- 中華影像醫(yī)學(xué)?乳腺卷(第3版)
- 周純武
- 8335字
- 2021-12-18 00:24:59
第一章 乳腺影像學(xué)檢查歷史及進(jìn)展
乳腺X線檢查最早可追溯到1913年,德國柏林大學(xué)外科醫(yī)院的外科醫(yī)師Albert Salomon受1例乳腺癌病人術(shù)前胸片乳腺腫塊被投影到肺內(nèi)而誤診為肺轉(zhuǎn)移的啟發(fā),對3 000多個乳腺切除標(biāo)本行X線攝影,將X線表現(xiàn)與肉眼及鏡下所見進(jìn)行對照,發(fā)現(xiàn)X線檢查對腫瘤擴(kuò)散到腋窩淋巴結(jié)、區(qū)別高度浸潤性癌及局限性癌有幫助。此外,他還最先觀察到惡性腫瘤在X線片上可伴有微小鈣化,雖然當(dāng)時他還未意識到這些微小鈣化的意義和診斷價值。
Salomon的論文發(fā)表后,寂靜了相當(dāng)長一段時間,直到20世紀(jì)20年代后期才陸續(xù)見到一些文章。1927年,德國Kleinschmidt報道用乳腺X線攝影作為輔助診斷的經(jīng)驗。1929年,烏拉圭的Dominguez以及隨后(1934年)巴西的Baraldi,分別介紹乳腺氣造影術(shù)(pneumo mammography),將二氧化碳注入乳后及乳前間隙后再行X線攝片,并認(rèn)為此法有助于改善病灶顯影。雖有少數(shù)人推崇,但此法未被普遍接受。1931年,西班牙的Goyanes根據(jù)56例乳腺X線攝影,描述了正常乳腺的X線表現(xiàn)以及炎癥與惡性腫瘤的鑒別診斷,并強調(diào)投照時擺位的重要性。1932年,德國Vogel討論了良、惡性及慢性囊性乳腺炎與乳腺癌之間的鑒別診斷問題。
在乳腺X線攝影研究方面,美國的放射醫(yī)師做了大量開拓性工作。1930年,Warren應(yīng)用立體鏡技術(shù)(stereoscopic technique)、細(xì)顆粒膠片和增感屏以及活動濾線柵行乳腺X線檢查。結(jié)果顯示,在119例中,有些病例未能取得一致的診斷意見,8例診斷錯誤,包括58例乳腺癌中有4例假陰性。同時描述了正常乳腺、妊娠期及乳腺炎時的X線表現(xiàn)。1931年及1933年,Seabold首先報道了正常乳腺從青春期至絕經(jīng)期各個生理階段的X線表現(xiàn),包括月經(jīng)周期中的改變。Ries于1930年及1938年率先報道應(yīng)用乳腺導(dǎo)管造影(galactography)。1938年,Gershon-Cohen及Strickler報道,正常乳腺可隨年齡及月經(jīng)周期而有所變化,并強調(diào),在診斷乳腺病變前,必須了解它在生長發(fā)育及生理活動下的變化。1952年,Gershon-Cohen與病理學(xué)家Ingleby合作,通過全乳組織切片的X線病理對照研究,確立了良性及惡性病變的乳腺X線診斷標(biāo)準(zhǔn),并于1960年強調(diào)應(yīng)用高對比影像器及對乳腺壓迫投照,對近胸壁的較厚部分與前方較薄部分分別用不同條件投照。在法國,Gros及Signist先后發(fā)表多篇有關(guān)乳腺X線攝影的文章,提出了乳腺良性和惡性病變的診斷標(biāo)準(zhǔn)以及乳腺X線檢查的適應(yīng)證。1951年烏拉圭的Leborgne報道了乳腺癌的典型X線表現(xiàn),并首先描述了良性和惡性鈣化之間的差異以及亞臨床乳腺癌中可伴有微小鈣化,強調(diào)微小鈣化在惡性腫瘤診斷上的重要性。他認(rèn)為,對乳腺加壓制動可明顯提高圖像質(zhì)量,方法是用一遠(yuǎn)端扁平的長遮線筒對乳腺施壓,靶片距60cm。其他技術(shù)條件為:低千伏(20~30kVp);5mA/cm乳腺厚度;無增感屏。盡管有上述這些進(jìn)展,乳腺X線攝影由于臨床價值有限及重復(fù)性差而未能被廣泛接受。
