对比增强能谱乳腺X线摄影的临床应用及进展

曲玉虹，陈倩倩，曹 崑

(北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科 恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室，北京 100142)

乳腺癌发病率在全球范围内一直居高不下。根据美国癌症协会的统计，2017年全球乳腺癌新发病例约25.5万，居女性恶性肿瘤发病率首位[1]。我国国家癌症中心2018年发布的数据显示，中国乳腺癌的发病率在女性人群癌症中位列第一[2]。早期发现、合理治疗可显著提高乳腺癌患者的生存期，而精准诊断是提高乳腺癌患者生存率、降低死亡率的重要环节。目前临床常用的乳腺癌影像学检查方法包括常规乳腺X线摄影、超声、MRI等，其中乳腺X线摄影和超声是筛查乳腺癌的首选方法。常规乳腺X线摄影操作简单、便捷，但因腺体组织重叠致敏感度低，尤其是东方女性腺体较多，易受重叠组织遮挡而影响病灶观察，造成漏诊或误诊。超声检查无辐射，但高度依赖操作者经验，诊断乳腺疾病的假阳性较高。MRI敏感度高但特异度较低，且检查对设备要求高、耗时长，患者依从性相对差，仍未成为乳腺检查的首选方法。对比增强能谱乳腺X线摄影(contrast-enhanced spectral mammography， CESM)是在传统乳腺X线摄影基础上结合静脉注射对比剂的一项新的检查技术。肿瘤细胞代谢活跃，肿瘤生长过程中周围及瘤体内有大量新生血管，这些血管内皮间隙大，渗透性高[3-4]，使对比剂富集于肿瘤区域。CESM利用此特性显示病变，可提高对乳腺病变检出和鉴别的准确率。本文对CESM技术在乳腺癌临床诊断中的应用研究进行综述。

1 CESM原理及检查流程

CESM检查利用碘剂在33.2 keV处因边缘效应(K-edge)出现X线显著吸收衰减的现象，采用略高于33.2 keV的高能X线和略低于33.2 keV的低能X线2种能量进行投照。因此，在CESM设备中，除常规钼铑波片滤过能量外，增加了铜滤片，以传递33.2 keV以上的能量。低能图像采用的管电压范围为26～31 kVp，与传统乳腺X线相似，图像与传统乳腺X线图像相仿；而高能图像采用45～49 kVp管电压范围。低能图像与高能图像经计算机后处理可获得减影图像[5]，即CESM特有的摄碘图，反映组织内血供情况。

目前采用的CESM检查常规流程如下[6]：检查前经前臂血管团注含碘对比剂，碘剂浓度300～350 mgI/ml，推荐剂量1.5 ml/kg体质量，推荐流率3 ml/s；于开始注射对比剂后2～7 min内依次行常规双侧乳腺头足(craniocaudual， CC)位及内外侧斜(mediolateral oblique， MLO)位摄片；在同一个压迫体位、较短时间间隔内进行低能和高能2组不同能量射线投照，获得2组图像。

2 CESM的辐射剂量

由于CESM需进行高低能2次曝光，其辐射剂量一直是临床关注的问题。辐射剂量与腺体厚度和组织成分有关。Dromain等[7]研究显示，CESM高低能摄片总剂量约0.7～3.6 mGy(腺体厚度30～80 mm，腺体组织0～100%)，是常规全视野数字化乳腺X线摄影(full-field digital mammography, FFDM)的1.2倍，其中低能曝光剂量与常规乳腺X线摄影相当，高能曝光剂量是常规乳腺X线摄影的20%。其后研究报道的辐射剂量不同，如Jeukens等[8]认为CESM的平均腺体剂量(average grandular dose, AGD)为2.80 mGy；Badr等[9]的研究显示CESM曝光剂量是2.65 mGy，高于常规乳腺X线摄影的54%；Fallenberg等[10]发现，与常规乳腺X线摄影比较，CESM的AGD仅增加了6.3%，而在致密型腺体中，CESM的剂量甚至低于FFDM。James等[11]对比不同厚度体模的射线剂量，结果显示在腺体厚度为63 mm时，CESM的AGD为3.0 mGy，同等腺体厚度下FFDM的AGD为2.1 mGy。各研究间的数据差异可能与所用设备不同有关。美国FDA乳腺X线摄影质量规范(Mammography Quality Standards Act， MQSA)规定[12]，在一次CC位照射时，乳腺X线的AGD不超过3.0 mGy，以上各研究所示的CESM辐射剂量均满足其要求。

3 CESM的临床应用现状

3.1 乳腺癌的检出与诊断 2003年，Lewin等[13]将CESM用于观察26例乳腺癌患者，结果显示，与传统乳腺X线比较，CESM检查可检测出更多乳腺癌，从而使CESM的临床应用可行性受到关注。目前认为与FFDM对比，CESM具有更高的诊断效能；与乳腺MRI相比，CESM诊断效能相仿。

3.1.1 CESM与FFDM对比 CESM的低能图像与传统乳腺X线图像相似，能够评价病灶位置、大小、形状、边界等形态学信息，而减影图像额外提供了病灶的血供信息，评价病变的准确性更高。Lobbes等[14]对比113例同时接受FFDM及CESM的筛查乳腺癌者，发现CESM的敏感度(100%)、特异度(87.7%)均明显高于FFDM。FFDM诊断乳腺癌的准确率与腺体密度(即腺体类型)相关，在多量型及致密型腺体中通常敏感度较低，而CESM的应用提高了此类腺体内病灶的检出率。Cheung等[15]对比CESM和FFDM在多量型及致密型腺体中对乳腺疾病的诊断价值，发现CESM的敏感度(92.7%)、特异度(67.9%)及准确率(86.8%)均较FFDM(分别为71.5%、51.8%、65.9%)升高。

