Sonazoid超声造影定量分析在乳腺肿瘤鉴别诊断中的应用

葛月月，范小晶，高侃，王川予，蔡剑平，戴维德*

1.北京医院超声科 国家老年医学中心 中国医学科学院老年医学研究院，北京 100730；2.北京医院 国家老年医学中心 国家卫生健康委北京老年医学研究所 国家卫生健康委北京老年医学重点实验室 中国医学科学院老年医学研究院，北京 100730；*通信作者 戴维德 Dai.weide@126.com

乳腺癌的发病率不断升高，已经成为全球女性主要癌症死亡原因之一[1]。通过筛查可以早发现、早诊断、早治疗，提高患者的生存率[2]。超声具有无创、无辐射、操作简便等优点，是首选的筛查方法[3]。但乳腺疾病多样，病理种类复杂，常规超声对病灶内微小血流显示不清，导致良、恶性肿瘤的超声图像特征存在一定交叉，不易分辨。超声造影作为常规超声的补充，具有良好的空间、时间和对比度分辨率。新型对比剂Sonazoid具有稳定性高、显像清晰及显影时间长等优势[4]，适合作为乳腺超声造影的对比剂。但目前关于Sonazoid乳腺超声造影的相关研究较少，本研究拟探讨Sonazoid超声造影定量分析相关参数鉴别诊断乳腺良、恶性肿瘤的效能。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性选取2021年10月—2022年7月于北京医院超声医学科进行乳腺常规超声检查和超声造影的92例患者共92个病灶，年龄27～87岁，平均（55.6±13.4）岁，病灶直径0.5～6.3 cm，平均（2.2±1.3）cm，均在超声造影后进行超声引导下穿刺活检或手术并获得明确的病理结果。纳入标准：二维超声结果提示为乳腺影像报告和数据系统（Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS）4a类以上的乳腺结节。排除标准：①既往有明确的病理结果或经手术治疗留有术后瘢痕的病灶；②其余排除标准与本对比剂禁忌证相同。本研究经本院伦理委员会审批（2022BJYYEC-353-02）。所有患者造影前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 选用Canon Aplio 500、Siemens sequoia彩色多普勒超声诊断仪，采用高频探头，频率分别为4～11 MHz、4～10 MHz；对比剂为Sonazoid（GE，挪威），造影微泡为氢化卵磷脂丝氨酸膜包裹的全氟丁烷微球。根据Sonazoid特性将机械指数调整为0.20或0.21。

1.2.2 方法 进入造影模式后，将焦点定在病灶深方，选择病灶最大切面、血流灌注最充足或形态最不规则的切面作为造影观察平面，同时避开明显钙化及坏死区域，并保留部分正常乳腺组织进行对比。对于范围较大无法完全显示的病灶，选择其与正常乳腺组织交界的病灶部分进行观察。对于1个以上的病灶，分别造影观察时，因对2次对比剂注射间隔时间目前无统一规定，为避免对比剂叠加效应引起的分析误差，选择BI-RADS分类最高、结节直径最大、形态最不规则或血流最丰富的病灶进行观察。常规配备对比剂Sonazoid，剂量为0.12 μl全氟丁烷微球/kg，随后用5 ml生理盐水冲管。造影前嘱患者平稳小幅度呼吸，尽量减少造影过程中由呼吸造成的运动伪像，造影过程中尽量保持切面不变，同时尽量减少过度压迫病灶造成的对比剂微泡破坏。造影时间均为2 min。造影结束后及时将动态图像DICOM格式记录存盘，以备后续脱机分析。