1960年,美國得克薩斯州休斯敦M. D. Anderson醫(yī)院的Egan在Fletcher教授指導(dǎo)下,經(jīng)三四年時間的摸索,創(chuàng)造了用高毫安秒、低千伏、無增感屏的投照方法(即所謂Egan投照法),使照片的清晰度與對比度有了明顯提高,在634例1 000次投照中,取得了滿意的診斷正確率,并于1962年報道檢出了53例“隱性乳腺癌”。他采用的技術(shù)條件包括:26~28kVp;300mA;90cm靶片距;6s曝光時間;圓錐形遮線筒壓迫乳腺;使用具有高清晰及高對比度的Kodak M型工業(yè)用膠片;無增感屏。1963年,經(jīng)美國公共衛(wèi)生署、國家癌癥研究所及M. D. Anderson醫(yī)院倡導(dǎo),聯(lián)合全美24家研究所,對Egan的研究進(jìn)行論證。1965年公布論證結(jié)論,確認(rèn):①其他放射醫(yī)師可學(xué)到Egan投照法;②能可靠獲得可接受質(zhì)量的乳腺X線片;③可對良、惡性病變作出鑒別診斷;④可用作無癥狀婦女的篩查工具。
雖然Egan在乳腺X線攝影中取得了一定程度的成功,但由于仍使用普通的鎢靶X線機,所產(chǎn)生的X線波長較短(0.02nm),穿透力過強,不利于用作軟組織X線攝影,無法獲得高清晰度和高對比度的乳腺圖像。有鑒于此,1967年法國Charles Gros與CGR公司合作,研發(fā)出首臺乳腺X線攝影專用機,命名為“senographe”。該機具有兩個創(chuàng)新點:首先它用鉬代替鎢作靶面,所產(chǎn)生的X線波長為0.07nm,此種低能X線產(chǎn)生明顯光電效應(yīng),提供了高對比度,使乳腺實質(zhì)、脂肪與鈣化之間產(chǎn)生較大的對比;其次,它設(shè)計了可更換的、大小尺寸不同的壓迫板和可旋轉(zhuǎn)的C形臂,前者是依據(jù)乳房大小采用不同尺寸的壓迫板,更合理地行全乳加壓、制動,可旋轉(zhuǎn)的C形臂可使病人在坐位或立位時從各個方向進(jìn)行投照。鉬靶X線機的問世,是乳腺X線診斷中一次最關(guān)鍵性的突破,乳腺結(jié)構(gòu)的清晰度和對比度有了顯著提高,使一些微細(xì)結(jié)構(gòu)、鈣化和小病灶能清晰顯示。鉬靶X線檢查已成為目前診斷乳腺病變最有效、最可靠的手段。
隨后,各大廠家亦相繼推出乳腺專用X線機,在性能和功能上逐年均有所改進(jìn),使設(shè)備日趨完美。在X線發(fā)生器上采用恒定電勢高頻反相器,最大限度保證了有效的X線。在X線球管方面,加快了陽極旋轉(zhuǎn)速度(9 600r/min以上),增加熱容量,縮小焦點(大焦點0.3mm,小焦點0.1mm)。壓迫板從單純手控改進(jìn)為兼有手動、自動及腳踏板控制幾種聯(lián)合方式。濾線柵從靜止型發(fā)展到1978年飛利浦在Diagnost-U型上首先推出的往復(fù)式活動型及Lorad公司在LoradⅣ型上的蜂窩狀高能透射濾線柵(high transmission cellular grid,HTC)。20世紀(jì) 80年代初,自動曝光系統(tǒng)亦應(yīng)用到乳腺X線機上,通常有多達(dá)20個以上自動曝光控制傳感器分布在投照區(qū),操作員可任意選擇自動定時、mAs、kV或濾波器,有利于篩查中每次投照條件的恒定,便于比較。為保證對致密型乳腺亦能有高對比、高清晰的照片,近年來各廠家作了多方努力,包括X線球管采用鉬銠或鉬鎢雙靶,鎢、銠靶用作對致密型乳腺的投照,濾波窗口亦分別使用鉬、銠雙靶,可人工或自動切換。
