超聲光散射斷層成像系統(tǒng)診斷微小乳腺癌的研究進(jìn)展

劉茵芷，胡 兵，車鵬飛，黃清云

（三峽大學(xué)附屬仁和醫(yī)院超聲影像科，湖北 宜昌 443001）

乳腺癌是我國乃至世界范圍內(nèi)女性最常見惡性腫瘤，其發(fā)病率呈現(xiàn)年輕化趨勢［1-2］；早期診斷及治療是改善患者預(yù)后的關(guān)鍵。目前篩查乳腺癌的常用影像技術(shù)包括乳腺X 線攝影和超聲檢查等，但對微小乳腺癌（直徑≤1.0 cm［3］）的診斷效能有限。光散射斷層成像（diffuse optical tomography，DOT）及超聲光散射斷層成像系統(tǒng)（optical tomography image ultrasonography system，OPTIMUS）能夠通過檢測人體組織對近紅外光的吸收和散射而評估乳腺組織內(nèi)部血管分布和代謝水平，為盡早檢出和正確診斷乳腺癌提供了新的手段。

1 DOT

作為乳腺組織中最主要的吸色光團(tuán)，血紅蛋白和氧合血紅蛋白在受到近紅外光照射時能與激光光譜發(fā)生相互作用，進(jìn)而反映組織內(nèi)部血管分布及代謝水平等功能特性。作為無輻射、無創(chuàng)的影像學(xué)檢查手段，DOT 可通過檢測乳腺組織對近紅外光的吸收和散射而顯示組織內(nèi)部代謝水平。

近紅外光在乳腺組織中擁有近10 cm 的穿透力，能與組織血管中的吸色光團(tuán)發(fā)生相互作用而可視化乳腺組織或病灶內(nèi)血管，并提供有關(guān)總血紅蛋白濃度、血氧飽和度、氧合血紅蛋白及脫氧血紅蛋白等的定量信息［4-5］，從而反映乳腺組織或病灶代謝水平。與良性病灶相比，癌細(xì)胞生長代謝旺盛、耗氧量大，故其病灶內(nèi)部代謝呈相對高血供、低血氧狀態(tài)。既往研究［6］顯示，乳腺惡性病灶的總血紅蛋白最大值、氧合血紅蛋白及脫氧血紅蛋白平均值均高于良性病灶，提示可通過檢測代謝水平鑒別乳腺良、惡性病灶。

盡管DOT 集便攜性、價格低及無創(chuàng)性等優(yōu)勢于一體，但目前臨床應(yīng)用較局限，主要原因在于數(shù)字化重建過程中難以準(zhǔn)確定位病灶位置及圖像空間分辨率較低［7］。

2 OPTIMUS

OPTIMUS 將DOT 與超聲成像技術(shù)相結(jié)合，采用雙模式診斷乳腺疾病，以彌補(bǔ)DOT 技術(shù)在定位和分辨率方面的不足，可通過顯示異常與正常組織之間功能代謝的差異而提高診斷準(zhǔn)確性；其應(yīng)用流程包括以常規(guī)超聲勾畫病灶、顯示病灶結(jié)構(gòu)、形態(tài)并指導(dǎo)DOT 定位以完成光學(xué)重建及功能成像，最終獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)血管系統(tǒng)分布、血氧飽和度及代謝水平等信息。相比良性病灶，乳腺惡性病灶新生毛細(xì)血管密度更高、血管形態(tài)更為復(fù)雜，且其內(nèi)中央血管和穿支血管相對豐富，共同構(gòu)成更為錯綜復(fù)雜的網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)［8］。既往針對T1～T3 期乳腺癌的超聲光散射參數(shù)及臨床特征研究［9］結(jié)果顯示，隨病灶增大，其內(nèi)總血紅蛋白最大值逐漸增加；通過OPTIMUS 可收集、處理和分析乳腺病灶的超聲及光學(xué)特征信息，所獲氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度、血氧飽和度等參數(shù)結(jié)合超聲形態(tài)特征構(gòu)成綜合診斷指數(shù)［10］，以之聯(lián)合超聲乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（breast imaging reporting and data system，BIRADS）能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行定性診斷。

3 對比OPTIMUS 與其他影像學(xué)技術(shù)

3.1 乳腺X 線攝影 作為目前常用的乳腺癌篩查手段之一，乳腺X 線攝影有助于早期診斷和治療乳腺癌并降低死亡風(fēng)險，但不適用于乳房體積較小者，且成像質(zhì)量與腺體密度有關(guān)：腺體較為致密時，可與乳腺病灶發(fā)生重疊而致漏診或誤診微小乳腺癌［11-13］。數(shù)字乳腺斷層攝影（digital breast tomosynthesis，DBT）通過采集不同壓迫角度下乳腺靜止圖像并進(jìn)行三維重建而獲得高分辨率斷層圖像，顯示乳腺組織更佳，可提高病灶檢出率［11］；但DBT 亦不適用于乳房較小者，且對發(fā)生于致密型腺體中的惡性病灶的檢出率欠佳。我國女性乳房相對小而致密，而腺體致密為乳腺癌危險因素，且在DBT 中微小乳腺癌易被致密乳腺組織所遮蓋而難以完整提取其影像學(xué)特征，目前尚不能以DBT 早期篩查微小乳腺癌［13-17］。

