对比增强能谱诊断乳腺疾病

邢姗姗, 芦春花

乳腺癌是女性最常见的癌症，也是癌症死亡的主要原因。2018年，全世界有近210万名新诊断的乳腺癌患者[1]。而且50岁之前患乳腺癌的发病率增加了20%[2]。乳腺疾病检查方法有很多种，研究表明[3]以乳房X线检查为主,超声为辅的筛查模式是乳腺癌筛查的最佳方法。而且乳房X线检查已被证明是唯一一种能够降低乳腺癌死亡率的筛查方法,但其基于人群的灵敏度为75%～80%[4]。目前临床上广泛使用全数字化乳腺摄影(full field digital mammography,FFDM)，但它在很大程度上取决于乳房的密度，FFDM在致密型乳房中的敏感度只有62.9%[5]。为了进一步提高乳房X线检查的诊断性能，新的乳房X线技术不断产生, 如数字化乳腺断层摄影(digital breast tomosynthesis,DBT)、对比增强能谱摄影(contrast-enhanced spectral mammography,CESM)，其中CESM是利用乳房X线摄影技术和基于碘对比剂来提高诊断性能的一种新技术，是基于快速形成的肿瘤微血管的生物学原理。与正常组织相比，对比剂更容易渗透到恶性肿瘤的相关血管中，从而导致肿瘤的强化。这也是乳腺增强MRI用以区别良恶性肿瘤的主要成像原理。与传统乳腺X线摄影相比，CESM对于病灶的诊断具有更高的灵敏性和特异性[6,7]。

CESM技术的方法和原理

为了进行CESM检查，注射碘对比剂(1.5 mL/kg)后，在单次乳房压缩期间进行两次能量暴露。注射2 min后，患者的摄影位置与标准乳房X线摄影的位置相同，并且获得双能量图像，图像的获取通常少于6 s。标准的4视图摄影大约需要10 min才能完成，CESM所需的时间与其相似，不过总的摄影时间略高于标准的FFDM，因为CESM需要进行静脉对比剂的注射。

注射碘对比剂后，在CESM中每个视图由一个快速获得的低能图像和高能图像组成。低能量的图像是正常的X射线束谱，峰值千伏电压(kVp)约为30 kVp，其具体取决于压缩的乳房厚度和密度；高能量图像使用45～49 kVp和额外的X射线过滤，以确保X射线束光谱几乎完全高于碘的k边缘，然后使用双能量加权对数减法技术产生两组图像。低能量图像的摄取与传统的乳房X线摄影的剂量相同，其图像与FFDM图像相似[8-10]，唯一的区别在于图像采集时乳房中存在碘对比剂。

与传统乳房X线摄影比较

Lobbes等[6]在CESM与传统DM的比较中对113名患者进行了研究，与传统的DM相比，CESM的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别增加了3.1%、45.7%、36.5%、2.9%。在ROC曲线上也有类似的趋势：对于常规的乳房X线检查，ROC曲线下的面积(area under curve，AUC)为0.779；而对于CESM,AUC增加到0.976。研究表明与DM相比,CESM有着更高的灵敏度及特异度。

Dromain等[10]对120名在乳房X线检查或超声中发现可疑病灶的患者进行CESM检查，其中在传统DM中发现可疑病灶80个，以病理及随访作为诊断标准，发现CESM的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为93%、63%、76%、87%；DM为78%、58%、70%、67%。而且他们还发现其中的23例多病灶均能由CESM检出,而传统DM只能检出16例。可见，与传统的乳房X线检查相比，CESM不仅提高了诊断性能，还能识别多发病灶。

与乳腺MRI比较

1.诊断性能的比较

Jochelson等[11]在CESM与MRI的比较中对52名患者进行了研究，发现CESM与MRI对乳腺癌的检出率相似，均为96%。他们还发现CESM的阳性预测值为97%，而MRI的阳性预测值为85%。研究中有16名患者有多个病灶，MRI对肿瘤多灶性的检出率为94%，而CESM只有56%。研究表明CESM较MRI有着更高的阳性预测值，而在多灶性的识别中，MRI明显优于CESM。

