yīng)用于臨床仍面臨諸多挑戰(zhàn)，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)收集的標(biāo)準(zhǔn)化、生物學(xué)可解釋性的缺乏等問題亟待解決［38］。

4.2 CEUS與分子成像

超聲分子造影劑能夠與癌癥中表達(dá)的某些分子靶向結(jié)合，可用于臨床前研究中改進(jìn)癌癥的診斷和治療效果的評(píng)估［39］。目前開發(fā)的超聲分子成像造影劑主要有微泡、相變納米液滴、氣體囊泡。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）是誘導(dǎo)癌癥新生血管生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子之一，常作為超聲分子成像的靶標(biāo)。BR55［40］是一種新型VEGFR2靶向微泡造影劑，可用于血管生成的分子成像。Willmann等［41］對(duì)21例乳腺和24例卵巢病變患者進(jìn)行BR55超聲分子成像，微泡與VEGFR2靶向結(jié)合后表現(xiàn)為自由循環(huán)的微氣泡消失后仍然可見的增強(qiáng)病灶，按照增強(qiáng)程度分為強(qiáng)、弱、無3種等級(jí)，結(jié)果顯示，在77%的惡性卵巢病變和93%的惡性乳腺病變中存在高VEGFR2表達(dá)，VEGFR2超聲成像信號(hào)與免疫組織化學(xué)中的VEGFR2表達(dá)水平相匹配。超聲分子成像研究的可行性已在大量臨床前研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)［42-45］中得到證實(shí)，但實(shí)現(xiàn)從科學(xué)研究到臨床落地的轉(zhuǎn)化，仍需要經(jīng)過多中心、大規(guī)模臨床試驗(yàn)的評(píng)估。

5 總結(jié)和展望

隨著設(shè)備的發(fā)展和第二代超聲造影劑的應(yīng)用，CEUS可用于定性及定量評(píng)估乳腺病灶微循環(huán)情況進(jìn)而用于疾病診斷和療效評(píng)估，與常規(guī)超聲結(jié)合可優(yōu)化BI-RADS分類提高診斷效能，避免漏診的同時(shí)減少不必要的活檢，但目前CEUS的應(yīng)用仍有其局限性。首先，尚未發(fā)現(xiàn)提示乳腺惡性腫瘤的特定灌注模式，指南［46］尚不推薦CEUS用于臨床。其次，CEUS與DLR、超聲分子影像等新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用仍處于探索階段，缺乏臨床相關(guān)性與科學(xué)完整性的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估，但其展現(xiàn)了為乳腺癌患者提供精確、個(gè)性化治療決策的潛力，期待未來經(jīng)過多中心、大規(guī)模、前瞻性的研究推動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步成熟，最終實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的臨床應(yīng)用，助力中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。