一項(xiàng)對比OPTIMUS 與DBT 診斷早期乳腺癌的研究［17］結(jié)果顯示，對直徑≤1.0 cm 的微小乳腺癌，OPTIMUS 的診斷效能優(yōu)于DBT，原因在于OPTIMUS 系統(tǒng)對微小血管較為敏感，能夠準(zhǔn)確捕捉異常乳腺組織中的血流信號及代謝改變。

3.2 超聲 超聲具有便攜、無輻射、可重復(fù)且價格低廉等優(yōu)勢，常用于乳腺常規(guī)檢查。常規(guī)二維超聲通過觀察乳腺病灶大小、形態(tài)、邊界、生長方向、回聲、血流信號、彈性值及其與周圍組織關(guān)系等而對乳腺病灶進(jìn)行BI-RADS 分級及診斷；但早期乳腺癌特征常不明顯，導(dǎo)致常規(guī)超聲對于早期微小乳腺癌的檢出率不高。

血流信號豐富是乳腺癌的特征表現(xiàn)之一。CDFI可顯示乳腺病灶內(nèi)部及周邊血供，但顯示管徑0.1～0.2 mm微小新生血管和低速血流的能力不及微血流成像（super microvascular imaging，SMI）［18］。此外，盡管CDFI 和SMI均能在一定程度上通過顯示乳腺病灶中央血管及穿支血管數(shù)量鑒別其良、惡性，但對于直徑＜1.0 cm乳腺病灶而言，僅以微血流協(xié)助診斷準(zhǔn)確率仍不夠理想［19］。

一項(xiàng)采用OPTIMUS 和常規(guī)超聲篩查乳腺癌的多中心研究［20］顯示，在經(jīng)病理學(xué)證實(shí)診斷的1 056 例乳腺腫塊患者中，OPTIMUS 的診斷敏感度與常規(guī)超聲相當(dāng)而其特異度高于常規(guī)超聲；用于分級診斷時，診斷363例直徑≤1.0 cm 乳腺病灶，OPTIMUS 診斷的BIRADS 3 類病灶的惡性率為0，與常規(guī)超聲差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而OPTIMUS 診斷的BI-RADS 4類病灶中，良性率為12.57%，低于常規(guī)超聲，提示OPTIMUS 鑒別直徑≤1.0 cm 良、惡性乳腺病灶的能力優(yōu)于常規(guī)超聲。已有多項(xiàng)研究［21-22］表明，OPTIMUS 診斷微小乳腺癌的敏感度、特異度及符合率均高于常規(guī)超聲，其診斷效能與超聲彈性成像技術(shù)大致相當(dāng)而低于二者聯(lián)合應(yīng)用。

4 局限性

OPTIMUS 有助于早期檢出直徑≤1.0 cm 的微小乳腺癌，漏診率較低；但對于直徑≤1.0 cm 且內(nèi)部毛細(xì)血管較為豐富的良性病灶，OPTIMUS 可能出現(xiàn)假陽性［23-24］。

OPTIMUS 的主要局限性：①通過光學(xué)重建以0.5 cm 間隔分層顯示距體表0.5～3.5 cm 深度范圍內(nèi)的總血紅蛋白吸收分層圖，但可能漏診上述范圍以外的乳腺病灶［25］；②深色對近紅外光的吸收率更高，可致所獲乳頭及乳暈深面病灶光學(xué)重建圖像的可靠性欠佳［26］；③乳房較小時，胸壁距體表皮膚距離過小，或探頭與體表皮膚貼合不緊密，圖像中可出現(xiàn)大量偽影并干擾OPTIMUS 光學(xué)重建［25-26］。

5 小結(jié)

相比傳統(tǒng)乳腺影像學(xué)檢查技術(shù)，OPTIMUS 對于檢出≤1.0 cm 微小乳腺癌及鑒別診斷具有優(yōu)勢，但其臨床應(yīng)用目前仍處于探索階段，對于可疑病例尚需結(jié)合其他影像學(xué)技術(shù)進(jìn)行綜合評估。

利益沖突：全體作者聲明無利益沖突。

作者貢獻(xiàn)：劉茵芷查閱文獻(xiàn)、撰寫文章；胡兵指導(dǎo)、審閱文章；車鵬飛和黃清云查閱文獻(xiàn)。