Jiang等[12]在CESM与MRI的比较中对145例患者共153个病灶(良性病灶36个，恶性病灶 117个)进行了研究，发现CESM 诊断的敏感度、特异度和准确度均略高于MRI，而二者的ROC曲线下面积的差异无统计学意义。

2.对肿瘤大小测量的比较

Lobbes等[14]搜集了87例行CESM检查的乳腺癌病例，并用最大尺寸测量肿瘤大小，其中57例可行乳腺MRI进行肿瘤大小的测量，发现CESM、MRI对肿瘤大小的测量与组织病理大小的Pearson相关系数(Pearson's correlation coefficients，PCC)均>0.9。在测量结果一致的情况下，CESM、MRI与组织病理的平均差分别为0.03 mm、2.12 mm。结果显示对于肿块大小的测量，CESM较MRI更为精准。

Fallenberg等[15]对80名新诊断的乳腺癌患者进行了CESM和MRI检查，并测量病灶的最大尺寸，其中59例可以与术后组织进行大小的比较。发现病灶在CESM、MRI、术后组织的平均最大尺寸为31.62 mm、27.72 mm、32.51 mm，标准差分别为24.41 mm、21.51 mm、29.03 mm。研究得出与病理对照，CESM与MRI病灶大小测量之间无显著差异。

与三维超声(3DUS)的比较

Helal等[16]在CESM与3DUC的比较中对300例乳腺癌进行了研究，发现对肿块大小的判断，CESM与3DUS结果一致；而在肿块大小评判的符合率上，CESM、3DUS准确度分别为32.7%、24.7%。同时CESM对肿块大小的测量高于病理结果，而3DUS的测量值低于病理结果。还发现在多发性病灶的评估上，CESM、3DUS的准确率分别为94%、84%。在周围组织的浸润程度的评估上，3DUS的准确率为98%，而CESM的准确率只有60%。研究表明在肿块大小评判的符合率及多发性病灶的诊断上，CESM更有优势；而在周围组织浸润程度的诊断上，3DUS具有明显的优势。

对新辅助化疗(NAC)的检测

新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy,NAC)可以有效的缩小肿瘤的大小，降低乳腺癌的分期，增加保乳手术的机会。还可以成为术后辅助治疗的有效手段，减少肿瘤播散，消灭微小转移灶。影像检查对NAC的患者进行疗效的监测起着关键作用。

Barra等[17]搜集了两年接受NAC治疗的乳腺癌患者，所有患者均行CESM和FFDM检查，对NAC后残留病灶的大小、范围及与病理结果的相关性等进行分析，结果发现CESM在NAC后残留病灶的评估中，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为88.33%、100%、100%、66%；而FFDM为50%、50%、50%、25%；可见均明显低于CESM。他们还发现CESM对残存病灶大小的判断与病理结果高度一致。研究表明对于新辅助化疗的检测，CESM比FFDM有着更高的诊断效能及更精确的测量。

Patel等[18]在CESM与MRI的比较中对65例新辅助化疗后的患者进行了研究，发现CESM检测到NAC后肿瘤的平均大小为14.6 mm，MRI为14.2 mm，而手术后病理得出的结果为19.6 mm。他们还进行了等效性试验，以-1 cm和1 cm作为等效性测试的边界，将CESM/MRI对病灶大小的测量值与病理学结果的95%置信区间(confidence interval，CI)进行比较，发现它们之间的差异在-1～1 cm范围之内，得出CESM/MRI测量值与组织病理学结果相当。在CESM与MRI测量值之间的比较中，发现其Pearson相关系数为0.92，可见CESM与MRI对新辅助化疗后肿瘤大小的评估效果相当。

在新辅助病例中，MRI被认为是评估治疗效果的最佳成像方法[19]。但它有一些局限性如设备昂贵，有些医院完全无法配备；患者等待时间长；部分幽闭恐惧症者不能进行该检查等。CESM成本低，检查时间短，而且CESM与MRI对新辅助化疗后肿瘤大小的评估效果可能相当，所以CESM值得被推广。

