超声技术评价乳腺肿瘤血供的应用进展
2017-03-09林子惟
林子惟
(广东医科大学附属医院超声科,广东 湛江 524000)
超声技术评价乳腺肿瘤血供的应用进展
林子惟
(广东医科大学附属医院超声科,广东 湛江 524000)
超声影像技术是检测乳腺肿瘤血管的常用方法,能便捷安全地显示肿瘤微血管的数量、形状、走形及分布等情况,大大提升乳腺肿瘤的诊断准确性,在临床工作中发挥着巨大作用。本文对当前评价乳腺肿瘤血管生成情况的的几种超声影像学方法作一综述。
乳腺肿瘤;超声检查;血液供给
新生血管在乳腺肿瘤生长发育和侵袭转移中起巨大作用,准确评估乳腺肿瘤内血管生成情况和血流丰富程度能提升乳腺肿瘤的鉴别诊断效能。对肿瘤标本进行微血管密度测量能精确可靠地反映肿瘤内血管生长情况。Biesaga等[1]研究证实,MVD能展现肿瘤内新生血管的状况,恶性肿瘤的新生微血管生长活跃并多集中在肿瘤边缘,与乳腺肿瘤的侵袭性高度相关,检测乳腺肿瘤的MVD能有效评估患者预后。但MVD检测只能在手术切除肿瘤后进行,并且结果仅反映肿瘤一部分区域的血管生成状况。而超声简单方便、容易操作,对血流情况显示杰出,已成为肿瘤血管检查的主要办法并广泛运用于临床。
恶性肿瘤能产生多种生长因子来诱导新生血管形成,通过血液循环为其提供生长代谢所需的营养物质。乳腺恶性肿瘤新生血管的管壁结构不正常,主要由内皮细胞和肿瘤细胞组成,缺乏肌细胞,血管壁薄,管径大小不等,分布不均,走行紊乱,构成复杂畸形的血管网。乳腺良性肿瘤内为正常分化的血管活跃生长,数量增多而血管走行顺直,管径均匀,不存在异常血管网或动静脉瘘,这是超声评价乳腺肿瘤血供的病理学基础。
1 二维超声多普勒成像技术
彩色多普勒超声(Color Doppler Flow Imaging,CDFI)可形象直观地显示血管形态、血流方向、流速及血流性质。乳腺癌在生长中伴有血管数量增多及血流丰富等特点,CDFI能观察乳腺肿瘤血管数目及分布,有助于诊断乳腺肿瘤良恶性。彩色多普勒血流信号按adler半定量法将乳腺肿瘤内血流信号的丰富程度分为4级,探测到的血流信号长度越长、数量越多,adler等级越高。研究发现[2],乳腺恶性肿瘤血流检出率和血流丰富程度明显高于良性,乳腺良性肿瘤血流分级以0-1级为主,而乳腺恶性肿瘤血流分级以2-3级为主,CDFI血流丰富程度与MVD呈正相关,MVD随血流分级升高而增加。
频谱多普勒超声(spectral Doppler ultrasound,SDU)以频谱方式记录血流信号,通过取样容积门对选定的血流区域测量,显示血流频谱图像,定量分析血管收缩期及舒张期的血流峰值流速、平均流速、阻力指数、搏动指数等血流动力学参数。研究发现[3]乳腺恶性肿瘤内血流的峰值流速及阻力指数大于良性肿瘤,差异有统计学意义,以阻力指数>0.7为临界值,可以较好地鉴别乳腺肿瘤的良恶性。除了分析SDU的血流参数,有研究发现血流频谱形态对鉴别乳腺肿瘤有重要作用。乳腺恶性肿瘤的血流频谱形态呈"匕首”形,因恶性肿瘤血管畸形,管壁弹性差,收缩期血流加速较快,达峰时间缩短,峰值前移,舒张期流速下降较大,超过最高流速一半以上,流速曲线甚至可降达基线水平。乳腺良性肿瘤的血流频谱形态呈"三角”形,收缩期血流加速较慢,达峰时间较长,峰值居中,舒张期流速下降水平较小[4]。
能量多普勒成像(power Doppler ultrasound,PDI)不受声束与血流束夹角的影响,可得到各个方向的血流信息,拥有较高的信噪比,有效提高对微小血管及低速血流的检出率,对于研究肿瘤血供情况十分适用。Milz等[5]使用能量多普勒研究乳腺肿瘤发现,乳腺恶性肿瘤的血管分布紊乱,走行不规则,常于肿瘤周边穿入内部,而良性肿瘤的血管多沿包膜生长,常走行于结节间隔。