為克服散射線導(dǎo)致的影像模糊,早在1930年Warren即推薦使用濾線柵,盡管它需提高放射劑量。1986年Sickles及Weber報道,濾線柵對改進(jìn)致密型乳腺的影像質(zhì)量有效,對脂肪型乳腺作用不大。Lorad&Hologic公司于2000年初推出有專利的蜂窩狀高能透射濾線柵(HTC),可有效去除 x和 y方向上的散射線,增加原始X線的透射量。據(jù)測量,HTC的原始射線透過率達(dá)75%,而普通活動式濾線柵的原始射線透過率僅有50%。
乳腺鉬靶X線機雖可獲得較高的影像質(zhì)量,但放射劑量亦較大。為減少曝光時間及放射劑量,1970年英國的Price及Butler倡導(dǎo)將高清晰度增感屏及膠片置于一真空的聚乙烯封套內(nèi),使之完全緊貼在一起。Ostrum與DuPont公司合作,對增感屏-X線片的組合作了進(jìn)一步實驗研究,并于1972年首先推出商用乳腺攝影專用屏-片系統(tǒng),將單面涂有感光乳劑的CronexLoDose Ⅰ型膠片置于真空的聚乙烯封套內(nèi),涂感光乳劑膠片的對側(cè)有一層CronexLoDose鎢酸鈣增感屏。這一系統(tǒng)可縮短曝光時間,放射劑量減少10~20倍。此后,各廠商紛紛生產(chǎn)出各種不同組合的乳腺專用屏-片系統(tǒng),目的都是為了縮短曝光時間、避免運動模糊、減少放射劑量。1974年3M公司推出稀土族增感屏,它在將X線能量轉(zhuǎn)換成可見光上較鎢酸鈣屏更有效,故可與高速感光膠片相匹配。1975年Kodak公司生產(chǎn)出乳腺X線攝影專用影像記錄系統(tǒng),由高感光度的Min-R膠片及稀土族Min-R增感屏組成,緊密相貼,置于一特殊X線低吸收的Min-R型暗匣內(nèi)。1980年Kodak公司又推出Min-R型增感屏與Ortho-M型膠片組合的乳腺專用記錄系統(tǒng),較原先的Min-R組合,曝光時間可縮短一半。1986年Kodak公司更進(jìn)一步,計劃采用雙面增感屏及雙面乳膠X線片,雖然放射劑量可明顯減少,但分辨率及清晰度有所下降,因之未被放射醫(yī)師所接受。
因技術(shù)參數(shù)的條件要求較高,數(shù)字化乳腺X線機的問世略晚于其他部位的數(shù)字化X線攝影。乳腺專用數(shù)字化平板探測器可分為間接數(shù)字化和直接數(shù)字化兩種,前者由非晶硅和碘化銫組成,X線捕獲后先轉(zhuǎn)化為可見光,然后再轉(zhuǎn)換為電信號,由影像接收器接收。直接數(shù)字化則由非晶硒構(gòu)成,X線被非晶硒吸收后,在外部電場作用下,直接產(chǎn)生正負(fù)電荷而被電路板捕獲讀出。平板的大小,按美國《乳腺攝影質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》(Mammography Quality Standards ACT,MQSA)和美國放射學(xué)院(American College of Radiology,ACR)的要求,必須具備 18cm × 24cm 和24cm × 30cm兩種尺寸。探測器像素(pixel)越小,分辨率越高,像素單元大小可做到0.07mm,此時空間分辨率可達(dá)到7.2Lp/mm。由于數(shù)字成像,數(shù)據(jù)可輸入計算機進(jìn)行圖像后處理,提高照片的清晰度和對比度,從而提高診斷的正確性,并可與HIS/RIS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實行醫(yī)院內(nèi)部和遠(yuǎn)程圖像管理、傳送、會診及光盤存儲等。
數(shù)字乳腺X線攝影更進(jìn)一步帶來了計算機輔助檢測和診斷(computer-aided detection and diagnosis,CAD)。CAD由系統(tǒng)軟件根據(jù)存儲和積累的病灶特征自動掃描影像全部,將可能的病灶(腫塊和微小鈣化灶)標(biāo)記出來,供影像診斷科醫(yī)師進(jìn)行參考,最終的診斷結(jié)果由醫(yī)師作出。CAD相當(dāng)于第二個閱片醫(yī)師,特別當(dāng)閱讀大量篩查的乳腺片時,可有很大幫助。有證據(jù)表明,在乳腺篩查中,采用“雙重閱片”,可增加10%~15%的乳腺癌檢出率。CAD亦可能有相同效果。此外,CAD還具備人類無法比擬的優(yōu)點,它不會疲勞或分心,亦不會發(fā)生閱片者之間的分歧。早期的CAD敏感性高,而特異性低,常常導(dǎo)致較高的召回率。
