熱層析成像溫度分布在乳腺疾病中的診斷價值

李俊來LI Junlai

李昶田1LI Changtian

賈 紅1JIA Hong

萬文博1WAN Wenbo

宋丹緋1SONG Danfei

李凱揚2LI Kaiyang

論著 Original Research

熱層析成像溫度分布在乳腺疾病中的診斷價值

李俊來1LI Junlai

李昶田1LI Changtian

賈 紅1JIA Hong

萬文博1WAN Wenbo

宋丹緋1SONG Danfei

李凱揚2LI Kaiyang

目的采用熱層析成像對乳腺表面溫度進行不對稱分析，探討乳腺熱分布信息與內(nèi)部疾病的關(guān)系，評價熱層析成像在乳腺疾病中的診斷價值。資料與方法179例乳腺疾病患者共222個病灶，均行熱層析成像和彩色多普勒超聲檢查，并經(jīng)病理結(jié)果證實，對比雙側(cè)乳腺熱圖色彩差別并行不對稱分析，計算平均溫差大小，尋找乳腺良、惡性病變的溫差規(guī)律。結(jié)果222個乳腺病灶中，惡性病灶95個，炎性病灶8個，其他良性病灶119個；熱層析圖像顯示惡性病灶、良性病灶患側(cè)與對側(cè)乳腺區(qū)域平均溫差分別為（1.9±0.3）℃、（0.7±0.2）℃，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；8個炎性病灶患側(cè)與對側(cè)乳腺區(qū)域平均溫差為（2.0±0.3）℃，與惡性病灶相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論乳腺病灶熱分布信息的改變有助于乳腺病灶的檢出，熱層析成像有望成為乳腺癌的篩查手段之一。

乳腺腫瘤；超聲檢查，多普勒，彩色；熱層析成像；溫度；診斷，鑒別

乳腺癌是危害女性健康的常見惡性腫瘤，對乳腺良、惡性腫瘤的鑒別診斷和乳腺癌的早期診斷一直是醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的熱點和研究的重點。自1956年Ran Lawson用紅外掃描技術(shù)證實了乳腺癌局部皮膚溫度較正常部位高，使得紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用于20世紀六七十年代風(fēng)靡醫(yī)療界[1]。然而這種可視性的紅外熱圖像僅局限于體表象素和色差的變化水平[1]，假陽性率比鉬靶更高，對病灶不易定位，因此不作為乳腺癌檢查的標(biāo)準手段[2]。2000年以后，我國學(xué)者開始研究體表熱分布狀況與內(nèi)部熱源在溫度、深度和形狀之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，即熱層析成像技術(shù)[3]。本研究將彩色多普勒超聲與熱層析成像聯(lián)合應(yīng)用于乳腺癌的診斷，探討乳腺熱分布信息與內(nèi)部疾病間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，以及熱層析成像技術(shù)在乳腺癌診斷中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2009-01～2011-05在解放軍總醫(yī)院超聲科行乳腺熱層析成像與彩色多普勒超聲檢查的179例乳腺疾病患者共222個病灶，均為女性，年齡19～82歲，平均（43.1±11.2）歲，以乳房觸及結(jié)節(jié)、腫塊、疼痛或乳頭溢液就診，病灶最終經(jīng)超聲引導(dǎo)穿刺活檢或手術(shù)切除標(biāo)本確定病理診斷，排除超聲顯示為囊腫者，行熱層析檢查前均向患者解釋并征得患者同意。

1.2 儀器與方法 采用武漢昊博科技有限公司熱層析成像系統(tǒng)HB-T-2型，該系統(tǒng)由紅外探測器、檢查室和主機3部分組成。紅外線攝像頭參數(shù)：像素320×240，室溫為25℃時溫度靈敏度≤0.08℃?；颊呓褂|摸乳腺45 min，環(huán)境溫度在23～25℃，機房內(nèi)無熱源及影響熱量分布的其他物體?；颊叱浞直┞度榉浚察o休息5～6 min后開始檢查，檢查過程中患者身體保持不動。調(diào)節(jié)紅外探測器焦點預(yù)覽圖像，當(dāng)圖像邊緣銳利、乳頭顯示清晰、圖像穩(wěn)定時照相。常規(guī)攝取正位像2幅，包括1幅黑白效果圖和1幅彩色效果圖，左、右前斜位各攝取1幅圖像。對溫度顯示異常區(qū)域可以多角度、多方位重復(fù)取黑白和彩色圖像。通過分析雙側(cè)乳腺與病變局部溫度不均勻所呈圖像色彩差別的對比，記錄測量熱圖中乳腺熱量異常區(qū)域，并與對側(cè)乳腺對比，進行不對稱分析，計算平均溫差大小，尋找乳腺良、惡性病變的溫差規(guī)律。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用CHISS軟件對222例有病理結(jié)果的熱層析病例圖像進行分析，惡性病灶、良性病灶與炎性病灶平均溫差比較采用方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

