超声乳腺影像报告和数据系统与18F-FDG PET/CT在乳腺疾病诊断中的相关性及联合应用价值

于 鹏YU Peng

王瑞民1WANG Ruimin

徐白萱1XU Βaixuan

田嘉禾1TIAN Jiahe

超声乳腺影像报告和数据系统与18F-FDG PET/CT在乳腺疾病诊断中的相关性及联合应用价值

于 鹏1,2YU Peng

王瑞民1WANG Ruimin

徐白萱1XU Βaixuan

田嘉禾1TIAN Jiahe

目的分析超声乳腺影像报告和数据系统（BI-RADS）分级与18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）PET/CT之间的相关性，并评价其在乳腺疾病诊断中的联合应用价值。资料与方法对103例疑似乳腺癌患者的18F-FDG PET/CT图像及超声BI-RADS分级进行回顾性研究，分析最大SUV（SUVmax）与超声BI-RADS分级的相关性，并以病理或长期随访结果为“金标准”，分别分析其灵敏度、特异度、阳性及阴性预测值。结果在103例疑似乳腺癌患者中，良性46例，恶性57例；SUVmax与超声BI-RADS分级的Pearson相关系数r=0.464（P＜0.01）；所有患者中PET/CT诊断的灵敏度、特异度、阳性及阴性预测值分别为89.47%、73.91%、80.95%、84.99%；BI-RADS分级诊断的灵敏度、特异度、阳性及阴性预测值分别为94.70%、69.60%、79.42%、91.38%；在BI-RADS 3～4级的患者中PET/CT诊断的灵敏度、特异度、阳性及阴性预测值分别为88.90%、71.40%、66.65%、90.91%；BI-RADS分级诊断的灵敏度、特异度、阳性及阴性预测值分别为88.90%、46.40%、51.60%、86.67%。结论SUVmax与超声BI-RADS分级不具有明显相关性，对于BI-RADS 3～4级病例，BI-RADS分级诊断的特异度明显降低，PET/CT可以很好地弥补这一缺点，两者联合诊断乳腺疾病具有一定的临床推广潜力。

乳腺疾病；超声检查，乳房；乳腺影像报告和数据系统；正电子发射断层显像术；体层摄影术，X线计算机；氟脱氧葡萄糖F18

目前，乳腺癌已成为女性最常见的恶性肿瘤之一，其5年生存率约为75%，早期诊断是降低乳腺癌病死率的关键因素。18F-脱氧葡萄糖（18F-fuorodeoxyglucose,18F-FDG）PET/CT在过去10年中的应用得到了越来越多的重视[1-4]，它可以同时提供解剖及功能信息，已经成为肿瘤诊断过程中重要的显像方式。18F-FDG PET/ CT普遍应用于恶性肿瘤的分期、监测复发及疗效，还应用于监测乳腺癌局部活性及远处转移情况[1-6]。然而，恶性病灶的18F-FDG摄取不是特异的，炎症、脂肪坏死、乳汁分泌及一些良性病灶也会出现代谢。在过去的10年中，乳腺影像报告和数据系统（breast imaging reporting and data system, BI-RADS）被人们所接受，应用最广泛的是乳腺超声BI-RADS分级标准，因为它能对病灶的良恶性危险度进行合理的评估[7]。本研究通过分析术前超声及PET/CT的检查结果，探讨超声BI-RADS分级及PET/CT在乳腺疾病诊断中的相关性及联合应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2010-01～2013-12在解放军总医院PET/CT中心以乳腺结节、乳腺占位为检查目的或检查中偶然发现乳腺高代谢灶的连续病例，排除其中没有超声BI-RADS分级结果的患者，并且将没有明确病理结果或随访不足2年的患者排除。103例纳入患者受检前均未接受任何相关治疗，且均不在妊娠、哺乳期，均签署检查知情同意书。

1.2 检查方法18F-FDG PET/CT图像采集使用Siemens Biograph 64 HD PET/CT仪。检查前患者禁食4～6 h，并将血糖控制在6.5 mmol/L内。静息平卧15 min后注射18F-FDG 5.55 MBq/kg。静卧60 min后行全身PET/CT扫描，扫描范围从颅底至股骨上段。CT扫描参数为120 kV，40～100 mA（根据体重调整），扫描层厚3.75 mm，进床速度3.7 mm/床位，重建层厚0.625～5.000 mm。PET扫描参数为2 min/床位，三维采集，采用OSEM图像重建，以冠状、矢状和横断进行图像显示和融合。