鑒于致密型乳腺仍是乳腺X線診斷中的最大難點,各研究者及廠商一直在不懈地探索如何克服致密腺體組織對病灶的掩蓋。1985年John提出雙能量乳腺X線攝影(dual-energy mammography),用兩種不同的X線能量進(jìn)行投照,產(chǎn)生一混合的影像,可去除大部分重疊的腺體組織,保留了需要觀察的結(jié)構(gòu)。另一減少影像重疊的方法是采用體層攝影,稱為體層攝影合成(tomosynthesis)。該兩種影像檢查技術(shù)經(jīng)過多年的研究進(jìn)展,成為乳腺X線攝影兩種重要的新技術(shù),即數(shù)字乳腺斷層融合X線攝影(digital breast tomosynthesis,DBT)和對比增強能譜乳腺X線攝影(contrast-enhanced spectral mammography,CESM),各大廠商已推出相應(yīng)設(shè)備進(jìn)入臨床應(yīng)用。
數(shù)字乳腺斷層融合X線攝影(DBT)是一項基于平板探測器技術(shù)的高級應(yīng)用,是在傳統(tǒng)體層攝影的幾何原理基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)字影像處理技術(shù)開發(fā)的新型體層成像技術(shù)。與常規(guī)數(shù)字化乳腺攝影時X線球管、影像采集板保持固定模式不同,斷層攝影時球管在一定角度內(nèi)移動并進(jìn)行投照。常規(guī)攝影一次投照獲得一副圖像,斷層攝影連續(xù)多點投照可獲得多個層面的重建圖像,每層可薄至1mm。DBT采用斷層合成技術(shù),排除了腺體重疊所造成的干擾,能很好地顯示在常規(guī)攝影中可能被正常組織遮蓋的病灶,在致密型乳腺中優(yōu)勢明顯。
2011年DBT通過美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn),用于乳腺疾病的篩查和診斷,在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。現(xiàn)有研究顯示,DBT可以顯著提高乳腺腫塊的檢出率及診斷準(zhǔn)確性,降低診斷的假陰性率,并可降低乳腺癌篩查時的召回率,對乳腺疾病的篩查和診斷具有更大的優(yōu)勢。多項研究顯示DBT對乳腺腫塊、結(jié)構(gòu)扭曲的顯示優(yōu)于全數(shù)字化乳腺X線成像(FFDM),這是因為斷層圖像能有效排除致密乳腺對高密度腫塊的干擾。此外,DBT對腫塊的邊緣、輪廓、大小等特征顯示更清晰,不僅使病變檢出更容易,同時顯著提高了影像醫(yī)生診斷的準(zhǔn)確性。DBT對鈣化的顯示與傳統(tǒng)FFDM相當(dāng)或略優(yōu)。Wallis等發(fā)現(xiàn),當(dāng)觀察可疑乳腺癌時DBT對病變征象的顯示比傳統(tǒng)2D圖像增加20%。
2014年我國原國家食品藥品監(jiān)督管理總局(China Food and Drug Administration,CFDA)批準(zhǔn)了DBT在中國的臨床應(yīng)用。目前國內(nèi)已有部分醫(yī)院開始開展DBT的臨床工作。國內(nèi)一項關(guān)于DBT的回顧性研究采用DBT、FFDM及超聲,分析三種檢查對致密型乳腺非鈣化腫塊的檢出率及診斷準(zhǔn)確率,結(jié)果顯示DBT較FFDM對致密型非鈣化腫塊的檢出及診斷均具有更大優(yōu)勢,對乳腺惡性腫塊診斷的敏感性分別為89.39%、79.93%,特異性分別為81.51%、73.33%。國內(nèi)另一項對227例乳腺病變的臨床研究結(jié)果與其相似,顯示DBT對乳腺良惡性病灶的診斷效能高于FFDM,診斷敏感性提高約10%。