1.3 SonoLiver参数分析

1.3.1 时间-强度曲线参数分析 使用脱机数据分析软件SonoLiver对动态造影图像进行分析。SonoLiver可选择性勾画出3～4种感兴趣区（ROI），本研究中勾画出3种ROI。首先，手动勾勒出病灶区及部分正常腺体区定义为边界ROI；其次，在边界ROI内根据病灶大小画出取样框进行取样定义为病灶ROI。同时，由于ROI的深度不同会导致所得定量参数不同[5]，为使结果准确，尽量在同一深度勾画出部分正常腺体区定义为参考ROI。然后软件自动生成造影图像的时间-强度曲线，记录最大回声强度（maximum intensity，IMAX）、上升时间（rise time，RT）、达峰时间（time to peak，TTP）、平均渡越时间（mean transit time，mTT）、整体曲线的曲线下面积（AUC）等参数。

1.3.2 动态血管模型（dynamic vascular pattern，DVP）参数分析 SonoLiver可自动生成DVP曲线。此外，SonoLiver融合了DVP参数成像功能，将病灶造影后与周围正常腺体的增强水平差值随时间变化的特点通过彩色编码方式转化成颜色的变化差别，构成DVP参数图。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25和GraphPad Prism 9软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料以例数表示，采用χ2检验。对5个定量参数绘制受试者工作特征（ROC）曲线，获得鉴别诊断乳腺肿瘤良恶性的截断值。所有检验均为双侧检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 造影患者基线资料 两组患者均为女性，其中良性组患者年龄27～71岁，平均（47.6±12.4）岁；恶性组患者年龄39～87岁，平均（60.0±11.8）岁。良性组病灶直径0.5～6.3 cm，平均（1.82±1.37）cm；恶性组病灶直径0.5～5.0 cm，平均（2.34±1.31）岁。两组上述指标差异均无统计学意义（P均>0.05）。

2.2 病理结果 92例患者中，恶性肿瘤60例，良性结节32例。恶性结节病理分型分别为浸润性乳腺癌51例、导管内原位癌4例、黏液癌1例、腺样囊性癌1例、实性乳头状癌1例、浸润性乳头状癌1例、浸润性小叶癌1例；良性肿瘤病理分型分别为纤维腺瘤20例、乳腺腺病5例、乳头状瘤5例、炎症改变2例。 2.3 乳腺结节的SonoLiver造影参数分析 与良性组比较，恶性组的IMAX和AUC较高，而mTT较低（P<0.05）；两组RT、TTP比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 乳腺良、恶性肿瘤造影的SonoLiver定量参数比较[M（Q1，Q3）]

2.4 基于SonoLiver的超声造影诊断乳腺恶性结节的参数ROC曲线分析 IMAX为119.38%、AUC为54 854%/s、mTT为70.59 s时，是鉴别乳腺良、恶性肿瘤的最佳截断值，其诊断效能见表2和图1。

表2 基于SonoLiver的超声造影诊断乳腺恶性结节的参数ROC曲线分析

图1 SonoLiver相关参数诊断乳腺恶性肿瘤的ROC曲线

2.5 乳腺结节的DVP参数图像及DVP曲线分析 恶性组中40例DVP波相表现为正向波，20例表现为负向波；良性组中12例表现为正向波，18例表现为负向波。恶性组中37例DVP参数图像表现为色彩斑驳混乱的红色和黄色，23例表现为分界清晰的蓝色或黑色；良性组中23例DVP图像主要表现为分界清晰的蓝色和黑色，9例表现为色彩混乱、分界不清的红色和黄色（图2、3）。