超声检查采用GE Logiq 9型超声诊断仪等，探头频率为10～12 HMz，记录相关参数，根据病变的形态、边缘、内部回声、长轴朝向、后方回声等声像图特征，存取有价值的声像图于影像工作站中。

1.3 图像分析 所有PET/CT图像由2名有经验的主治以上核医学医师进行判读。使用视觉判读的方法发现高代谢灶，任何摄取超过背景腺体点者均视为异常。在发现高代谢灶后，测量最大SUV（SUVmax）进行半定量分析。SUVmax反映了在局部感兴趣区内的最大摄取值：SUV=局部感兴趣区/注射剂量/体重。SUV由局部感兴趣区、注射剂量及体重进行标准化。为了更好地比较PET/CT与超声BI-RADS分级对局部病灶的诊断效能，在进行判读过程中只分析乳腺原发病灶，不考虑淋巴结转移或远处转移情况。

由2名有经验的主治以上超声科医师进行乳腺超声检查，并且根据BI-RADS标准对病灶进行描述[7]。BI-RADS分级的评估标准：1级：阴性；2级：考虑良性；3级：良性可能性大，短时间间隔的随访；4级：可疑恶性，考虑取病理；5级：高度怀疑恶性，适当采取治疗。其中，4级可以细分为：4级A：低度可疑；4级B：中度可疑；4级C：非典型恶性征象。见表1。

表1 超声BI-RADS分级标准及推荐处理方法

1.4 病理检查 根据手术或穿刺获得的病理及免疫组化结果进行诊断，没有进行病理采集的患者进行2年以上随访，并根据最终随访结果进行诊断。

1.5 统计学方法 使用SPSS 17.0软件，采用Pearson相关分析SUVmax与超声BI-RADS分级的相关性；以病理或随访结果为“金标准”，使用ROC曲线分析SUVmax与超声BI-RADS分级的诊断效能；以约登指数最大值确定SUVmax临界值，分析PET/CT及超声BI-RADS分级诊断乳腺肿瘤的灵敏度、特异度、准确率、阳性及阴性预测值。 P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果 符合纳入标准的103例患者年龄22～79岁，平均（46.69±10.03）岁；其中，良性46例，恶性57例。良性病例包括纤维腺瘤25例，炎症2例，脂肪坏死1例，以及随访2年以上病灶认定为良性18例。恶性病例包括浸润性导管癌49例，导管内癌4例，浸润性小叶癌2例，未分化癌2例。

2.2 SUVmax与超声BI-RADS分级的相关性 所有病灶中SUVmax为3.84±3.31，在良性病灶中SUVmax为1.83±1.17，在恶性病灶中SUVmax为5.45±3.59，差异有统计学意义（t=6.558, P＜0.01）。因在收集超声BIRADS分级资料过程中发现明确4级亚分级的患者数较少，所以将部分属于亚分级的患者并为BI-RADS 4级分析。所有病灶中，1级13例（12.62%），2级5例（4.85%），3级17例（16.50%），4级29例（28.16%），5级39例（37.86%）；良性病灶中，1级13例（28.26%），2级4例（8.7%），3级15例（32.61%），4级13例（28.26%）图1，5级1例（2.17%）；恶性病灶中，1级0例，2级1例（1.75%），3级2例（3.51%），4级16例（28.07%）5级38例（66.67%）。在Pearson相关性分析中，SUVmax与超声BI-RADS分级具有低度相关性（r=0.464, P＜0.01）。见图2。

图1 女，76岁，乳腺腺病。乳腺超声检查示左侧乳头深部低回声团块，BI-RADS 4级（A、B）；18F-FDG PET/CT检查示左侧乳头深部结节，边界不清，SUVmax 1.5（C、D）

2.3 SUVmax与超声BI-RADS分级诊断效能分析 采用ROC曲线分析SUVmax对所有患者乳腺肿瘤的诊断效能，所得曲线下面积（area under the curve, AUC）=0.875，以约登指数最大值确定的SUVmax临界值为2.105，灵敏度为89.47%，特异度为73.91%，阳性预测值为80.95%，阴性预测值为84.99%（图3A）。分析BI-RADS分级对乳腺肿瘤的诊断效能，所得AUC=0.919，以1～3级为良性，4～5级为恶性诊断的灵敏度为94.70%，特异度为69.60%，阳性预测值为79.42%，阴性预测值为91.38%（图3B）。