作為一項新技術(shù),DBT在臨床應(yīng)用中也存在一些局限性,包括成像時間較長、輻射劑量稍高于傳統(tǒng)X線成像、費用稍高等。現(xiàn)有技術(shù)可利用DBT獲得的薄層三維(3D)圖像重建出類似FFDM的二維(2D)圖像,以便在維持原有劑量的前提下同時獲得3D和2D圖像。研究顯示,DBT 3D與合成2D技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,診斷效能與DBT結(jié)合FFDM相當(dāng),高于單獨應(yīng)用FFDM。
DBT在乳腺癌的篩查和早期診斷中均優(yōu)于傳統(tǒng)X線攝影,尤其適用于絕經(jīng)前女性的致密型乳腺,在中國女性以致密型乳腺為主的背景下,DBT有望在中國女性乳腺癌篩查和診斷中發(fā)揮更重要的作用。
CESM是在傳統(tǒng)乳腺X線攝影基礎(chǔ)上結(jié)合靜脈注射造影劑的一項新的檢查技術(shù)。CESM利用碘劑在33.2keV處因邊緣效應(yīng)出現(xiàn)X線顯著吸收衰減的現(xiàn)象,采用略高于33.2keV的高能X線和略低于33.2keV的低能X線進(jìn)行兩種能量投照。低能圖像采用的管電壓范圍為26~31kVp,與傳統(tǒng)乳腺X線相似,圖像與傳統(tǒng)X線相仿;高能圖像采用45~49kVp管電壓范圍。低能圖像與高能圖像經(jīng)過計算機后處理可獲得減影圖像,即CESM特有的攝碘圖,反映組織內(nèi)的血供情況。該技術(shù)可以對病灶的形態(tài)和血供情況作出判斷,主要用于診斷和病灶分期,不適合用于篩查。由于一個體位上要獲得高低能量2次曝光,所以劑量比常規(guī)多20%。
研究顯示CESM診斷乳腺病變的敏感度、特異度均高于單獨使用乳腺X線攝影,尤其對致密型乳腺中病變的檢出和診斷更具優(yōu)勢。Cheung等對比CESM和FFDM在致密型乳腺中病變的診斷價值,發(fā)現(xiàn)CESM的敏感性(92.7%)、特異性(67.9%)及準(zhǔn)確率(86.8%)均高于FFDM(分別為71.5%、61.8%、65.9%)。現(xiàn)有研究顯示,CESM在乳腺病灶檢出、良惡性鑒別診斷、新輔助治療療效評估等方面均有很高的應(yīng)用價值,為不適合MRI檢查的病人提供了新的可選檢查手段。CESM臨床應(yīng)用也面臨一定的局限性和挑戰(zhàn),包括劑量的增加、碘造影劑不良反應(yīng),以及對強化圖像的解讀和評價,在今后的工作中尚需進(jìn)一步探討。
超聲是乳腺病變另一個重要的影像檢查方法。乳腺的超聲檢查始于20世紀(jì)50年代初。1880年法國物理學(xué)家Pierre及Jacques Curie發(fā)現(xiàn)機械施壓于某些晶體時可產(chǎn)生電荷,稱為壓電效應(yīng)(piezoelectric effect)。在法國政府贊助下,Langevin首先將此效應(yīng)用于實踐,研制出高頻超聲波探測器,探測水下的潛艇,并于第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)明了聲吶(SONAR)[聲波導(dǎo)航和測距的縮寫(sound navigation ranging)]。至20世紀(jì)20、30年代,超聲逐漸被引入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1942年,奧地利的Dussik用超聲顯示出顱內(nèi)結(jié)構(gòu),成為用超聲作影像診斷的第一人。