對比增強(qiáng)能譜乳腺X線攝影量化參數(shù)聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)鑒別乳腺良、惡性腫塊

徐維敏，鄭博文，秦耿耿，文嬋娟，汪思娜，徐澤園，吳杰芳，陳衛(wèi)國

(南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510515)

對比增強(qiáng)能譜乳腺X線攝影(contrast-enhanced spectral mammography, CESM)于注射碘離子對比劑后分別以低、高能量(管電壓分別為26～32 kVp、45～49 kVp)攝片，獲得低能圖及高能圖；高能圖可顯示乳腺攝取對比劑區(qū)域，抑制正常乳腺組織背景后，減影圖能顯示富血供病灶，是檢測乳腺癌的重要手段[1-3]；低能圖類似常規(guī)乳腺X線片，減影圖中病灶形態(tài)近似乳腺增強(qiáng)MRI，可反映血供情況[4]并在一定程度上替代動態(tài)對比增強(qiáng)MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)[1-2,5-6]。乳腺部分惡性病變、癌前病變及良性病變的CESM形態(tài)特點(diǎn)相似[2,7]，給鑒別診斷帶來一定難度，且病灶CESM強(qiáng)化程度與攝影時相及乳腺實(shí)質(zhì)背景強(qiáng)化(background parenchymal enhancement, BPE)[8]相關(guān)。本研究觀察不同攝影時相CESM量化參數(shù)聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)鑒別診斷乳腺良、惡性腫塊的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性收集2019年1月—2020年10月于南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院因乳腺腫塊接受CESM檢查患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡20～75歲，非哺乳期或妊娠期女性；②常規(guī)乳腺X線攝影或超聲評估為乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(breast imaging reporting and data system, BI-RADS)3～5類單發(fā)腫塊型乳腺病變；③檢查前無乳腺癌手術(shù)或放射、化學(xué)治療史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①CESM減影圖難以鑒別腫塊與BPE；②碘對比劑過敏；③無病理檢查結(jié)果。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號：NFEC-2017-136)，檢查前患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Senographe Essential數(shù)字乳腺X線機(jī)行CESM。以流率3 ml/s注射非離子型碘對比劑(300 mgI/ml)1.5 ml/kg體質(zhì)量，充分壓迫乳腺，分別于注射對比劑后2、4、5、6、7 min以不同能量攝患側(cè)頭足(cranio-caudal, CC)位、患側(cè)首次內(nèi)外斜位(mediolateral oblique, MLO)位、健側(cè)CC位、健側(cè)MLO位及患側(cè)二次MLO位片。將注射對比劑后2～3 min定義為早期(T1)、4～5 min為中期(T2)、7～9 min為晚期(T3)，獲得相應(yīng)減影圖。

1.3 圖像分析 由1名具有9年乳腺影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師觀察圖像，根據(jù)BI-RADS評估患側(cè)乳腺密度(a/b/c/d類)，并以ITK-SNAP軟件(3.8.0)分別于3個時相減影圖上沿病灶邊緣手動勾畫ROI(圖1)。以基于Python 3.7的Simple ITK (Version 1.2.0)和Open CV (Version 4.1.2)軟件讀取病灶ROI的Dicom信息，將減影圖轉(zhuǎn)換成16-bit圖像(灰度值0～65 536)，計(jì)算病灶灰度值(gray value of lesions, LGV)。反轉(zhuǎn)病灶ROI后，減去乳頭及皮膚褶皺等，得到BPE的ROI，對MLO位BPE的ROI還應(yīng)減去胸大肌范圍，分別測量T1、T2、T3期LGV及BPE；采用公式1～3計(jì)算病灶與背景灰度值比值(the lesion to background grey value ratio, LBR)、相鄰2個時相病灶灰度值差(lesion grey value difference, LGVD)及LBR變化率。

(1)

LGVD變化率=

(2)

LBR變化率=

(3)

