对比增强能谱乳腺X线摄影量化参数联合强化特点鉴别乳腺良、恶性肿块

徐维敏，郑博文，秦耿耿，文婵娟，汪思娜，徐泽园，吴杰芳，陈卫国

(南方医科大学南方医院放射科，广东 广州 510515)

对比增强能谱乳腺X线摄影(contrast-enhanced spectral mammography, CESM)于注射碘离子对比剂后分别以低、高能量(管电压分别为26～32 kVp、45～49 kVp)摄片，获得低能图及高能图；高能图可显示乳腺摄取对比剂区域，抑制正常乳腺组织背景后，减影图能显示富血供病灶，是检测乳腺癌的重要手段[1-3]；低能图类似常规乳腺X线片，减影图中病灶形态近似乳腺增强MRI，可反映血供情况[4]并在一定程度上替代动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)[1-2,5-6]。乳腺部分恶性病变、癌前病变及良性病变的CESM形态特点相似[2,7]，给鉴别诊断带来一定难度，且病灶CESM强化程度与摄影时相及乳腺实质背景强化(background parenchymal enhancement, BPE)[8]相关。本研究观察不同摄影时相CESM量化参数联合强化特点鉴别诊断乳腺良、恶性肿块的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性收集2019年1月—2020年10月于南方医科大学南方医院因乳腺肿块接受CESM检查患者。纳入标准：①年龄20～75岁，非哺乳期或妊娠期女性；②常规乳腺X线摄影或超声评估为乳腺影像报告和数据系统(breast imaging reporting and data system, BI-RADS)3～5类单发肿块型乳腺病变；③检查前无乳腺癌手术或放射、化学治疗史。排除标准：①CESM减影图难以鉴别肿块与BPE；②碘对比剂过敏；③无病理检查结果。本研究经医院伦理委员会批准(批准号：NFEC-2017-136)，检查前患者或家属签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Senographe Essential数字乳腺X线机行CESM。以流率3 ml/s注射非离子型碘对比剂(300 mgI/ml)1.5 ml/kg体质量，充分压迫乳腺，分别于注射对比剂后2、4、5、6、7 min以不同能量摄患侧头足(cranio-caudal, CC)位、患侧首次内外斜位(mediolateral oblique, MLO)位、健侧CC位、健侧MLO位及患侧二次MLO位片。将注射对比剂后2～3 min定义为早期(T1)、4～5 min为中期(T2)、7～9 min为晚期(T3)，获得相应减影图。

1.3 图像分析 由1名具有9年乳腺影像学诊断经验的副主任医师观察图像，根据BI-RADS评估患侧乳腺密度(a/b/c/d类)，并以ITK-SNAP软件(3.8.0)分别于3个时相减影图上沿病灶边缘手动勾画ROI(图1)。以基于Python 3.7的Simple ITK (Version 1.2.0)和Open CV (Version 4.1.2)软件读取病灶ROI的Dicom信息，将减影图转换成16-bit图像(灰度值0～65 536)，计算病灶灰度值(gray value of lesions, LGV)。反转病灶ROI后，减去乳头及皮肤褶皱等，得到BPE的ROI，对MLO位BPE的ROI还应减去胸大肌范围，分别测量T1、T2、T3期LGV及BPE；采用公式1～3计算病灶与背景灰度值比值(the lesion to background grey value ratio, LBR)、相邻2个时相病灶灰度值差(lesion grey value difference, LGVD)及LBR变化率。

(1)

LGVD变化率=

(2)

LBR变化率=

(3)

参考文献[9]标准，根据相邻2个时相LGVD或LBR的变化率将病灶CESM强化特点分为上升型(变化率≥10%)、平台型(-10%<变化率<10%)或流出型(变化率≤-10%)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，组间行t检验；以χ2检验比较计数资料。以病理结果为标准，绘制受试者工作特征(receiver operative characteristic， ROC)曲线，获得各CESM参数鉴别乳腺良、恶性肿块的阈值，对低于、高于阈值者分别赋值0、1；将上升型、平台型及流出型强化特点分别赋值0、1、2；计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，评价各CESM参数联合强化特点鉴别诊断乳腺良、恶性肿块的效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

共纳入114例患者，均为女性，年龄24～74岁，平均(47.3±9.9)岁；其中84例(84/114，73.68%)病灶为恶性(恶性组)，包括浸润性导管癌73例、导管原位癌2例、其他类型乳腺癌9例；30例(30/114，26.32%)病灶为良性(良性组)，包括乳腺炎症8例、乳腺纤维腺瘤5例、乳腺腺病4例、乳腺导管内乳头状瘤4例、乳腺囊肿合并感染3例、乳腺分叶状肿瘤3例及乳腺纤维囊性乳腺改变3例。患侧乳腺腺体辐射剂量为1.05～3.76 mGy，平均(1.87±0.06)mGy。

2.1 组间一般资料及病灶CESM量化参数比较 良、恶性组间LGVT1及LBRT1差异均有统计学意义(P均<0.05)，其余参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 乳腺单发肿块患者一般资料及病灶CESM量化参数比较