图2 DVP曲线。女，79岁，乳头状导管内原位癌，中级，乳腺造影DVP波相为正（A）；女，61岁，乳腺良性纤维腺瘤，乳腺造影DVP波相为负（B）

3 讨论

3.1 Sonazoid超声造影的优势 超声造影可实时、动态观察乳腺肿瘤的血流灌注及微循环情况、提供更详细的肿瘤内微血管分布和血流特征，对乳腺病变的鉴别诊断具有重要意义，同时对指导穿刺活检、评价微波消融治疗效果也有一定优势[6-7]。使用不同的对比剂诊断效能也不同[8]。本研究的创新之处在于进行乳腺超声造影时使用的对比剂为Sonazoid，与既往研究使用SonoVue不同[9-10]。SonoVue是由六氟化硫磷脂稳定微泡组成，广泛应用于中国和欧洲[11]；而Sonazoid由全氟丁烷微球组成，主要应用于日本和韩国[4]。Sonazoid作为中高频对比剂，微泡的稳定性强不易破坏，对于微细血流显像效果更好，与SonoVue相比能够更敏感地检测到微细血流，用于乳腺、甲状腺等浅表器官超声造影具有一定优势，如显影时间长、图像效果更明显等。此外，Sonazoid较SonoVue平均直径更小，可改善对比剂在肺部毛细管床的通过，安全性更高。

图3 DVP图像。女，69岁，浸润性乳腺癌，非特殊类型，III级，乳腺造影DVP图像以红色为主（A）；女，46岁，乳腺良性纤维腺瘤，乳腺造影DVP图像以蓝色为主（B）

3.2 SonoLiver对造影图像定量分析的优势 本研究采用SonoLiver软件对造影图像进行定量分析，可提高定量分析在乳腺肿瘤超声造影中的应用，其优势在于分析图像时避免了一些主、客观因素的影响，可根据不同机型设置不同的造影参数，即进行超声造影时所用仪器不同不会对造影图像的分析造成影响。同时还可以对造影过程进行运动补偿，获得准确的追踪分析区，尽可能地减少呼吸运动对整个造影过程的干扰。此外，ROI的大小和形状不会对定量分析结果产生影响[12]，仅需尽量使病灶ROI和参考ROI在同一深度即可。此外，SonoLiver融合了DVP参数成像功能，将造影后的病灶增强水平与周围正常腺体的增强水平差值随时间变化的特点通过彩色编码方式转化成颜色的变化差别，构成了DVP参数图，可以直观地观察到颜色差别，以此判断病灶处的血流与周围正常乳腺腺体的区别。

3.3 Sonazoid超声造影定量分析相关参数鉴别诊断乳腺良、恶性肿瘤的效能 定量参数以数值的形式表现超声造影的变化，更精确地反映了病灶的血流动力学特征。本研究选用SonoLiver的5个定量分析参数IMAX、RT、TTP、mTT及AUC，其中IMAX、mTT及AUC对乳腺良、恶性肿瘤的鉴别有意义，而RT、TTP无意义。首先，IMAX代表病灶内血流的丰富程度，是一个相对值，可更客观、直观地比较病灶与正常乳腺腺体增强强度的差别。本研究中IMAX截断值为119.38%，表示病灶比正常乳腺腺体增强强度高，其原因可能为乳腺恶性肿瘤的血管内皮生长因子表达升高，恶性肿瘤细胞产生大量血管内皮生长因子，导致大量滋养血管增生，而这些增生的血管管壁薄、缺乏平滑肌细胞、内皮结构不完整且管腔较小，血管收缩和舒张功能不全，导致血流高灌注[13]，表现为IMAX增高，本研究结论与高军喜等[14]的研究结论一致。同时，较高的截断值表明部分良性病变的IMAX高于正常乳腺腺体，即部分良性病变较正常腺体也呈高增强，如炎症改变，其原因为血管炎症改变及周围炎症细胞浸润[15]，使得乳腺炎症改变的相关参数和DVP曲线的表现同乳腺癌的特征无明显区别，易误诊为乳腺癌。此外，富血供的乳腺纤维腺瘤的造影图像等也会表现出恶性肿瘤造影特点，原因可能为纤维腺瘤伴有导管上皮增生或乳腺病时病灶血供较周围乳腺组织丰富，增强程度也相对较高，由此所得到的各个参数及DVP曲线也相应地不易区分，此时需医者进一步行超声引导下穿刺活检取得病理结果与乳腺恶性肿瘤鉴别。

