乳腺腫瘤三維成像技術(shù)的進(jìn)展和比較

王培蕾 綜述，黃備建審校

1. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲科，上海 200032；

2. 上海市影像醫(yī)學(xué)研究所，上海 200032

乳腺癌發(fā)病率位居女性惡性腫瘤首位，早期診斷主要依靠影像學(xué)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(shù)的涌現(xiàn)，為乳腺高危病灶的信息采集和顯示提供了新途徑，彌補(bǔ)了二維成像技術(shù)的一些不足。目前具有乳腺腫瘤三維成像功能的影像學(xué)技術(shù)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(dòng)乳腺全容積掃描(automated breast volume scanner，ABVS)。本文就上述三維成像技術(shù)在乳腺腫瘤診斷方面的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 乳腺X線三維成像技術(shù)

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

在廣泛應(yīng)用時(shí)也暴露了許多不足，如X線投照時(shí)組織結(jié)構(gòu)的重疊效應(yīng)影響圖像的分辨率及對(duì)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(guī)的投照體位(頭尾位和內(nèi)外斜位)不利于對(duì)近胸壁深部、高位及乳腺尾部病灶的檢出等。2000年出現(xiàn)的二維全數(shù)字化乳腺X線攝影(full-f i eld digital mammography，F(xiàn)FDM)增加了圖像后處理功能，在一定程度上改善了圖像對(duì)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(xiàn)的X線三維成像技術(shù)[數(shù)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(duì)上述局限性進(jìn)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(guó)食品藥品管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)認(rèn)證，已在歐洲用于乳腺疾病檢查[2]。該系統(tǒng)利用平板探測(cè)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(cè)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(guī)采用頭尾位與內(nèi)外斜位結(jié)合以提高病灶檢出率，攝片時(shí)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(jì)曝光劑量符合乳腺X線攝影標(biāo)準(zhǔn)的安全范圍[3]。DBT的每張獨(dú)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(gè)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(duì)比度，更清晰地顯示腫塊邊緣及微小鈣化的特征，與FFDM聯(lián)合應(yīng)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(guó)紐約科寧公司研發(fā)的首款用于乳腺疾病診斷的CBBCT通過美國(guó)FDA批準(zhǔn)，成為CT技術(shù)在乳腺疾病診斷方面應(yīng)用的重大突破。CBBCT通過發(fā)生器發(fā)射低能X線，圍繞投照體進(jìn)行環(huán)形多次數(shù)字式投照，直接采集乳腺組織投影的二維平面數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)重建后的三維圖像更加準(zhǔn)確真實(shí)，各向同性的空間分辨率較高。在X線照射劑量上，CBBCT檢查時(shí)患者雙側(cè)乳腺接受的照射劑量與MMG相當(dāng)，顯著低于傳統(tǒng)螺旋CT。在對(duì)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(xì)微結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)多發(fā)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(duì)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(dòng)態(tài)增強(qiáng)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(shù)，與MMG和FFDM相比，尚處于臨床應(yīng)用初期階段。雖然國(guó)外已對(duì)兩者的圖像質(zhì)量和診斷價(jià)值等進(jìn)行了相關(guān)研究，并開始應(yīng)用于乳腺疾病篩查診斷中，但國(guó)內(nèi)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)還不熟悉，相關(guān)臨床應(yīng)用和研究也較少，未能普及用于乳腺疾病診斷中。