1949年Wild認(rèn)定腫瘤組織的回聲與正常組織的回聲不同,因而可用超聲作腫瘤探測。乳腺的超聲檢查始于1951年,Wild等首次完成乳腺腫瘤的超聲圖,并能可靠鑒別囊性與實性腫塊。到20世紀(jì)70年代后期,B超逐漸被廣泛使用,它無放射損害,在鑒別囊、實性腫物時有獨特的優(yōu)勢,正確率達(dá)96%~100%。乳腺B超不足之處在于:對脂肪型乳腺的顯像有困難;無法顯示出微小鈣化,而此種微小鈣化對診斷早期及隱性乳腺癌具有重要意義;對鑒別實性腫物的良、惡性有一定困難。1991年Ophir提出超聲彈力成像(elastography)理念,并于20世紀(jì)末、21世紀(jì)初應(yīng)用到乳腺,根據(jù)乳腺實性腫塊的相對彈性硬度、定量參數(shù)直徑變化率和面積比來確定腫塊的良惡性。當(dāng)時自動乳腺全容積成像(automated breast volume scanning,ABVS)亦在積極開發(fā)完善之中。目前超聲彈性成像及ABVS均已進(jìn)入臨床應(yīng)用。
超聲彈性成像以生物組織的彈性(或硬度)與病灶的生物學(xué)特性相關(guān)為理論基礎(chǔ),通過了解所檢測組織的硬度以判別其性質(zhì),是鑒別乳腺良、惡性病變的新方法,具有較高的敏感性。一項關(guān)于彈性成像的薈萃分析(meta分析)顯示彈性成像對乳腺良、惡性病變具有較高的鑒別診斷價值。彈性成像診斷乳腺惡性腫瘤的敏感度為78%~89%,特異度為84%~100%。
自動乳腺全容積成像(ABVS)采用自動化的圖像采集,使超聲檢查降低了對操作者的依賴,提高了成像的標(biāo)準(zhǔn)化程度;超聲圖像也能像其他醫(yī)學(xué)影像一樣膠片化;并且自動乳腺掃查功能使醫(yī)生的工作時間大大減少。ABVS可提供全乳的掃描,直觀全面地顯示乳房的解剖,提高了醫(yī)師的診斷信心,準(zhǔn)確定位病變。此外,病灶的位置和特征能準(zhǔn)確顯示,有很好的重復(fù)性,利于隨訪。冠狀面與手術(shù)切面同為一個切面,對外科醫(yī)生來說更加直觀,而且冠狀面可提供比常規(guī)超聲更多的診斷信息。ABVS的局限性是不能顯示血流信息及腋下淋巴結(jié)。
乳腺的磁共振檢查起步較晚,但發(fā)展迅速。磁共振檢測腫瘤的觀念于1971年首先由Damadian報道。1975—1978年間,有數(shù)篇報道,表明活體中正常及乳腺惡性組織間的T 1及T 2弛豫時間有所不同。1980年,Mansfield等在乳腺切除標(biāo)本中用MRI成功地作出癌瘤的定位。1982年Ross報道65名婦女的MRI研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良組織、纖維腺瘤與惡性組織之間的T 1弛豫時間有重疊。1984年,EL Yousef報道了對10名正常志愿者及45名乳腺病變病人的MRI研究結(jié)果,其中20名病人用乳腺表面線圈。結(jié)論認(rèn)為,病變的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)是鑒別良、惡性的主要依據(jù)。以上這些研究基本都在0.5T或以下的低場強磁共振機上進(jìn)行,故結(jié)果都不甚理想。1986年Heywang等開始探索用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)作強化掃描來提高良、惡性乳腺病變的鑒別能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn),大多數(shù)惡性腫瘤顯示有強化,且強化速度快,注射后2min內(nèi)信號強度升高100%;而大多數(shù)良性病變則不顯示強化。隨著MRI場強的不斷提升,已從單純的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)、信號強度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等靜態(tài)觀察,發(fā)展到早期強化率和時間-信號強度曲線等動態(tài)增強觀察,以及各種MRI的功能成像。