CESM的不足

1.CESM可能增加放射剂量

Jeukens等[20]研究发现每个CESM暴露的平均腺体剂量为2.8 mGy，而FFDM为1.55 mGy，可见与FFDM相比，单个CESM暴露的平均腺体剂量增加了1.25 mGy(+81%)。Sheng等[21]对143例患者进行了CESM与低能图的比较，发现CESM的平均腺体剂量比低能图的平均腺体剂量高26.22%，他们还对不同腺体类型进行了平均腺体剂量变化的比较，发现多量腺体型(ACR-c型)剂量增加最多，致密腺体型(ACR-d型)剂量增加最少。James等[22]研究发现在平均腺体厚度为63 mm时，CESM的曝光剂量为(3.0±1.1) mGy，而FFDM的剂量为2.1 mGy，DBT的曝光剂量为2.5 mGy。根据质量标准法案规定，乳房X线摄影的放射剂量不能超过3 mGy，CESM的平均剂量是否超过其上限剂量，仍需要更多的数据加以证明。

2.对比剂带来的不良反应

CESM检查常用的是低渗透性碘对比剂, 当使用碘对比剂时，可能会出现一些不良反应，最常见的为过敏和肾功能损害。过敏反应通常为自限性，严重者可能发生过敏性休克。Houben等[23]观察发现839名接受了CESM检查的女性发生过敏反应的比例为0.6%，而且大多数在观察后表现为自限性。碘对比剂引起的对比剂肾病(contrast-induced nephropathy,CIN)及其临床影响一直是一个有争议的话题[24]。Ma等[25]对3021例患者进行了回顾性分析，发现CIN的发生率为7.4%。他们还对发生CIN和未发生CIN患者之间进行危险因素分析，发现与CIN的发生呈正相关的危险因素包括患肾肿瘤、需要进行肾脏手术、升主动脉或心脏手术。

3.CESM的诊断标准及强化方式的不足

目前CESM的BI-RADS词典尚不存在，Jiang等[12]在研究中对乳腺的评判是根据2013版乳腺影像报告和数据系统(breast imaging reporting and data system，BI-RADS)标准，在低能图评判的基础上，结合减影图上是否有强化以及病灶强化的形态特征，对CESM上的病灶做最终诊断。没有标准的诊断要求,对病灶的诊断就没有统一性。

4.CESM可能会出现误诊

CESM显著提高了诊断效能，但仍会出现假阳性和假阴性。假阴性的常见原因是病变没有包括在乳腺X线摄影的视野中，Thibault等[27]报告了6例假阴性，其中4例为浸润性小叶癌。假阳性最常见于纤维腺瘤，Lobbes等[6]在回顾性研究中发现113例患者中检测到5例假阳性。Jochelson等[11]在52例患者中观察到2例假阳性结果(值得注意的是，在MRI中观察到13例假阳性)。Dromain等[10]研究中发现13例异常强化的良性病灶，其中纤维腺瘤3例；放射状瘢痕伴典型的导管增生、乳腺腺病、脂肪坏死及纤维囊性乳腺病各2例；导管内乳头状瘤及一级分叶状肿瘤各1例。

CESM正在成为乳腺疾病诊断的重要工具之一。目前的研究表明与传统DM相比，CESM不仅提高了诊断的准确性，还提供了更准确的肿瘤大小的评估和多灶性的识别；与MRI相比，其潜在优势是检查时间短、易于操作、成本低；CESM的诊断性能、对肿瘤大小的测量以及对NAC的评估与MRI可能相当，且CESM的假阳性率可能更少。但CESM也有很多不足，与传统DM相比增加了辐射剂量；与MRI相比，CESM使用碘对比剂代替钆对比剂，可能会带来更严重的不良反应；在多灶性乳腺癌的诊断中，乳腺MRI仍应是首选的检查方法；在病灶的强化方式上，CESM未表现出与MRI相似的时间-信号强度曲线(TIC)。未来CESM能否取代MRI及FFDM，成为乳腺癌有效的筛查及诊断工具，仍需要更多的数据来证实。