2 三维超声成像技术
乳腺恶性肿瘤内的血管常相互交叉,扭曲重叠,二维超声图像只能获得肿瘤某个切面的血流走行分布特点,不能完整分析肿瘤内整体血管网的空间分布情况。三维超声成像通过图像重组织技术获得立体三维图像,可以显示肿瘤内血管朝各个方位延伸生长的情况,完整展现整个肿瘤内部的树状血管立体图及周围的解剖结构,有效评估肿瘤浸润范围,通过显示微小血管朝各个方向分支的连续性走行清晰呈现血管的走行、分布,更全面地获得肿瘤血管生成信息[6]。
三维彩色多普勒成像(three -dimensional color Doppler flow imaging ,3D-CDFI)是新近发展起来显示血流的三维彩色多普勒技术,能有效提高信噪比,通过多平面观测和转动可更全面地分析肿瘤内新生血管的构造特点,敏感探测肿瘤血管的空间位置关系和立体结构,容易区分肿瘤内外血管的起止和血流灌注状态,还可以对重建图像后的肿瘤血管进行定量研究。马燕等[7]用三维彩色多普勒超声技术分析94例乳腺肿物的整体血管分布特点,发现乳腺良恶性肿瘤血管分布形态的差异有统计学意义,以"球形”、"星条形”和"树枝形”血管形态鉴别乳腺良性肿瘤,敏感性87.8%,特异性82.2%;以"荆棘形”、" 珊瑚形”和" 花环形”血管分布形态鉴别乳腺恶性肿瘤,敏感性73.3%,特异性89.8%。
3 超声造影
超声造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)通过注射造影剂使肿瘤内微小血管显影,实时动态观察造影剂在肿瘤血管内的灌注分布及消退过程,可显现管径<100μm的微血管,清晰显示病灶周边及内部血管的形态及分布情况,直接反映肿瘤血管的形态学特征及生物学行为,有效提高微细血管的检出率和肿瘤诊断的准确率[8]。
超声造影评价肿瘤血供分为定性和定量分析。定性分析主要包括病灶增强后的强度、分布、形态、边界、面积及肿瘤血管走行情况等,能直接、快捷地判断肿瘤的血流情况,但主观性较强。以往研究报道[9-10]乳腺恶性肿瘤增强特点多表现为不均匀高增强、充盈缺损、形态不规则、外周可见放射状的血管影、病灶增强面积较二维面积大,乳腺良性肿瘤在造影剂灌注达峰时多表现为均匀增强、等增强,边界清晰、增强面积较二维面积等大。定量分析通过应用软件计算出时间-强度曲线,能客观分析造影参数,有效消除研究人员的主观偏倚。超声造影定量测量参数有肿瘤中心区域及边缘的灌注峰值强度、达峰时间、廓清时间,曲线上升支及下降支的斜率,曲线下面积等。张良西等[2]对82例乳腺肿瘤患者行实时灰阶超声造影,对比分析良、恶性肿瘤的时间-强度曲线特征及造影参数,发现乳腺良性肿瘤呈慢进快出型,乳腺恶性肿瘤呈快进慢出型,灌注上升支陡直,下降支平缓。乳腺恶性肿瘤峰值强度、曲线下面积均大于乳腺良性肿瘤,而达峰时间小于乳腺良性肿瘤,良恶性肿瘤之间上升斜率差异无统计学意义。李颖嘉等[11]应用超声造影时间-强度曲线定量分析技术发现,恶性肿瘤病灶边缘区域与中心区域比较,各灌注参数的差异有统计学意义,而良性肿瘤内部各个区域的灌注参数差异无统计学意义。恶性肿瘤病灶边缘区域的廓清时间、峰值强度、曲线下面积大于病灶中心区域,病灶边缘区域的达峰时间小于中心区域。
4 超微血流成像技术