近年來,隨著MRI技術(shù)的不斷改進(jìn),特別是乳腺專用線圈、磁共振造影劑及快速成像序列的開發(fā)、應(yīng)用,使乳腺MRI圖像質(zhì)量及診斷水平有了很大提高,在臨床應(yīng)用亦日趨廣泛。除用于乳腺良惡性病變鑒別診斷,其在乳腺惡性病變的療前分期、評估是否存在多灶或多中心腫瘤、監(jiān)測新輔助化療的療效、尋找腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病人的原發(fā)病灶以及高危人群的乳腺癌篩查等方面都發(fā)揮著重要的價值。目前磁共振新技術(shù)研究進(jìn)展仍主要集中在功能成像,如彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)及其相關(guān)新技術(shù)[體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)、彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、彌散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)等)]、磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)、灌注加權(quán)成像(perfusion weighted imaging,PWI)、定量動態(tài)對比增強磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)等。這些功能成像可進(jìn)行相關(guān)半定量及定量參數(shù)測量,如DWI成像的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)、MRS 成像的總膽堿化合物測量分析等,能提供其他影像學(xué)方法無法提供的重要信息。這些新技術(shù)部分已成為臨床常規(guī)掃描序列,如DWI序列,通過測量病灶A(yù)DC值,在乳腺良惡性病變鑒別、療效預(yù)測等方面有較好的臨床應(yīng)用價值,是常規(guī)乳腺動態(tài)增強MRI掃描的補充。而其他多種新技術(shù)目前尚主要用于研究階段。現(xiàn)有研究顯示,這些新技術(shù)定量數(shù)據(jù)在乳腺良惡性病變鑒別、乳腺癌分子分型、新輔助治療療效監(jiān)測等方面均具有較好的價值,有很好的應(yīng)用前景。
乳腺X線攝影、超聲和MRI是目前乳腺疾病最主要的影像檢查方法,是診斷乳腺病變的“黃金三組合”。這些檢查方法各具優(yōu)勢,在乳腺癌的篩查和診斷中發(fā)揮著重要作用。乳腺的其他影像學(xué)檢查方法,有的已被歷史淘汰,如透光檢查(diaphanography)、熱圖像檢查(thermography)等,有的仍處于初創(chuàng)階段,尚未被普遍接受,如錐光束乳腺CT(cone beam breast computed tomography,CBBCT)、專用乳腺 PET成像設(shè)備等,尚有待于進(jìn)一步探索研究。
近年來,隨著影像組學(xué)(radsiomics)和人工智能(artificial intelligence,AI)技術(shù)的快速發(fā)展,其在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用研究引起了廣泛關(guān)注,并已在部分領(lǐng)域取得初步成果,在乳腺影像中的應(yīng)用也成為研究的熱點之一。