与超声和MRI相比，乳腺X线摄影的优势为显示微钙化，尤其对于不伴软组织肿块的微钙化。Cheung等[16]分析94例乳腺影像报告和数据系统(breast imaging reporting and data system， BI-RADS)4类不伴肿块的钙化病灶CESM图像，其诊断乳腺癌的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确率分别为88.89%、86.56%、72.72%、95.08%及87.24%，其中对多形性钙化的阳性预测值明显高于无定形钙化。

3.1.2 CESM与MRI对比 CESM和MRI均通过肿瘤血供提高病变显示率，两者的对比是目前研究[17-19]的热点。既往评价乳腺癌时，MRI因软组织分辨率高，被认为是评价病变范围的最准确方法。采用CESM测量乳腺癌病灶大小的研究[17]结果亦显示CESM与病理结果高度一致，平均值仅相差0.03 mm。uczyńska等[18]对102例疑似乳腺癌患者行CESM和MRI，以病理结果为金标准，评价其敏感度(100% vs 93%)、准确率(79% vs 73%)和ROC曲线AUC(0.83 vs 0.84)，结果显示差异均无统计学意义，测量病灶大小亦无差别，均略大于病理结果，表明CESM对于乳腺癌的诊断效能及病灶测量能力均与MRI相似。

目前国内有关CESM的报道较少，而结果与国外研究结果相似。有学者[19]对63例疑似乳腺癌患者进行CESM、增强MRI和FFDM，发现3种方法诊断乳腺癌的符合率分别为66.67%、65.08%和57.14%，CESM诊断乳腺癌符合率高于增强MRI和FFDM，而3者测量的病灶最大径与病理学测量值间差异均无统计学意义。另外一项对145例患者153个病灶的研究[20]显示，CESM与MRI诊断乳腺疾病的敏感度、特异度和准确率分别为95.80%和94.17%、91.18%和87.88%、94.77%和92.81%，CESM和MRI与病理测量病灶最大径差值分别为1.1 mm和0.3 mm，差异均无统计学意义。

CESM的诊断效能与乳腺MRI相仿，为MRI禁忌证患者提供了新的检查手段。MR扫描耗时长、预约时间长，且由于高敏感度导致假阳性率较高，在我国现有条件下，极少医院有条件开展对可疑强化病灶进行MRI引导下活检，限制了其诊断能力；而CESM对设备要求相对低，在此方面具有优势和潜力。

3.2 乳腺癌新辅助化疗疗效评估 化疗可阻止肿瘤增殖或抑制血管生成，从而缩小肿瘤体积，减少肿瘤负荷。评估乳腺癌新辅助化疗效果一直是MRI的优势，CESM同样可反映肿瘤血供情况，其强化与碘摄取、肿瘤血管密度、血管通透性密切相关，亦可作为评价新辅助化疗的工具。Barra等[21]报道，与FFDM相比，CESM诊断残余肿瘤的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值均增高(83.33%、100%、100%、66% vs 50%、50%、50%、25%)，CESM所测残余肿瘤大小与病理结果一致性较高。Patel等[22]研究显示CESM用于评价新辅助化疗后是否有残余癌的准确率与MRI相仿，对完全缓解的阴性预测值可达96.9%。目前CESM对评价疗效方面的研究仍较少，今后需进一步深入研究。

4 CESM面临的挑战

4.1 CESM强化的解读和评价 CESM强化程度依赖于病灶的碘摄取量，肿瘤新生血管丰富或渗透性高时，碘摄取量高，则强化明显。乳腺癌恶性程度与新生血管的密度有关，反映在CESM中即为强化程度。目前CESM中乳腺病灶的强化程度尚无定量或半定量分析，仍依靠放射科医师的经验判断。在图像处理中引入定量分析是目前CESM的研究方向。

肿瘤发生发展与新生血管的生成相关，而某些良性肿瘤中新生血管也较多，有学者[20]报道63例CESM肿块强化病灶中，12例为良性肿瘤，提示CESM诊断良恶性病灶不能完全依靠强化程度，仍需结合低能图像，综合分析病变的形态、密度、边缘、分布等。CESM强化程度与肿瘤性质的相关性研究也需进一步探讨。

目前鲜见将CESM所见征象纳入BI-RADS分类的研究。Knogler等[23]对比11例乳腺病灶(5例良性，6例恶性)CESM和MRI强化特征，并采用MRI BI-RADS分类描述标准，发现6例恶性病灶CESM与MRI强化特征相似；5例良性肿瘤中，1例病灶CESM示中等强化，而MRI示高度强化，但差异未影响最终的BI-RADS分类，因此认为MRI BI-RADS分类及描述适用于CESM，但仍需更大样本、多中心研究证实。

4.2 碘对比剂不良反应 CESM采用碘对比剂，使用剂量、注射速率与常规CT增强扫描一致，出现碘对比剂不良反应的概率亦相仿，主要包括过敏反应和对比剂肾病。过敏反应发生率为0.7%～3.1%，严重的超敏反应发生率虽然仅为0.02%～0.04%[24]，但后果严重，因此在进行CESM检查时，需按照增强CT急救要求配备相应药物，一旦发生采用相似的急救流程。

5 小结

CESM是基于乳腺X线摄影的新技术，结合使用血管对比剂以提供乳腺病灶内的血供信息，简单、快捷、经济，在检出乳腺小病灶、鉴别良恶性病变、测量癌肿范围及评估新辅助化疗疗效等方面具有很高的应用价值，其诊断价值与MRI相似，为不适合接受MR检查的患者提供了新的可选检查手段。