最近开始应用于乳腺疾病的新型超声学方法超微血流成像(super micro-vascular imaging,SMI),能区分血管壁及周围组织运动所产生的噪音,排除干扰信息并保留微小血管内的低速血流信号,能够检测到肿瘤内血流速度极低的微血管,具有很高的空间分辨率及极少的运动伪像[12],可在不使用造影剂的情况下,真实反映结节组织的血流灌注状态。SMI对乳腺性肿物的微血管检出率较高,与病理MVD高度相关[13]。马燕等[14]采用CDFI和SMI技术分别观察乳腺肿瘤的血流丰富程度情况,发现两种检测方法对所有肿瘤血流丰富程度的检测差异有统计学意义,SMI对恶性肿瘤血流丰富程度的检测差异有统计学意义,而对良性肿瘤血流丰富程度的检测差异无统计学意义。以SMI检出血管数目≥3这一临界值鉴别乳腺肿瘤性质,敏感度92.11%,特异度62.50%。由于CDFI显示的是血管内红细胞的平均频移信号,其检测出较少血流信号的恶性肿瘤并不一定真正缺乏微小血管血流,而SMI能敏感地捕捉到CDFI无法显示的肿瘤新生微小血管。两种技术对于单个病灶检出血管条数的差值(SMI-CDFI)在良恶性组间的差异有统计学意义,当以SMI-CDFI≥3鉴别乳腺肿瘤性质,其敏感度为84.21%,特异度为85.00%。而王希等研究发现[15],CDFI模式下不同adler分级差异有统计学意义,但SMI模式下良恶性肿物adler分级差异无统计学意义。原因可能为SMI检测血流比CDFI敏感,在良恶性肿物中均能检测出更多血流,致良性病变血流分级提高,与恶性分级无明显差别。SMI模式下,乳腺良恶性肿瘤的穿支血流、中心血流检出率差异有统计学意义,血流的分布区域有助于鉴别乳腺肿瘤。
SMI包括彩色模式超微血管成像(color superb microvascular imaging,cSMI)和灰阶模式超微血管成像(monochrome superb micro-vascular imaging,mSMI)。mSMI是在cSMI基础上进行血管显像的叠加。李响等[16]把乳腺肿瘤的mSMI血流分布特征分为6型,0-Ⅲ型主要为无血流显示、内部及周边点状或短条状血流、病灶边缘环绕血流;Ⅳ-Ⅴ型主要为长条形血流从周边穿入肿瘤内部,可有血管分支形成,或肿瘤内部形成丰富的血管网。以0-Ⅲ型血流为良性肿瘤判定标准、Ⅳ-Ⅴ型血流为恶性肿瘤判定标准,mSMI血流类型在良恶性间的差异有统计学意义。mSM诊断恶性肿瘤的敏感度、准确度与cSMI相同,而mSMI诊断恶性肿瘤的特异度大于cSMI。陈欣等[17]发现在mSMI模式下,良性肿瘤内部血管粗细均匀、走行自然,周边常见环绕型血管;恶性肿瘤则常表现为内部粗大扭曲血管,周边可见放射状及穿入状血管,良恶性肿瘤血管形态特征的差异具有统计学意义。朱慧等[18]通过对31例乳腺癌病灶分别进行SMI及CEUS检测,发现诊断准确率分别为80.6%、87.1%,两者相比,差别无统计学意义。刁雪红等[19]发现SMI显示乳腺肿瘤内穿支血管的位置、数目、形态与CEUS显示结果较为一致,可准确显示乳腺肿块内的血管。
5 结 语
超声评价乳腺肿瘤内血管及血流情况的新技术层出不穷,从以二维多普勒成像分析肿瘤血管的显示率、血流丰富程度为基础,到以三维超声成像技术整体分析血管在肿瘤内的走行分布,使超声诊断乳腺肿瘤的价值越来越高。SMI及CEUS对乳腺肿物的鉴别诊断具有较高的灵敏度和特异度,SMI通过反映肿瘤的细小血流分支形态与分布,对乳腺肿瘤良恶性鉴别诊断提供了新的方法,具有较好应用前景。SMI诊断乳腺肿瘤操作比CEUS更为便捷,无需注射超声造影剂,患者可减少不必要的开支从而减轻经济负担。SMI技术有望成为无创性、低成本鉴别乳腺肿物良恶性的超声医学新方法。
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本文编辑:吴玲丽
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