mTT是SonoLiver软件特有的参数，指病灶强度下降50%所需要的时间，本研究中mTT差异有统计学意义，对乳腺肿瘤的良恶性鉴别有一定价值，其原因可能是与良性肿瘤的正常脉管系统相比，恶性肿瘤的血管形成不完全或不适当的动静脉分流导致微气泡通过恶性肿瘤的流动更快，反映了良、恶性肿瘤的血管形态学差异，使得恶性肿瘤的mTT较良性肿瘤短。与以往研究结果不同[16]，本研究结果显示RT、TTP对乳腺良、恶性肿瘤的鉴别并无差异，推测其原因可能与对比剂相关。与SonoVue相比，Sonazoid作为中高频对比剂，微泡稳定性强不易破坏，能更敏感地检测到微细血流，因此可能会导致观察的对比剂时间进入时间相对提前，导致本研究中的RT、TTP两个与时间相关的参数在乳腺肿瘤良恶性鉴别的差异不大；此外，可能是因为恶性肿瘤的血管走行扭曲，且多伴有癌栓，导致对比剂进入时间延长，使得良、恶性肿瘤区别差异不大。但也有研究表明，在非肿块型乳腺良、恶性病变的鉴别诊断中，RT、TTP也无统计学意义，其原因可能是乳腺非肿块病变与正常腺体的实质混合生长，RT、TTP的计算受正常腺体实质影响[17]，但乳腺非肿块病变Sonazoid超声造影参数RT及TTP是否有差异尚无相关研究，在本研究基础上可进一步行乳腺非肿块病变的Sonazoid超声造影研究。

此外，恶性肿瘤的DVP参数图大多以红色为主，而良性肿瘤多以蓝色为主，颜色的差异表明恶性肿瘤比良性肿瘤血流灌注高，导致DVP曲线的波相不同，良性肿瘤的DVP曲线波相多为负向波，恶性肿瘤的多为正向波。同时，由于恶性肿瘤血管走行迂曲，单位时间内血流灌注高，使得恶性肿瘤的DVP曲线波相上升支及下降支均较正常乳腺腺体陡直，而良性肿瘤的DVP曲线波相上升支较平缓，下降支也较平滑。此外，恶性肿瘤的DVP曲线也会有所不同，如果病灶具有癌栓或大片坏死，导致对比剂进入时间有所延缓，DVP曲线上升支会相对平缓。除DVP参数采用颜色编码外，RT、TTP、IMAX、mTT等参数均以颜色显示，可更直观地判断肿瘤良恶性。以往研究采用以色彩赋值诊断肿瘤良恶性[16]，与DVP参数一致，良性肿瘤的图像颜色多为以蓝色为主的冷色调，而恶性肿瘤的图像颜色多为红色、黄色为主的暖色调。对于RT、TTP、mTT这些与时间有关的参数，恶性肿瘤的颜色大多色彩混杂，以红色为主；相反，良性肿瘤多以颜色单调的蓝色为主[18]。由此可见，颜色差异可以直接作为辅助判断结节良恶性的指标之一。

3.4 本研究的局限性 首先，本研究未按照不同病理类型对乳腺肿瘤进行分组和分析。以往研究表明，病理类型和分子分型不同使得超声造影表现也不同，其相应的参数分析也不同[19]，这可能会导致本研究结果出现误差，后续可在本研究的基础上将不同的病理类型分组探究其定量分析参数的差异。其次，本研究中病灶范围跨度过大，使得人为勾画的ROI选择具有主观性，ROI不同可能会对参数的分析结果产生影响。此外，本研究未详细阐述Sonazoid与SonoVue的相似之处及比较，后续可将使用SonoVue行乳腺超声造影及定量分析的病例作为对照组与Sonazoid组进行对比研究。

总之，将SonoLiver用于Sonazoid乳腺超声造影得到的定量分析参数及DVP曲线与图像对乳腺良、恶性肿瘤的鉴别有一定诊断价值。