图2 103例患者的乳腺病灶SUVmax与超声BI-RADS分级的相关性

图3 SUVmax与超声BI-RADS分级的ROC曲线。A. SUVmax在所有患者中ROC曲线的AUC=0.875；B. BI-RADS分级在所有患者中ROC曲线的AUC=0.919；C. SUVmax在3～4级患者中ROC曲线的AUC=0.853；D. BI-RADS分级在3～4级患者中ROC曲线的AUC=0.712

进一步分析BI-RADS分级为3～4级患者的SUVmax与超声BI-RADS分级的诊断效能。SUVmax对乳腺肿瘤的诊断效能，所得AUC=0.853，以约登指数最大值确定的SUVmax临界值为2.185，灵敏度为88.90%，特异度为71.40%，阳性预测值为66.65%，阴性预测值为90.91%（图3C）。BI-RADS分级对乳腺肿瘤的诊断效能，所得AUC=0.712，以3级为良性，4级为恶性，诊断的灵敏度为88.90%，特异度为46.40%，阳性预测值为51.60%，阴性预测值为86.67%（图3D）。

3 讨论

目前乳腺肿瘤筛查手段主要为钼靶及乳腺超声，近年来随着超声技术的发展，乳腺肿块超声检查的准确性及灵敏度不断提高，乳腺超声检查已成为诊断乳腺肿块及鉴别其良恶性最重要的检查方法[8]。超声检查有较多优点，但由于乳腺超声诊断长期缺乏统一的诊断标准、诊断结果主要由医师主观进行判断、超声诊断医师水平参差不齐等原因，导致乳腺肿块超声诊断在不同地区、不同等级医院中存在着较大的差异，特别是对于乳腺肿块良恶性鉴别差异更为明显，这给临床诊断及治疗带来巨大的困扰。BI-RADS分级的出现有效地改变了这一情况，通过BI-RADS分级的描述术语规范了超声报告，标准化了诊断结果，减少了主观因素的影响，加强了客观的评价指标，提高了诊断的一致性及可重复性[9]，从而避免了误诊造成的疾病延误，也减少了不必要的手术及乳腺肿块的穿刺活检[10]。本次研究结果显示，BI-RADS分级对所有患者恶性诊断的灵敏度为94.70%，特异度为69.60%，阳性预测值为79.42%，阴性预测值为91.38%，能够比较好地对乳腺良、恶性肿瘤进行鉴别诊断。但是对于BI-RADS分级3～4级的病例其诊断效能明显下降，灵敏度为88.90%，特异度为46.40%，阳性预测值为51.60%，阴性预测值为86.67%，尽管具有较好的灵敏度及阴性预测值，但是特异度较低，误诊率高。

PET/CT实现了分子影像与解剖影像的同机图像融合，有效地克服了CT与PET单独运用的不足[11,12]。PET/CT能够提高探测和定位乳腺肿瘤的早期病变。不同类型的乳腺癌对18F-FDG摄取程度不同，但大部分恶性病变表现为18F-FDG摄取明显增高[13]。临床上可通过对18F-FDG摄取增高来判断乳腺癌的恶性程度、部位、大小、形态和病灶数目，同时还可以准确探测乳腺癌淋巴结转移及远处其他转移。Meta分析显示，PET/CT诊断乳腺癌的敏感度为85%～95%，特异性为80%～95%[14,15]。Avril等[16]运用SUV半定量分析乳腺肿瘤的18F-FDG摄取值，发现乳腺良性肿瘤（1.4±0.5）与恶性肿瘤（3.3±1.8）差异有统计学意义，与本次研究结果相近，无论是对所有患者还是对BI-RADS分级3～4级的患者，SUVmax都具有比较稳定的灵敏度及特异度。