參考文獻(xiàn)[9]標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相鄰2個時相LGVD或LBR的變化率將病灶CESM強(qiáng)化特點(diǎn)分為上升型(變化率≥10%)、平臺型(-10%<變化率<10%)或流出型(變化率≤-10%)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，組間行t檢驗(yàn)；以χ2檢驗(yàn)比較計(jì)數(shù)資料。以病理結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，繪制受試者工作特征(receiver operative characteristic， ROC)曲線，獲得各CESM參數(shù)鑒別乳腺良、惡性腫塊的閾值，對低于、高于閾值者分別賦值0、1；將上升型、平臺型及流出型強(qiáng)化特點(diǎn)分別賦值0、1、2；計(jì)算曲線下面積(area under the curve, AUC)，評價各CESM參數(shù)聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)鑒別診斷乳腺良、惡性腫塊的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

共納入114例患者，均為女性，年齡24～74歲，平均(47.3±9.9)歲；其中84例(84/114，73.68%)病灶為惡性(惡性組)，包括浸潤性導(dǎo)管癌73例、導(dǎo)管原位癌2例、其他類型乳腺癌9例；30例(30/114，26.32%)病灶為良性(良性組)，包括乳腺炎癥8例、乳腺纖維腺瘤5例、乳腺腺病4例、乳腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤4例、乳腺囊腫合并感染3例、乳腺分葉狀腫瘤3例及乳腺纖維囊性乳腺改變3例?；紓?cè)乳腺腺體輻射劑量為1.05～3.76 mGy，平均(1.87±0.06)mGy。

2.1 組間一般資料及病灶CESM量化參數(shù)比較 良、惡性組間LGVT1及LBRT1差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，其余參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 乳腺單發(fā)腫塊患者一般資料及病灶CESM量化參數(shù)比較

2.2 組間強(qiáng)化特點(diǎn)比較 基于LGVDT1-T2變化率，惡性組51.19% (43/84)、良性組46.67% (14/30)呈平臺型強(qiáng)化(圖2A)，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=11.02，P<0.05)?；贚GVDT2-T3變化率，良、惡性組病灶均以平臺型強(qiáng)化為主(圖2B)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.124，P>0.05)?；贚GVDT1-T2-T3變化率，惡性組33.33%(28/84)、良性組40.00%(12/30)呈平臺-平臺型(圖2C)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=22.64，P<0.05)。

基于LBRT1-T2及LBRT2-T3變化率，組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.12、6.29，P均<0.05)，惡性組53.57%(45/84)及45.24%(38/84)呈流出型，良性組63.33%(19/30)及50.00%(15/30)表現(xiàn)為上升型(圖3A、3B)?；贚BRT1-T2-T3變化率，良、惡性病灶強(qiáng)化特點(diǎn)差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=22.56，P<0.05)，27.38%(23/84)惡性病灶為流出-流出型，30.00%(9/30)良性病灶呈上升-上升型(圖3C)。

2.3 診斷效能 根據(jù)LGVT1、LGVT2及LGVT3鑒別乳腺良、惡性腫塊的敏感度分別為96.40%、80.10%及88.00%，特異度分別為43.30%、50.00%及30.00%；LBRT1、LBRT2及LBRT3的敏感度分別為95.20%、83.70%及81.60%，特異度分別為43.30%、43.30%及50.00%。LGVT1+LGVT2+強(qiáng)化特點(diǎn)T1-T2和LGVT1+LGVT2+LGVT3+強(qiáng)化特點(diǎn)T1-T2-T3的敏感度分別為83.30%、91.60%，特異度分別為63.30%、53.30%；LBRT1+LBRT2+強(qiáng)化特點(diǎn)T1-T2和LBRT1+LBRT2+LBRT3+強(qiáng)化特點(diǎn)T1-T2-T3的敏感度分別為80.90%、86.70%，特異度分別為73.30%、56.60%。見表2。

表2 各時相LGV、LBR及聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)鑒別乳腺良、惡性腫塊的效能

