超声光散射成像技术在乳腺肿块中的诊断价值

袁洪婷，闫俊红（通信作者），段舒惠

（1滨州医学院附属医院超声医学科 山东 滨州 256603）

（2淄博万杰肿瘤医院超声室 山东 淄博 255200）

近年来，乳腺疾病的发病率呈上升趋势，严重困扰着女性的生活和工作，影响女性的生活质量，早期诊断乳腺病变对患者的治疗和预后显得尤为重要[1]。随着医学的发展，诊断模式正在转变，逐步由形态学影像诊断朝向功能性影像诊断转变，分子成像技术成为最近研究的热点[2]。光散射成像（diffused optical tomography，DOT）技术可测定肿块内部总血红蛋白浓度等参数，反映肿瘤的代谢状态，获得组织内部的生物活性、生化代谢等信息[3]，可为乳腺癌的早期诊断和乳腺肿块的良恶性鉴别诊断提供依据[4]。本研究目的是评估超声DOT用于诊断乳腺病变的可行性，评估其临床诊断的效果，以期为临床诊断及鉴别诊断提供更可靠的依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年10月—2018年6月期间在滨州医学院附属医院进行手术治疗的女性乳腺肿块患者52例（共73个结节）纳入研究，患者年龄为17～72岁，平均年龄（41.14±11.76）岁。患者对本研究知情同意且签订知情同意书。纳入标准：所有病例均有病理活检结果。排除标准：①超声资料不完整者；②乳房较小、致密者；③脂肪腺体极薄者；④病变位置太浅或者太深者；⑤一侧乳腺切除者。

1.2 方法

仪器使用新奥博为技术有限公司生产的第二代超声DOT（OPTIMUS），系统该系统主要由超声成像系统、光散射成像系统、复合超声光学探头和系统软件及其他辅助设备组成。受检者取平卧位，通过常规超声图像引导，定位乳腺肿块位置，将复合光学探头放置于肿块中央位置，然后冻结病变最大直径时采集患侧乳房的光学数据。在肿块镜像对应的健康乳房区域，采集健侧乳房的数据。利用采集的两组数据组织光学信息进行功能成像，得到乳腺肿块内部的血红蛋白总量（HBT）和血氧饱和度（SO2），通过量化结果对肿块性质进行分级。所有检查均由同一超声科医生进行。

1.3 评价标准

HBT的评价标准：0～140诊断为正常；＞140～200为中等；＞200～235为偏高；＞235为异常。超声光散射乳腺成像系统综合诊断指数（SDI）：＜100为2级；100～＜140为3级；140～＜160为4a级；160 ～ ＜ 200为 4b级；200～ 235为 4c级；＞ 235为5 级。检查结果是根据北美放射协会制定的乳腺影像报告和成像系统（Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS）判断标准分为5级。结合BI-RADS的诊断标准，超声DOT诊断指数1～3级为良性肿块的可能性大，4 ～5级为恶性肿块的可能性大。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0统计软件分析数据，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（± s）表示，采用t检验。Excel制作良性组、恶性组的HBT分布箱图和散点图。HBT诊断乳腺恶性肿瘤的参考值的敏感性和特异性采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析确定最佳诊断指标，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果

52例患者共73个乳腺肿块，术后病理诊断良性肿块55个（75.34%），恶性肿块18个（24.66%）。良性肿块中乳腺增生病7个、乳腺导管扩张症2个、纤维腺瘤样结构11个、导管内乳头状瘤6个、纤维腺瘤6个、脂肪坏死1个、硬化性腺病1个、脂肪瘤2个、纤维囊性乳腺病9个、淋巴结反应性增生2个、囊肿2个、浆细胞性乳腺炎2个、肉芽肿3个、脓肿1个；恶性肿块中浸润性导管癌16个、导管原位癌2个。

2.2 超声光散射成像结果

恶性肿块患者的均龄大于良性肿块患者，HBT测定值高于良性肿块患者，SO2值低于良性肿块患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。其中良性肿块中的炎性肿块HBT测定平均值为（207.88±63.47）μmol/L。