虽然PET/CT的SUVmax与BI-RADS分级均与肿瘤的恶性程度有一定的相关性，但是本次研究结果显示相关系数r=0.464，两者相关性不明显。分析原因可能与两参数机制相关，18F-FDG PET/CT的SUVmax主要与细胞的糖代谢相关，恶性肿瘤细胞内糖代谢的选择性在一定程度上反映了肿瘤的生物学特征，并且肿瘤的恶性程度与糖代谢的增加速度呈正相关；而BIRADS分级主要由超声科医师根据病灶的形状、方位、边缘、回声、后方回声、微钙化、内部血流等情况进行诊断。

对于BI-RADS分级3～4级的患者，BI-RADS分级的诊断效能明显下降，灵敏度为88.90%，特异度为46.40%，阳性预测值为51.60%，阴性预测值为86.67%。SUVmax诊断的灵敏度为88.90%，特异度为71.40%，阳性预测值为66.65%，阴性预测值为90.91%，且由ROC曲线获得的当约登指数最大时的临界值为2.185，与现在临床广泛使用的临界SUVmax 2.5相近，说明其对良恶性肿瘤的鉴别诊断具有一定的稳定性，不会受病例选择的不同而有比较大的波动。本次研究过程中只针对原发病灶，并没有对淋巴结受累及远处转移情况进行评估，而有研究显示PET/CT通过对淋巴结受累及远处转移情况进行评估可以明显提高其诊断的特异性[17]。其结果显示18F-FDG PET/CT检查可以作为BI-RADS分级对于3～4级患者较高误诊率的很好补充。

本研究也存在一定的局限性：①本次研究是回顾性研究；②在随访过程中没有恶性病灶发现；③BIRADS分级是由超声科医师对病灶进行评价，结果与医师的水平及临床经验相关且具有一定的主观性及偏移，导致重复性可能不佳，由于BI-RADS 4级的亚分级标准较为接近，本次研究未进行细化；④为了便于病例收集，只纳入了单一PET/CT参数SUVmax，虽然SUVmax是现在18F-FDG PET/CT报告书写中最常用的诊断参数，常应用于肿瘤的良恶性诊断、分期及预后评估，但是没有使用多元化的参数进行分析，或许会在一定程度上影响PET/CT的诊断效能。因此，下一步需要进行更大样本的前瞻性多中心研究来对本次研究结论进行验证。

总之，超声BI-RADS分级及18F-FDG PET/CT的SUVmax对乳腺良恶性肿瘤都具有良好的鉴别诊断能力，但是由于PET/CT检查费用较高，并不适用于乳腺癌的筛查。超声BI-RADS分级具有操作简单省时及费用低廉的优点，比较适合作为乳腺肿瘤的筛查或首选检查手段。对于BI-RADS分级结果为3～4级的患者，可以进一步进行PET/CT检查，不但能够提高诊断的特异性，降低误诊率，还可以对患者的淋巴结受累及全身转移情况进行全面的评估，避免使用其他有创的病理检查。因此，18F-FDG PET/CT检查对于BI-RADS分级3～4级患者是十分有价值的，具有一定的临床推广潜力。

[1] Bar-Shalom R, Valdivia AY, Blaufox MD. PET imaging in oncology. Semin Nucl Med, 2000, 30(3): 150-185.

[2] Kostakoglu L, Agress H, Goldsmith SJ. Clinical role of FDG PET in evaluation of cancer patients. Radiographics, 2003, 23(2): 315-340; quiz 533.

[3] Israel I, Mor M, Guralnik L, et al. Is18F-FDG PET/CT useful for imaging and management of patients with suspected occult recurrence of cancer? J Nucl Med, 2004, 45: 2045-2051.

[4] Oriuchi N, Higuchi T, Ishikita T, et al. Present role and future prospects of positron emission tomography in clinical oncology. Cancer Sci, 2006, 97(12): 1291-1297.

[5] Rosen EL, Eubank WB, Mankoff DA. FDG PET, PET/CT, and breast cancer imaging. Radiographics, 2007, 27: S215-S229.

[6] Avril N, Adler LP. F-18 fluorodeoxyglucose-positron emission tomography imaging for primary breast cancer and loco-regional staging. Radiol Clin North Am, 2007, 45(4): 645-657, vi.

[7] American College of Radiology. Breast imaging reporting and data system, breast imaging atlas. 4th ed. Reston, VA: American College of Radiology, 2003.

[8] 张美荣, 李静. 彩色多普勒超声对乳腺非典型性增生及早期乳腺癌的诊断价值. 中国现代医生, 2012, 50(26): 94-95, 98.

