动态增强磁共振成像、数字断层融合摄影和数字X线摄影在乳腺癌早期诊断中应用价值的比较

徐阿巧，翁小波，郑 静，李芝清，王小玲，张盛箭

绍兴市中心医院 1放射科2病理科，浙江绍兴312030 3绍兴市人民医院放射科，浙江绍兴312000 4复旦大学附属肿瘤医院放射科，上海200032

乳腺癌目前已跃居女性所有恶性肿瘤首位，且发病年龄趋于年轻化，严重威胁女性健康状况[1]。近年来影像学发展在乳腺癌早期诊断中发挥重要作用，其中MRI检查作为目前乳腺癌敏感性最高的影像诊断手段[2]，可以通过多种扫描序列对乳腺病灶形态、血流灌注、水弥散及生化代谢信息进行多方面评价，但其特异度低、不能检出微小钙化、检查时间长及对患者有选择性，在广大基层医疗单位难以普及。2011年，数字化乳腺断层融合摄影技术(digital breast tomosynthesis，DBT)被用于乳腺X线检查，使乳腺病变的影像可见度和检出率有了明显提高，其通过不同角度的乳房投影将乳腺重建为层厚1 mm的影像，使乳房中不同位置、形态各异的病灶在三维多层面中得以清晰显现。国外多中心研究显示，DBT发现乳腺病变的特异度及灵敏度显著提高，尤其在致密腺体乳腺中更为显著[3-6]，欧美部分地区已成为替代全屏数字乳腺X线摄影(full-field digital mammography，FFDM)诊断乳腺疾病和乳腺癌筛查的一种新方式[7]。目前国内尚缺乏DBT对中国妇女乳腺病变诊断价值的深入研究，本研究探讨了乳腺动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)、DBT和数字乳腺X线摄影(digital mammography，DM)3种影像方法在早期乳腺癌诊断中的效能差异，分析了各项检查方法评估早期乳腺癌病灶大小的准确率，以期为将来DBT大规模应用于乳腺病变检查或筛查奠定重要的实验基础。

对象和方法

对象2017年6月至2018年12月在绍兴市中心医院经临床检查、超声发现的拟行手术治疗乳腺肿瘤患者180例，纳入标准：(1)乳腺影像报告及数据系统(breast imaging report and data system，BI-RADS)≥3类；(2)乳腺DCE-MRI、DBT、DM影像资料完整；(3)可长期随访。排除标准：(1)妊娠或哺乳期女性，或6个月内计划怀孕；(2)有乳腺疾病手术史且影响影像诊断者；(3)存在MRI检查禁忌证或钆剂过敏的患者。最终有65例经病理学证实为乳腺癌、临床TNM分期属于Ⅰ～Ⅱ期且肿瘤≤20 mm(如病理结果为导管原位癌则不论其大小)患者入组，均为女性，中位年龄51岁(34～76岁)。临床症状包括：可触及肿块42例，乳头溢液2例，局部疼痛4例。本研究经绍兴市中心医院道德伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

MRI检查采用荷兰philips 1.5T超导型MR扫描仪与8通道乳腺专用相控阵表面线圈。先行常规MRI平扫：采用快速自旋回波(TSE)，横断位T1WI和脂肪抑制T2WI，层厚3 mm，层间距0.5 mm。ASSET校正，通过SE-EPI采集，b=0和600 ms/m时的DWI扫描。T1WI多时相动态增强扫描：T1WI脂肪抑制加水抑制，层厚1.0 mm，无间距扫描，FOV 360 mm×360 mm，矩阵360×128。动态增强前先扫蒙片，然后经手背静脉以团注方式注入对比剂钆双胺，剂量为0.2 mmol/kg，流率2.0 ml/s，即刻进行扫描连续采集7个时相，每时相150幅图像。MRS采集前要进行匀场及水抑制，采用SE-PRESS序列，呼吸门控，TR：2000 ms，TE：30 ms，体素大小20 mm×20 mm×20 mm。平均采集次数：80次。翻转角：90度，带宽：1200 Hz。波谱测量调节感兴趣区选择非肿瘤坏死区，多点取平均值，并与正常组织区对照，以减少对试验的影响。采集图像自动传至医师诊断工作站，显示还包括多期扫描的多平面重建(multi planar reformations，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)及减影图像，生成时间信号曲线(time intensity curve，TIC)。