3 討論

CESM減影圖可顯示乳腺病變強(qiáng)化程度，反映病變性質(zhì)及其對碘離子的攝取能力，進(jìn)而反映病變的血供情況，強(qiáng)化程度越高，意味著病變惡性程度越高。本研究惡性組LGVT1及LBRT1均高于良性組，與既往研究[9-10]結(jié)果相符合。

XING等[11]報道，CESM診斷乳腺癌的特異度為79.8%、敏感度為66.3%。LIU等[12]發(fā)現(xiàn)以患側(cè)CC CESM所示乳腺病變與背景之間的增強(qiáng)程度差異診斷乳腺癌的價值最高，特異度為75.5%，敏感度為81.4%。本研究以LGV和LBR鑒別診斷乳腺良、惡性腫塊的敏感度更高，尤其T1期，敏感度分別為96.40%和95.20%，提示早期CESM更有利于鑒別乳腺良、惡性病變；但特異度僅43.30%，低于上述研究，原因可能在于觀察對象不同：本研究僅納入單發(fā)腫塊型乳腺病變，而上述研究納入多種類型乳腺病變。

既往研究[9]顯示，乳腺癌CESM強(qiáng)化表現(xiàn)為62.26%呈下降型、17.92%呈上升型、12.26%為平臺型，7.56%無強(qiáng)化。HUANG等[13]分析乳腺病灶CESM強(qiáng)化程度，發(fā)現(xiàn)注射對比劑后2～4 min，良、惡性病變均呈平臺型強(qiáng)化，2～10 min約56%惡性病變主要表現(xiàn)為流出型、約59%良性病變?nèi)员憩F(xiàn)為平臺型強(qiáng)化?；贚GVD，本研究中大部分良、惡性腫塊強(qiáng)化特點(diǎn)均表現(xiàn)為平臺型，可能原因在于本研究僅采集3個時相的圖像，且采集時間存在差異?；贚BRT1-T2變化率，本研究53.57%惡性病變CESM強(qiáng)化呈流出型、63.33%良性病變呈上升型，與既往研究[10,14]相似。解福友等[14]指出,惡性病變及良性病變的DCE-MRI時間-信號強(qiáng)度曲線多為流出型(75.90%)及平臺型(69.23%)?；贚BRT1-T2-T3變化率，本研究中27.40%惡性病變強(qiáng)化表現(xiàn)為流出-流出型，30.00%良性病變呈上升-上升型，與HUANG等[13]的結(jié)果相似，提示對于部分T1、T2期強(qiáng)化程度變化不明顯的乳腺腫塊，增加T3期攝影有利于辨別其強(qiáng)化特點(diǎn)。

本研究發(fā)現(xiàn)，以不同CESM時相LGV或LBR聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)鑒別乳腺良、惡性腫塊的效能均較高；多個時相LGV或LBR聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)的診斷特異度均高于單個時相LGV或LBR，而LGV或LBR聯(lián)合相鄰2個時相的強(qiáng)化特點(diǎn)(T1-T2)的診斷敏感度均稍低于LGV或LBR聯(lián)合3個時相強(qiáng)化特點(diǎn)(T1-T2-T3)，提示LGV或LBR聯(lián)合CESM強(qiáng)化特點(diǎn)可更好地鑒別乳腺良、惡性腫塊，減少不必要的活檢。另外，基于T1、T2期LBR聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)的診斷特異度高于LGV聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)及3個時相的LGV或LBR聯(lián)合其強(qiáng)化特點(diǎn)。綜合考慮CESM中的BPE和病灶強(qiáng)化在常規(guī)2個時相的變化，LBR可能是較佳的量化特征，以之聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)(尤其T1、T2期)能更好地鑒別乳腺良、惡性腫塊。

本研究的局限性：①樣本量小，且僅納入腫塊型病變；②未分析病灶形態(tài)學(xué)特征；③根據(jù)整個病灶的平均強(qiáng)化程度量化強(qiáng)化程度，未考慮病灶內(nèi)部強(qiáng)化方式的差別。

綜上，以不同時相CESM量化參數(shù)聯(lián)合強(qiáng)化特點(diǎn)有助于鑒別診斷乳腺良、惡性腫塊。