2 乳腺M(fèi)RI

MRI作為乳腺三維成像技術(shù)之一，于20世紀(jì)50年代開始逐漸應(yīng)用于乳腺疾病檢查中。乳腺M(fèi)RI檢查時(shí)，被檢者俯臥于檢查床，雙側(cè)乳腺自然懸垂于乳腺專用線圈中，無須加壓下連續(xù)完整掃描雙側(cè)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(xiàn)為：形態(tài)不規(guī)則，邊界不清，可見“蟹足樣”或“星芒狀”浸潤(rùn)的結(jié)節(jié)或腫塊影，T1WI多數(shù)呈等低信號(hào)，T2WI一般呈等高信號(hào)。乳腺癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)一般表現(xiàn)為明顯的均勻或不均勻強(qiáng)化，較平掃易檢出體積較小的腫瘤。時(shí)間-強(qiáng)度曲線(time-intensity curve，TIC)類型分為：Ⅰ型，持續(xù)上升型；Ⅱ型，平臺(tái)型；Ⅲ型，廓清型。良性病變?cè)鰪?qiáng)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(jié)構(gòu)重疊；MRI三維多參數(shù)成像序列能清晰顯示病灶在不同序列上的信號(hào)強(qiáng)度、形態(tài)、大小、邊緣及其與周圍組織的關(guān)系等，并同時(shí)顯示腋窩、胸骨旁淋巴結(jié)形態(tài)及胸壁有無腫瘤侵犯的征象，這些對(duì)乳腺腫瘤的良惡性鑒別及準(zhǔn)確定位具有重要意義。有文獻(xiàn)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(duì)鈣化不敏感、禁忌證較多、檢查時(shí)間長(zhǎng)及檢查費(fèi)用昂貴等缺陷使其在乳腺疾病的臨床應(yīng)用中相對(duì)受限。

3 乳腺核素顯像融合技術(shù)——正電子發(fā)射斷層成像

正電子發(fā)射斷層成像(positron emission tomography，PET)作為乳腺核素顯像技術(shù)之一，融合螺旋CT三維重建技術(shù)，成為一種兼具功能學(xué)與形態(tài)學(xué)顯像的三維影像技術(shù)。PET/CT利用腫瘤組織高代謝的特點(diǎn)，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(qiáng)，表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀或塊狀放射性濃聚，良性病變多表現(xiàn)為放射性稀疏或無放射性，某些炎性病灶可表現(xiàn)為斑片狀的放射性異常濃聚，對(duì)臨床上難以被常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)的非腫塊型乳腺癌的檢出具有一定參考價(jià)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(jié)構(gòu)和全身放射性分布，有利于對(duì)乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、骨轉(zhuǎn)移灶的準(zhǔn)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(duì)乳腺癌常表現(xiàn)出的微分葉、毛刺及邊緣模糊等特征的觀察，常不單獨(dú)用于對(duì)病灶的形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)。此外，PET/CT檢查時(shí)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(shí)間長(zhǎng)，價(jià)格非常昂貴，故對(duì)乳腺癌早期發(fā)現(xiàn)價(jià)值不高，主要用于對(duì)乳腺癌確診患者的臨床分期及全身骨轉(zhuǎn)移病情評(píng)估等方面且有重要價(jià)值[10]。

4 乳腺3D-US

乳腺3D-US利用容積探頭在常規(guī)二維超聲斷面掃描的基礎(chǔ)上，通過不同掃查方式，將獲得的二維圖像及相對(duì)解剖位置信息利用計(jì)算機(jī)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(duì)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(duì)操作者的空間想象力及解剖病理基礎(chǔ)要求不高，但重建后的三維圖像在一定程度上犧牲了對(duì)病灶微細(xì)結(jié)構(gòu)的顯示，降低了圖像分辨率。檢查時(shí)淺表器官乳房形態(tài)易變且受呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，造成三維圖像穩(wěn)定性差，病灶定位不準(zhǔn)確等。因此，3D-US目前在婦產(chǎn)科領(lǐng)域應(yīng)用較廣，而在乳腺疾病檢查中應(yīng)用較少。