DM、DBT检查采用德国Siemens Mammomat Inspiration 数字乳腺X线机，DM检查包括常规乳腺头尾位(craniocaudal，CC)和内外斜位(mediolateral oblique，MLO)双体位投照。在同一压迫条件下采用Combo模式完成DBT检查扫描。DBT成像中，X线管先以0°为中心预曝光确定乳腺检查中正确的曝光参数，50°大角度扫描，25次低剂量投照，通过反投照法过滤重建图像，Empire迭代算法显示断层影像中不同深度层面的信息，最终获得1 mm层厚的断层图像，层数取决于乳腺压迫板力度和乳腺厚度。计算机自动将所有断层图像重新组合在一起，重建出与FFDM类似的Insight 2D图像。阅读和评价均在专业乳腺Barco 5 M显示器上进行。

图像分析DCE-MRI、DBT和DM图像分别由2个具有10年以上乳腺影像诊断经验的放射科医师双盲判读，所有影像资料分成3部分(MRI组、DBT组、FFDM组)，两次阅片间隔至少2周，若两者有分歧意见，请第3位高年资医师进行进一步判读。乳腺病变的X线及MRI评价均严格按照第5版BI-RADS标准[8]对乳腺病变进行分类，组织病理证实为乳腺恶性病变者，在DM、DBT、DCE-MRI影像图片能清晰显示病灶或疑是病灶为检出，而未见确切病灶为漏诊。检出率=检出病变例数/总病例数×100%。术前判定为BI-RADS 4B、4C、5类为诊断准确，而判定为BI-RADS 0、1、2、3、4A均为误诊[13]。分别对DM、DBT、MRI图像上乳腺癌病变进行测量，选取病变所在最大层面测量其最大径，每组数据重复测量3次并取其平均值。

病理分析对切除的病变标本进行测量，测量其最大径。标本行常规固定、包埋、切片及HE染色。由1名病理科从事乳腺疾病诊断的副主任医师对所有病理切片进行诊断，病理诊断参照2012版世界卫生组织乳腺肿瘤病理分类诊断标准。

统计学处理采用SPSS 22.0统计软件，以病理结果为金标准，采用ROC曲线分析DCE-MRI、DBT、DM的诊断效能，ROC曲线下面积的比较采用z检验；计数资料采用频数(率)的形式表示，DCE-MRI、DBT和DM对早期乳腺癌的检出率、诊断准确率、灵敏度、特异度的差异比较采用χ2检验；各项影像检查方法测量病变值与病理测量结果间的关系采用Pearson相关性分析，检验水准取a=0.05；计算kappa统计量评价两位阅片医师判读结果之间的一致性，k>0.75 表示一致较好，k为0.40～0.75表示一致性一般，k<0.40表示一致性差。

结 果

病理诊断结果65 例患者中，TNMⅠ期 29 例，Ⅱ期 36 例，均为单发；乳腺导管内癌(ductal carcinoma in situ，DCIS)13 例，小叶原位癌 2 例，导管内癌伴微浸润(ductal carcinoma in situ with micro invasive，DCIS-MI)7 例，浸润性癌、非特殊类型(invasive ductal carcinoma of no special type IDC，NOS)31 例；浸润性癌、非特殊类型为主伴有部分导管内癌成分[IDC，NOS+DCIS]10 例，黏液腺癌2 例。

3种影像检查方法对早期乳腺癌的检出及诊断结果比较两位阅片医师应用DCE-MRI、DBT、DM对早期乳腺癌诊断准确性的Kappa值为0.83，一致性好。DCE-MRI、DBT、DM对早期乳腺乳腺癌检出率分别为96.9%(63/65)、93.8%(61/65)、83.1%(54/65)，3组间差异有统计学意义(χ2=8.635，P=0.013)；诊断准确率分别为83.1%(54/65)、70.8%(46/65)、50.8%(33/65)，其中，MR(χ2=15.330，P=0.0001)及DBT(χ2=5.450，P=0.020)均明显高于DM；DCE-MRI和DBT检出率(χ2=0.699，P=0.403)和诊断准确率(χ2=2.77，P=0.096)差异均无统计学意义。DCE-MRI对于早期导管癌的检出具有明显优势，DBT较DM对病变边缘毛刺的显示更加清楚(图1)。