圖1 女，31歲，右側(cè)乳腺纖維腺瘤。超聲示低回聲結(jié)節(jié)（箭），邊界清，形狀規(guī)則，內(nèi)部回聲均勻，彩色多普勒血流顯像示其內(nèi)未見血流信號（A）；熱層析成像圖可見異常高溫區(qū)（箭），患側(cè)乳腺與對側(cè)乳腺平均溫差為0.3℃（B）

表1 179例乳腺疾病患者共222個病灶的病理診斷結(jié)果

表2 乳腺惡性病灶、良性病灶和炎性病灶與對側(cè)乳腺溫差比較

圖2 女，43歲，右側(cè)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌。超聲示低回聲包塊（箭），邊界欠清，形狀不規(guī)則，內(nèi)可見點狀強回聲，彩色多普勒血流顯像示其內(nèi)可見血流信號（A）；熱層析成像圖可見異常高溫區(qū)（箭），患側(cè)乳腺與對側(cè)乳腺平均溫差為1.1℃（B）

圖3 哺乳期女性，26歲，乳腺炎。超聲示低回聲區(qū)（箭），邊界欠清，形狀不規(guī)則，內(nèi)回聲不均勻，可見液性暗區(qū)（A）；熱層析成像圖可見異常高溫區(qū)（箭），患側(cè)乳腺與對側(cè)乳腺平均溫差為2.2℃（B）

3 討論

紅外熱成像是早期診斷乳腺癌的一種常見方法，但傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)紅外熱成像診斷技術(shù)主要是通過分析體表的溫差來判斷疾病，然而不同人體的正常體溫差異很大，同一個溫差對于某些個體是異常的，而對于另一些個體則為正常的，這就給醫(yī)師的診斷帶來了很大的模糊性和不確定性。本研究采用的熱層析成像是2000年以后我國在國際上首先提出的一種技術(shù)[4]，它是在我國首先提出的熱斷層技術(shù)[4]的基礎(chǔ)上，應(yīng)用生物傳熱理論簡化Pennes模型（該模型是國際公認的最能表達生物熱傳導(dǎo)，但因過分復(fù)雜一直未能實現(xiàn)），獲得了不同內(nèi)部熱源的三維溫度場分布，用先進的數(shù)字化圖像處理、提取溫度分布信息，以獲得體內(nèi)不同深度的熱源信息[3,5]。本課題組前期通過采用熱層析成像技術(shù)與超聲的初步聯(lián)合應(yīng)用，已經(jīng)顯示出其具有一定的臨床價值[6]。

惡性腫瘤代謝旺盛、供血豐富，形成溫度升高的基礎(chǔ)。本組惡性病灶熱層析圖像顯示患側(cè)乳腺與對側(cè)乳腺平均溫差為（1.9±0.3）℃，明顯高于良性病灶的平均溫差（0.7±0.2）℃（P＜0.01），提示通過溫差改變的不同有助于乳腺良、惡性病灶的鑒別診斷。既往研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌皮膚溫度升高常常會出現(xiàn)在腫瘤周邊，而內(nèi)部表面溫度則降低。1988年，Konerding等[7]將人類腫瘤移植到?jīng)]有胸腺的免疫缺陷的裸鼠體內(nèi)，137個被掃描的腫瘤均為正?；虻陀谡ｓw溫，并未出現(xiàn)表面溫度升高，推測與血管缺乏有關(guān)。2004年，Xie等[8]采用老鼠乳腺腺癌13762 MAT評估數(shù)字化紅外熱成像是否能監(jiān)測惡性腫瘤血管的生成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與腫瘤相關(guān)的表面溫度并未升高，而小腫瘤病灶表面溫度則降低，推測腫瘤外周溫度升高并不是由腫瘤血管生成所致，而是由腫瘤周圍的炎癥所致。因為腫瘤周圍的炎癥反應(yīng)有助于腫瘤的生長，并會導(dǎo)致不良預(yù)后。因此，乳腺癌表面溫度升高有其代謝和微血管解剖基礎(chǔ)，但其形成機制比較復(fù)雜，具體溫度升高部位和其引起的病理機制需要進一步研究。