[9] 周建桥, 詹维伟. 超声乳腺影像报告数据系统及其解读. 中华医学超声杂志(电子版), 2011, 8(6): 1332-1341.

[10] 马慧娟, 冷振鹏, 王萍. 乳腺超声影像报告数据系统对超声引导下乳腺穿刺活检的临床应用价值. 中国病案, 2013, 14(4): 75-76.

[11] Cheng JY, Lei L, Xu JY, et al. 18F-fluoromisonidazole PET/ CT: a potential tool for predicting primary endocrine therapy resistance in breast cancer. J Nucl Med, 2013, 54(3): 333-340.

[12] Groheux D, Hindie E, Delord M, et al. Prognostic impact of (18) FDG-PET-CT fndings in clinical stage III and IIB breast cancer．J Natl Cancer Inst, 2012, 104(24): 1879-1887．

[13] Groheux D, Giacchetti S, Delord M, et a1. 18F-FDG PET/CT in staging patients with locally advanced or infammatory breast cancer comparison to conventional staging. J Nucl Med, 2013, 54(1): 5-11．

[14] Li X, Abramson RG, Arlinghaus LR, et al. An algorithm for longitudinal registration of PET/CT images acquired during neoadjuvant chemotherapy in breast cancer: preliminary results. EJNMMI Res, 2012, 16(1): 62.

[15] Mavi A, Urhan M, Yu JQ, et al. Dual time point 18F-FDG PET imaging detects breast cancer with high sensitivity and correlates well with histologic subtypes. J Nucl Med, 2006, 47(9): 1440-1446.

[16] Avril N, Menzel M, Dose J, et al. Glucose metabolism of breast cancer assessed by 18F-FDG PET: histologic and immunohistochemical tissue analysis. J Nucl Med, 2001, 42(1): 9-16.

[17] Kumar R, Chauhan A, Zhuang H, et al. Clinicopathologic factors associated with false negative FDG-PET in primary breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2006, 98(3): 267-274.

（本文编辑 冯 婕）

Correlatio1n8Between Breast Imaging Reporting and Data System of Ultrasound and F-fuorodeoxyglucose PET/CT in Diagnosis of Breast Diseases

PurposeTo evaluate the breast imaging reporting and data system (BI-RADS) of ultrasound and18F-fuorodeoxyglucose (FDG) PET/CT in diagnosis of breast tumor, and to analyze the correlation between them.Materials and Methods18F-FDG PET/CT images and ultrasound images of 103 patients with suspected breast cancer were retrospectively analyzed to get correlation between the maximum standardized uptake values (SUVmax) and BI-RADS. Sensitivity, specifcity, positive predictive value, negative predictive value were compared with histology or follow-up results as golden standard.ResultsOf the 103 lesions, 46 were benign and 57 were malignant. Pearson correlation coeffcient was 0.464 (P＜0.01). The sensitivity, specifcity, positive predictive value, and negative predictive value of PET/CT were 89.47%, 73.91%, 80.95% and 84.99%, respectively; those of BI-RADS were 94.70%, 69.60%, 79.42% and 91.38%, respectively. The sensitivity, specifcity, positive predictive value, and negative predictive value in patients with BI-RADS 3-4 were 88.90%, 71.40%, 66.65%, and 90.91%, respectively. The sensitivity, specifcity, positive predictive value, and negative predictive value for BI-RADS grading diagnosis were 88.90%, 46.40%, 51.60% and 86.67%, respectively.ConclusionThere is no signifcant correlation between SUVmax and BI-RADS. BI-RADS has low specifcity for patients with BI-RADS grade 3-4, while PET/CT can make up this shortcoming. Combined diagnosis in the breast disease can be potentially recommended in clinics.

Breast diseases; Ultrasonography, mammary; Breast imaging reporting and data system; Positron-emission tomography; Tomography, X-ray computed; Fluorodeoxyglucose F18

1.解放军总医院核医学科 北京 100853

2.武警后勤学院附属医院放射科 天津300162

田嘉禾

Department of Nuclear Medicine, PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Address Correspondence to: TIAN Jiahe

E-mail: tianjh@vip.sina.com

R737.9；R445.6

2014-05-13

修回日期：2014-09-05

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第10期：730-734

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(10): 730-734

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.10.003