3种影像检查方法诊断早期乳腺癌的诊断效能以病理结果为金标准，绘制DCE-MRI、DBT、FFDM的ROC曲线(图1)，曲线下面积分别为0.910、0.832、0.700，差异有统计学意义(z= 2.132，P= 0.001)。DCE-MRI、DBT、DM对早期乳腺癌的敏感度分别为92.3%、70.8%、52.5%，特异度分别为65.0%、85.0%、79.3%，阳性预测值分别为92.5%、88.6%、71.2%，阴性预测值分别为96.6%、89.3%、63.5%。

3种影像检查方法对早期乳腺癌病变的显示和测量结果相关性FFDM+DBT图像检测结果显示，65例患者中，44例表现为肿块，其中，肿块伴毛刺23例，伴分叶14例，伴边缘遮蔽2例，伴边缘模糊5例；在相应的MRI上均为肿块样强化，其中，肿块伴毛刺24 例，伴分叶及边缘不规则15例，边缘光整5例。在X摄影表现为结构扭曲伴非对称致密的9例，在MRI上均为非肿块样强化，其中，节段样强化6例，导管分支样强化3 例。在DBT结合FFDM上表现为钙化8例，在MRI上为段样强化及局灶性点状强化。4 例未发现病灶者，在MRI上3例为局灶性强化，1例为导管样强化。

DM、DBT和DCE-MRI测量的病灶平均最大径分别为(1.42±0.43)mm(9～36 mm)、(1.69±0.45)mm(6～28 mm)和(1.79±0.46)mm(6～32 mm)，病理测量的病灶平均最大径为(1.75±0.41)mm(6～30 mm)，DM、DBT、DCE-MRI测量值与病理测量结果均呈显著正相关(r=0.781，r=0.847，r=0.946，P值均<0.01)(图2)。DM和DBT的病灶最大径测量值分别比病理结果小21.33%(t=10.137，P<0.001)和12.39%(t=2.907，P=0.011)，DCE-MRI病灶最大径测量值比病理结果大3.10%(t=2.081，P=0.041)。

DEC-MRI：乳腺动态增强磁共振成像；DBT：数字断层融合摄影；DM：数字X线摄影
DEC-MRI：dynamic enhanced magnetic resonance imaging；DBT：digital breast tomosynthesis；DM：digital mammography
A、C为数字乳腺X线摄影图像，肿块边缘与腺体重叠显示不清；B、D为数字化乳腺断层融合摄影肿块最大层面图像，肿块边缘毛刺清晰，病灶边缘形态显示优于DM；E为乳腺磁共振动态增强早期T1WI压脂像；F.1H-MRS图像显示肿块的tCho积分增高达28.2；G.HE染色(×400)；H.不同影像学检查方法诊断早期乳腺癌的ROC曲线
A，C.digital mammography images，in which the mass margin overlaps with mammary glands；B，D.images of the largest layer of the mass by digital breast tomography，in which there are clear burs at the edge of the mass，and the morphology of mass margin is better displayed when than digital mammography；E.DCE-MRI shows the early enhanced image on T1WI；F.1H-MRS image shows that the tCho integral of the mass increases up to 28.2；G.HE staining(×400)；H.the ROC curves of early breast cancer diagnosed by different imaging methods
图1女，43岁，不均质致密腺体型，右侧乳房内上象限IDC，NOS Ⅱ级
Fig1A 43-year-old woman with uneven and dense glands in her breasts，her upper quadrant of the right breast was diagnosed as IDC and NOS Ⅱ

图2DM、DBT、DCE-MRI最大径测量值与病理测量结果呈不同程度正相关
Fig2The maximum diameters of the masses measured by DM，DBT，and DCE-MRI were positively correlated with the pathological findings

讨 论

乳腺癌的预后与病变大小及病理分期等因素密切相关，病变越小、分期越早，其预后越好。目前早期乳腺癌尚缺乏明确的定义，大部分学者认为，早期乳腺癌是指临床TNM分期属于0～Ⅱ期、肿瘤≤20 mm(如为导管原位癌则不论其大小)、无邻近组织浸润及远处转移的乳腺癌[10-11]。本研究中早期乳腺癌的诊断即采用此标准。