本組炎性病灶患側(cè)乳腺與對側(cè)乳腺平均溫差為（2.0±0.3）℃，與惡性病灶的平均溫差差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），這可能是熱層析成像技術(shù)診斷乳腺癌特異性較低的原因之一，但結(jié)合炎性病灶的病史和疼痛等臨床表現(xiàn)，有助于將其與惡性病灶相區(qū)分。本研究中，其他良性病灶的平均溫差明顯低于惡性病灶，因此在臨床中對于平均溫差超過1.0℃的乳腺病灶，尤其是無明顯臨床癥狀者，需警惕惡性腫瘤的可能。

總之，熱層析成像可以對雙側(cè)乳腺溫度進行不對稱分析，溫差的大小有助于對病灶的性質(zhì)做出判斷。對于無臨床癥狀的患者，雙側(cè)乳腺溫差越大，則越要警惕惡性病變的存在。然而由于熱層析成像臨床應(yīng)用時間尚短，且機體的熱分布變化較易受周圍環(huán)境、病灶深度及個人體質(zhì)差異的影響，對于肥胖、碩大的乳房、腫瘤部位較深，熱輻射會受到脂肪層的阻礙，而且本組病例數(shù)相對較少，其臨床價值有待于進一步研究。

[1] Watmough DJ. Transillumination of breast tissues: factors governing optimal imaging of lesions. Radiology, 1983, 147(1): 89-92.

[2] Head JF, Wang F, Lipari CA, et al. The important role of infrared imaging in breast cancer. IEEE Eng Med Biol Mag, 2000, 19(3): 52-57.

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[6] 李昶田, 李俊來, 賈紅, 等. 超聲聯(lián)合熱層析成像診斷乳腺癌的價值. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2012, 28(8): 1525-1528.

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（責(zé)任編輯 張春輝）

Breast Diseases: Temperature Change Detected by Thermal Texture Imaging

PurposeTo discuss the relationship between temperature distribution of mammary glands and breast disease by detecting surface temperature change with thermal texture imaging, and to evaluate the value of thermal texture imaging technique in the diagnosis of breast diseases.Materials and MethodsA total of 179 patients (222 lesions) with breast diseases confrmed pathologically were examined with ultrasound and thermal texture imaging technique. The asymmetry analysis was conducted on the thermal texture maps of bilateral breasts, and the mean temperature difference was calculated so as to fnd out the rule to differentiate benign and malignant lesions.ResultsAmong all 222 lesions, 95 were malignant, 119 were benign and 8 were infammatory masses. The thermal texture maps showed that the mean temperature difference between two breasts was (1.9±0.3)℃in malignant masses, and it was (0.7±0.2)℃ in benign masses (differences with statistic significance, P＜0.01). In the 8 cases with inflammatory masses, the mean temperature difference was (2.0±0.3)℃, it showed no statistical difference compared with malignant lesions.ConclusionThe temperature change of breast surface is contributory to the detection of breast lesions. Thermal texture maps are promising to be used in the screening of breast cancer.

Breast neoplasms; Ultrasonography, Doppler, color; Thermal texture imaging; Temperature; Diagnosis, differential

1.解放軍總醫(yī)院南樓超聲科 北京 100853

2. 武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖北武漢430072

李俊來

Department of Ultrasound, the Southern Building of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Address Correspondence to: LI Junlai

E-mail: Li_jl@yeah.net

科技部重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項（2012YQ16020304）。

R737.9；R730.44

2013-10-29

修回日期：2014-03-19

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第4期：241-243

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(4): 241-243

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.04.001