5 ABVS

ABVS由德國(guó)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(shù)成像的熱點(diǎn)。檢查時(shí)，被檢查者仰臥于檢查床暴露胸部，操作者根據(jù)患者乳腺體積大小調(diào)節(jié)機(jī)械臂及探頭，常規(guī)掃查中位、內(nèi)側(cè)位和外側(cè)位3個(gè)切面(也可根據(jù)情況增加掃查切面)，使用型號(hào)為14L5BV、頻率為5～14 MHz的線陣探頭。掃查時(shí)，盡量使探頭在每個(gè)切面上均能最大限度地覆蓋單側(cè)乳腺后再進(jìn)行逐層掃查。掃查的最大寬度、長(zhǎng)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(shí)約1 min。因ABVS具有自動(dòng)調(diào)整深度、增益及聚焦范圍等功能，操作者在調(diào)節(jié)好探頭與患者體位后只需啟動(dòng)操作鍵，便可獲得最佳質(zhì)量圖像。掃描后的數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸系統(tǒng)傳送至工作站并自動(dòng)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(gè)檢查過程將檢查操作與診斷獨(dú)立分開，不僅消除了操作者依賴性，還減輕了診斷醫(yī)師的工作量。同時(shí)，圖像標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)便于長(zhǎng)期隨訪觀察病灶的變化，可重復(fù)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(fā)揮重要作用。

ABVS圖像特點(diǎn)主要體現(xiàn)在冠狀面、矢狀面和橫斷面3個(gè)正交切面的各自特征。ABVS的冠狀面圖像上，乳腺癌主要表現(xiàn)為邊緣不規(guī)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(yù)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(xiàn)為邊緣分葉、邊緣模糊[13]。有Meta分析顯示，ABVS對(duì)乳腺癌診斷的靈敏度為92%，特異度為84.9%[14]。蘇昆侖等[15]評(píng)估ABVS對(duì)致密型乳腺乳腺癌診斷的靈敏度高于傳統(tǒng)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(guān)系；ABVS的冠狀面還能直觀顯示微鈣化分布范圍，對(duì)微鈣化的檢出率較傳統(tǒng)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(lián)合超聲彈性成像對(duì)乳腺腫瘤診斷價(jià)值的研究中，得出ABVS聯(lián)合超聲彈性成像診斷的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率分別為100.0%、87.5%和95.7%，提高了ABVS對(duì)乳腺癌診斷的準(zhǔn)確率和特異度。

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

6 乳腺三維成像技術(shù)的比較

上述5種乳腺三維成像技術(shù)各具特點(diǎn)。ABVS和MRI在技術(shù)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(gè)病灶，發(fā)現(xiàn)ABVS和MRI所測(cè)病灶最大值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且與病理測(cè)值別呈正相關(guān)；兩者對(duì)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(zhǔn)確率88.31%和88.31%，與目前較多文獻(xiàn)報(bào)道的乳腺M(fèi)RI和ABVS檢查靈敏度高、特異度相對(duì)較低的觀點(diǎn)相一致，且兩者的準(zhǔn)確率均不低于傳統(tǒng)二維超聲及MMG[9,12,14]。相比MRI檢查，ABVS不具備對(duì)腫瘤組織血流灌注情況評(píng)估的功能，這可能是其最大劣勢(shì)之一。但ABVS冠狀面和矢狀面對(duì)乳腺擴(kuò)張導(dǎo)管與乳頭關(guān)系連續(xù)而無創(chuàng)的顯示具有獨(dú)特診斷優(yōu)勢(shì)，對(duì)部分血供欠豐富、多伴鈣化特點(diǎn)的乳腺導(dǎo)管內(nèi)癌的形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)可能較增強(qiáng)MRI及超聲造影(contrast-enhanced ultrasonography，CEUS)等血流動(dòng)力學(xué)成像技術(shù)更為重要。相比DCE-MRI，乳腺二維CEUS的TIC形態(tài)特征表現(xiàn)為良性腫瘤呈緩慢增強(qiáng)快速減退，惡性腫瘤呈快速增強(qiáng)緩慢減退。與 CEUS聯(lián)用，有利于提高ABVS對(duì)腫瘤良惡性的鑒別。CEUS在乳腺癌新輔助化療療效評(píng)價(jià)方面也具有很高的參考價(jià)值。對(duì)于經(jīng)濟(jì)條件差的患者，如需優(yōu)先考慮檢查費(fèi)用、時(shí)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(shù)憑借立體直觀、多層面成像及標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)等優(yōu)勢(shì)，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(shù)的不斷成熟與優(yōu)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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