DBT技术是基于数字乳腺X线摄影而研发的一种新技术，X线球管在15°～50°角度内进行多次低剂量曝光，利用不同投射角度将乳腺重建为层厚1 mm的影像，使隐藏在乳房纤维腺体中的病变在薄层图片上得以清晰显示。Bian等[12]研究结果显示，DBT对乳腺良恶性病变的可见度、敏感度、特异度均明显优于DM，DBT对恶性病变BI-RADS评分明显更高。Rafferty等[5]采用DBT与DM相结合模式有效提高了肿块性质判读的准确性及降低乳腺癌筛查中召回率。Nakashima等[13]研究发现，DBT对于诊断表现为肿块伴毛刺及结构扭曲的乳腺癌具有优势。本研究结果与前期研究结果方向一致，出现数据差异的原因推测可能与本研究仅将早期乳腺癌作为研究对象，形态较小乳腺癌病灶易与致密的纤维腺体组织重叠，且恶性征象尚不典型，导致 DBT的优势有一定程度降低。DBT可优化乳腺X线摄影分辨率，使重叠于腺体中病灶显示更清晰，增加病灶检出率并同时降低召回率，为乳腺癌患者早期诊断提供一个可靠、灵敏及相对简便的新方法。

本研究结果显示，DBT较DM 在提高乳腺癌检出率同时能够降低病变未完成分级(即BI-RADS 0类)和随访(即BI-RADS 3类)的比例，可减少被检查者重复检查的焦虑情绪，其压迫程度比FFDM压迫程度要低，可减轻被检查者身体上痛苦，同时三维断层融合合成二维技术的应用大大降低了DBT辐射剂量，患者所接受的总辐射剂量与二维数字乳腺摄影相当[14]，在不降低图像质量的前提下让受检者接受更少的辐射剂量，缩短检查时间。

本研究还发现，DBT对早期乳腺癌病变检出率、诊断准确率、敏感度和ROC曲线下面积均略低于DCE-MRI，但差异无统计学意义，DBT诊断效能接近DCE-MRI，与以往研究结果类似[9，15]。DCE-MRI对软组织具有较高的分辨率，能检测乳腺癌病灶内的新生血管生成，且检查全程无辐射。DCE-MRI虽然对乳腺癌高度敏感，但特异度较差[2]，在本研究中仅为65%，是3种影像检查方法中最低的，推测可能与早期乳腺癌体积小，影响信噪比和空间分辨率有关，另外乳腺MRI不能检出微小钙化、检查耗时长及对患者有选择性，使MRI检查受到一定程度限制。DBT检查时间短、价格便宜，还有效解决了传统X图像中因乳腺组织重叠对病变的遮蔽的影响，更易发现隐藏于正常腺体中的病灶，因而在广大基层医疗单位，尤其是尚未开展乳腺MRI的单位，DBT技术可使广大乳腺病变患者受益。

肿瘤大小是乳腺癌临床分期的重要因素，外科手术的目的是无残余地最大限度切除肿瘤，因此术前精确测量癌灶大小尤为重要。Luparia等[15]研究了110 例同时行超声、DBT、DM及MRI检查的乳腺癌患者，以病理结果为标准，发现MRI和DBT对评估病灶大小的准确性明显优于DM及超声，MRI仍是评估病灶最准确的影像方法，本研究结果与之相符合，数据显示采用FFDM、DBT测量的病灶最长径均小于病理测量结果，分析原因一方面可能与病灶处于压迫位置有关，另一方面本研究选择病例多为致密型腺体组织，对于表现为非对称致密、结构扭曲伴钙化的早期乳腺癌，腺体部分遮盖了肿块组织，测量部分仅为其中钙化成分。对比DM检查，DBT对乳腺癌病灶测量值更接近病理结果，分析原因DBT为重建薄层图像，提高对致密乳腺组织内肿块、结构扭曲、不对称等的检测能力，故其测量值更接近病理测量结果。MRI-DCE检查对病灶无压迫，软组织分辨高，提供肿瘤的血流动力学信息，能够显示肿块与水肿分界，故评估病灶大小准确性最高。

在临床工作中，FFDM、DBT、MRI-DCE均能较好地对乳腺癌的大小进行术前评估，然而对于早期乳腺癌中非对称致密、结构扭曲伴钙化病变，MRI-DCE测量值更为准确，DM、DBT测量值明显低于病理结果，故临床手术时可能需要切除更大的范围。

综上，本研究结果显示，DBT简单易行，较常规X线成像可为临床提供更多信息，DBT与MRI对早期乳腺癌的诊断价值相当。本研究存在以下局限性：(1)处于DBT临床试验阶段，样本数较少，未能进一步分析不同致密乳腺组织背景下不同影像学检查间的差别。(2)对影像学测量的结果因软件限制未采用容积算法。今后的研究方向是基于前期的经验进一步扩大样本量进行深入分析。