影像組學(xué)(radiomics)是在2012年由荷蘭學(xué)者Lambin首次提出的概念,即高通量地從放射影像圖像中提取大量的影像特征,采用自動或半自動分析方法將影像學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有高分辨率的、可挖掘的空間數(shù)據(jù)。乳腺影像檢查技術(shù)多樣,從這些影像中獲取的疾病信息也越來越詳盡,尤其是乳腺MRI可進(jìn)行多模態(tài)、多參數(shù)成像,每個圖像含有很多不可視的信息,影像組學(xué)作為一種高通量提取特征的無創(chuàng)性新技術(shù),用于乳腺多種影像技術(shù)中,可為乳腺疾病的精確診斷提供幫助。目前乳腺影像組學(xué)研究涉及診斷、乳腺癌分子分型、腋窩淋巴結(jié)評價、新輔助化療療效評估、預(yù)后預(yù)測、復(fù)發(fā)評價以及影像基因組學(xué)等方面。初步研究顯示,影像組學(xué)通過無創(chuàng)的方式可以了解腫瘤內(nèi)部及其周圍的微環(huán)境情況,反映腫瘤的時空異質(zhì)性,在乳腺癌的應(yīng)用中具有獨特優(yōu)勢。但該技術(shù)尚處于起步階段,每個研究在圖像處理、特征提取及統(tǒng)計分析等方面均存在差異,需要建立多中心、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫,同時需要進(jìn)一步提高自動分割圖像的精確度,優(yōu)化處理流程。同時現(xiàn)有研究結(jié)果亦存在樣本量少、臨床實用性不強等局限性,有待于進(jìn)一步探索研究及臨床實踐的考證。
人工智能(artificial intelligence,AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新技術(shù)科學(xué)。其主要通過機器學(xué)習(xí)來實現(xiàn),包括傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。2014年以來,基于深度學(xué)習(xí)人工智能逐漸成為計算機視覺的主流方法論,研究者們利用深度學(xué)習(xí)算法使用大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練預(yù)測模型,在無需手動干預(yù)的情況下,在包括乳腺X線影像、眼底影像、皮膚影像等多個臨床場景下實現(xiàn)了疾病的準(zhǔn)確預(yù)測與分類。人工智能具有影像識別和深度學(xué)習(xí)的能力,其在乳腺X線、超聲、磁共振等影像均有研究及應(yīng)用。基于乳腺X線攝影的初步研究顯示,AI能夠?qū)θ橄傧袤w類型進(jìn)行分類,并能夠幫助醫(yī)生標(biāo)注疑似病灶區(qū)域,如微鈣化、腫塊、不對稱致密影、結(jié)構(gòu)扭曲等,同時還能夠根據(jù)這些特征進(jìn)一步診斷分類,從而讓醫(yī)生閱片更加精準(zhǔn)、高效,提高病灶檢出率的同時降低假陽性,提高診斷準(zhǔn)確性。由于常規(guī)手動超聲存在操作者依賴性,單純依賴醫(yī)師所采集的二維圖像進(jìn)行AI診斷和病變分類識別會存在漏診問題,而基于自動乳腺全容積成像的無人為依賴的AI軟件,將有可能避免篩查中所存在的漏診問題,目前國內(nèi)已有相關(guān)初步研究。人工智能處理海量數(shù)據(jù)速度快、能力強,用于乳腺癌的篩查可以提高病變檢出率和效率,有很好的應(yīng)用前景。但目前AI仍處于起步階段,其在乳腺影像中的進(jìn)一步應(yīng)用仍需更大規(guī)模的臨床試驗。
(李 靜 周純武)