2.2 组间强化特点比较 基于LGVDT1-T2变化率，恶性组51.19% (43/84)、良性组46.67% (14/30)呈平台型强化(图2A)，组间差异有统计学意义(χ2=11.02，P<0.05)。基于LGVDT2-T3变化率，良、恶性组病灶均以平台型强化为主(图2B)，差异无统计学意义(χ2=0.124，P>0.05)。基于LGVDT1-T2-T3变化率，恶性组33.33%(28/84)、良性组40.00%(12/30)呈平台-平台型(图2C)，差异有统计学意义(χ2=22.64，P<0.05)。

基于LBRT1-T2及LBRT2-T3变化率，组间差异均有统计学意义(χ2=7.12、6.29，P均<0.05)，恶性组53.57%(45/84)及45.24%(38/84)呈流出型，良性组63.33%(19/30)及50.00%(15/30)表现为上升型(图3A、3B)。基于LBRT1-T2-T3变化率，良、恶性病灶强化特点差异亦有统计学意义(χ2=22.56，P<0.05)，27.38%(23/84)恶性病灶为流出-流出型，30.00%(9/30)良性病灶呈上升-上升型(图3C)。

2.3 诊断效能 根据LGVT1、LGVT2及LGVT3鉴别乳腺良、恶性肿块的敏感度分别为96.40%、80.10%及88.00%，特异度分别为43.30%、50.00%及30.00%；LBRT1、LBRT2及LBRT3的敏感度分别为95.20%、83.70%及81.60%，特异度分别为43.30%、43.30%及50.00%。LGVT1+LGVT2+强化特点T1-T2和LGVT1+LGVT2+LGVT3+强化特点T1-T2-T3的敏感度分别为83.30%、91.60%，特异度分别为63.30%、53.30%；LBRT1+LBRT2+强化特点T1-T2和LBRT1+LBRT2+LBRT3+强化特点T1-T2-T3的敏感度分别为80.90%、86.70%，特异度分别为73.30%、56.60%。见表2。

表2 各时相LGV、LBR及联合强化特点鉴别乳腺良、恶性肿块的效能

3 讨论

CESM减影图可显示乳腺病变强化程度，反映病变性质及其对碘离子的摄取能力，进而反映病变的血供情况，强化程度越高，意味着病变恶性程度越高。本研究恶性组LGVT1及LBRT1均高于良性组，与既往研究[9-10]结果相符合。

XING等[11]报道，CESM诊断乳腺癌的特异度为79.8%、敏感度为66.3%。LIU等[12]发现以患侧CC CESM所示乳腺病变与背景之间的增强程度差异诊断乳腺癌的价值最高，特异度为75.5%，敏感度为81.4%。本研究以LGV和LBR鉴别诊断乳腺良、恶性肿块的敏感度更高，尤其T1期，敏感度分别为96.40%和95.20%，提示早期CESM更有利于鉴别乳腺良、恶性病变；但特异度仅43.30%，低于上述研究，原因可能在于观察对象不同：本研究仅纳入单发肿块型乳腺病变，而上述研究纳入多种类型乳腺病变。

既往研究[9]显示，乳腺癌CESM强化表现为62.26%呈下降型、17.92%呈上升型、12.26%为平台型，7.56%无强化。HUANG等[13]分析乳腺病灶CESM强化程度，发现注射对比剂后2～4 min，良、恶性病变均呈平台型强化，2～10 min约56%恶性病变主要表现为流出型、约59%良性病变仍表现为平台型强化。基于LGVD，本研究中大部分良、恶性肿块强化特点均表现为平台型，可能原因在于本研究仅采集3个时相的图像，且采集时间存在差异。基于LBRT1-T2变化率，本研究53.57%恶性病变CESM强化呈流出型、63.33%良性病变呈上升型，与既往研究[10,14]相似。解福友等[14]指出,恶性病变及良性病变的DCE-MRI时间-信号强度曲线多为流出型(75.90%)及平台型(69.23%)。基于LBRT1-T2-T3变化率，本研究中27.40%恶性病变强化表现为流出-流出型，30.00%良性病变呈上升-上升型，与HUANG等[13]的结果相似，提示对于部分T1、T2期强化程度变化不明显的乳腺肿块，增加T3期摄影有利于辨别其强化特点。

本研究发现，以不同CESM时相LGV或LBR联合强化特点鉴别乳腺良、恶性肿块的效能均较高；多个时相LGV或LBR联合强化特点的诊断特异度均高于单个时相LGV或LBR，而LGV或LBR联合相邻2个时相的强化特点(T1-T2)的诊断敏感度均稍低于LGV或LBR联合3个时相强化特点(T1-T2-T3)，提示LGV或LBR联合CESM强化特点可更好地鉴别乳腺良、恶性肿块，减少不必要的活检。另外，基于T1、T2期LBR联合强化特点的诊断特异度高于LGV联合强化特点及3个时相的LGV或LBR联合其强化特点。综合考虑CESM中的BPE和病灶强化在常规2个时相的变化，LBR可能是较佳的量化特征，以之联合强化特点(尤其T1、T2期)能更好地鉴别乳腺良、恶性肿块。

本研究的局限性：①样本量小，且仅纳入肿块型病变；②未分析病灶形态学特征；③根据整个病灶的平均强化程度量化强化程度，未考虑病灶内部强化方式的差别。

综上，以不同时相CESM量化参数联合强化特点有助于鉴别诊断乳腺良、恶性肿块。