表1 乳腺肿块的临床特征及HBT测定结果（ ± s）

表1 乳腺肿块的临床特征及HBT测定结果（ ± s）

类型 年龄/岁 HBT/（μmol·L-1）恶性肿块（n=18） 47.00±12.23 249.31±134.43良性肿块（n=55） 38.02±10.37 138.83±80.95 t 3.049 4.216 P＜0.05 ＜0.05类型 SO2 肿块最大径/cm恶性肿块（n=18） 0.98±0.08 2.03±1.48良性肿块（n=55） 1.11±1.05 1.49±0.91 t 8.170 1.851 P＜0.05 ＞0.05

2.3 HBT诊断恶性肿块的预测价值

通过ROC曲线分析HBT诊断乳腺恶性肿块的预测价值，ROC曲线下的面积AUC为0.782，当最佳诊断阈值为232.75 μmol/L时，约登指数最大为0.63，相应的灵敏度为77.8%，特异度为85.55%，见图1。

图1 血红蛋白总量诊断乳腺恶性肿块的ROC曲线

图2 乳腺癌（浸润性导管癌）患者超声、光散射及病理

2.4 OPTIMUS系统诊断结果与病理结果对照

DOT的诊断灵敏度为88.89%（16/18）、特异度69.09%（38/55）、阳性预测值48.48%（16/33）、阴性预测值95.00%（38/40）、准确率73.97%（54/73）。超声联合DOT乳腺肿块的诊断灵敏度为94.44%（17/18）、特异度87.27%（48/55）、阳性预测值70.83%（17/24）、阴性预测值97.96%（48/49）、准确率89.04%（65/73）。

3 讨论

乳腺新生血管的生成是肿瘤生长、侵袭和转移的重要条件，因此监测肿块内的血管对于肿瘤的诊断、治疗及预后非常重要[5]。恶性肿瘤细胞代谢旺盛、耗氧量大，瘤内部局部坏死、循环不良，病变内缺氧，血管增多、扭曲扩张、不规则分支或网格样改变[6]。超声DOT基于上述原理，通过采集可疑区域组织的光学信息，提供HBT和SO2等参数，从而实现对病变的定位和定性诊断[7]。研究证实近红外光检测参数与微血管密度成正相关，即乳腺良、恶性肿块局部微血管密度与其血氧含量存在相关性，说明近红外光血含量检测参数可以反映病变内部供氧状态，为诊断乳腺良恶性病变提供了一个可靠的检测参数[8]。本研究超声DOT与病理诊断的一致性较好，对乳腺肿块定性的灵敏度及准确率分别为94.44%、89.04%。本组病例中有两例乳腺癌患者HBT值高达500 μmol/L以上，一例为哺乳期乳腺癌，考虑哺乳期乳腺血流增加，同时病理检查细胞增殖指数为80%，细胞增殖加快；另一例为非肿块性乳腺癌，病变范围较大，累计乳腺约四分之一象限，乳腺结构不清，散在多个斑点状强回声，病理检查细胞增殖指数为40%。在恶性肿瘤血流灌注高，HBT值增高，而良性病变的血流灌注相对较低，HBT值低，这对于区分良恶性病变有着重要的意义。本组资料中炎症性肿块HBT测定平均值为（207.88±63.47）μmol/L，考虑为炎症性肿物内部新陈代谢及血氧变化旺盛，导致HBT测值增高，易误诊为恶性肿物，这时需要结合超声表现及临床资料进行鉴别诊断。

在本组研究中，尽管大部分恶性病变的HBT值高于良性病变，但仍有两例恶性肿物HBT值在正常范围，考虑可能与病灶太小、病理类型、腺体组织太薄、采集时漏光等原因有关。国外研究发现位于过浅层或过深层的乳腺病，DOT与病理结果的一致性相对较低[9]。因为肿块位置过于浅表，腺体相对较薄，探头与组织接触不良会导致光学信息受到干扰，导致图像伪影和失真，使诊断结果不准确。因此，DOT也有局限性，不适合于乳房较小、致密或脂肪腺体极薄者以及病变位置太浅或者太深者；DOT诊断时需对比检查，参考对侧乳腺相应部位以尽量减少胸壁的影响[10]，所以不适用于一侧乳腺已经切除的患者。

综上所述，作为一种无创的成像技术，超声DOT提供了关于乳腺病变有价值的内部代谢信息，在区分乳腺良恶性病变中显示出优势，值得临床推广。