超聲造影下以實時連續(xù)微血管疊合方法重建乳腺腫瘤血管

徐冰荷,曾 琪,韋立麗,梁子軒 ,黃 真,韋長元,楊偉萍*

(1.廣西醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)學(xué)院,廣西 南寧 530000;2.廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院超聲科,3.乳腺外科,廣西 南寧 530000)

乳腺惡性腫瘤血管豐富程度及超微血管構(gòu)筑均與良性腫瘤存在顯著差異[1-3]。CDFI、超聲造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)、超微血管成像(superb microvascular imaging, SMI)及微血管成像(micro flow imaging, MFI)等均可用于觀察腫瘤血管,但對于觀察立體血管構(gòu)筑存在一定局限性。本研究觀察CEUS下以實時連續(xù)微血管疊合方法重建乳腺腫瘤血管的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2019年1月—2022年12月廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院545例乳腺腫瘤患者,均為女性,年齡13～85歲,平均(49.7±11.6)歲;共555個乳腺腫瘤,包括惡性409個、良性146個(表1)。納入標(biāo)準(zhǔn):①超聲檢查前未接受乳腺腫瘤穿刺活檢及手術(shù)、放射、化學(xué)治療等相關(guān)治療;②CEUS后經(jīng)腫瘤穿刺活檢或手術(shù)病理明確診斷;③于CEUS下以實時連續(xù)微血管疊合檢查完整掃描乳腺腫瘤,且數(shù)據(jù)完整。本研究經(jīng)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(LW2023091)。

表1 545例共555個乳腺腫瘤病理類型

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Aplio 500彩色多普勒超聲診斷儀、頻率5～14 MHz線陣探頭,設(shè)置機械指數(shù)為0.04。囑患者仰臥,先以常規(guī)超聲掃查雙側(cè)乳腺;于CEUS模式下選取腫瘤血流較豐富切面或最大切面,切換為常規(guī)對比諧波成像(contrast harmonic imaging, CHI),經(jīng)肘靜脈團注聲維諾(Bracco)4.8 ml及0.9%氯化鈉注射液5 ml,于注入開始1 min后行血管重建同時錄制視頻:于CHI模式下依次啟動SMI、MFI,即CHI+SMI+MFI,于腫瘤一側(cè)開始依次緩慢掃查整個腫瘤,并以實時連續(xù)疊合腫瘤內(nèi)微血管方法重建腫瘤血管,包括供血動脈及腫瘤內(nèi)血管,同時觀察腫瘤血管特征,即有無穿入血管、血流分級、血管主干與分支關(guān)系、血管走行及超微血管構(gòu)筑等。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上乳腺CEUS診斷經(jīng)驗的超聲科醫(yī)師分別觀察腫瘤血管特征。穿入血管指自腫瘤邊緣延伸至腫瘤內(nèi)部并先于腫瘤實質(zhì)增強的血管。參考Alder半定量血流分級法[4]進行血流分級:0級為病灶內(nèi)未見血流;Ⅰ級為少量血流,病灶內(nèi)可見1～2個點狀或短棒狀血流信號;Ⅱ級為中量血流,病灶內(nèi)可見3～4個點狀血流或1條長度接近/超過腫瘤半徑的血管;Ⅲ級為豐富血流,可見5個及以上點狀血流或2條較長血管;以0～Ⅰ級為不豐富型,Ⅱ～Ⅲ級為豐富型。評估血管主干與分支的關(guān)系:以目測法觀察穿入血管與其分支血管形成的夾角,(90±5)°為直角,否則為非直角。血管走行:觀察血管在腫瘤內(nèi)的走向,以多支血管向腫瘤內(nèi)任意一點匯聚為“有中心”,否則為“無中心”。超微血管構(gòu)筑:參考文獻[1],將腫瘤內(nèi)部超微血管構(gòu)筑分為無血管型(腫瘤內(nèi)未探及血管)、線型(腫瘤內(nèi)可見1～2條線樣血流信號)、樹枝型(腫瘤內(nèi)可見粗細均勻的血管發(fā)出分支,形似樹枝)、殘根型(腫瘤內(nèi)血管扭曲無序,周邊增粗扭曲的血管不超過2條)或蟹足型(腫瘤內(nèi)血管扭曲無序,周邊增粗扭曲的血管大于2條或呈細小毛刺狀);以殘根型或蟹足型為惡性、其余為良性征象。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計分析軟件。以χ2檢驗或Fisher精確概率法比較計數(shù)資料。對乳腺腫瘤血管特征行單因素及多因素logistic回歸分析,篩選惡性腫瘤的獨立危險因素(P<0.001)。采用Medcale 20.022繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線,計算曲線下面積(area under the curve, AUC),評估超微血管構(gòu)筑判斷腫瘤性質(zhì)的價值。以Kappa檢驗評估觀察者間一致性:Kappa≥0.75為一致性好,0.40

2 結(jié)果

2.1 超聲所見 555個乳腺腫瘤中,381個(381/555,68.65%)超聲可見穿入血管,包括良性46個、惡性腫瘤335個。乳腺惡性腫瘤中,血流分級豐富、血管主干與分支呈直角及血管走行有中心者占比分別為88.51%(362/409)、72.13%(295/409)及59.41%(243/409),良性腫瘤中占比分別為64.38%(94/146)、15.75%(23/146)及30.14%(44/146)。

腫瘤內(nèi)超微血管構(gòu)筑顯示405個惡性腫瘤(病理結(jié)果為363個惡性、42個良性)和150個良性腫瘤(病理結(jié)果為46個惡性、104個良性),見圖1;其鑒別乳腺良、惡性腫瘤的敏感度、特異度、準(zhǔn)確率及AUC分別為88.75%、71.23%、84.14%及0.80,見圖2。

圖1 CEUS下微血管疊合重建乳腺腫瘤血管圖 A.患者女,53歲,左側(cè)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌,穿入血管位于腫瘤外并向腫瘤內(nèi)部發(fā)出豐富分支并與血管主干呈直角(箭),超微血管構(gòu)筑為蟹足型; B.患者女,34歲,右側(cè)乳腺增生,穿入血管環(huán)繞于腫瘤周邊,向腫瘤內(nèi)部發(fā)出的分支較少且與血管主干夾角為非直角,超微血管構(gòu)筑為樹枝型

圖2 超微血管構(gòu)筑鑒別乳腺良、惡性腫瘤的ROC曲線

2.2 單因素及多因素分析 乳腺良、惡性腫瘤之間,穿入血管、血流分級、血管主干與分支的關(guān)系、血管走行及超微血管構(gòu)筑差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001),見表2及圖3;其中,穿入血管、血流分級、血管主干與分支關(guān)系及超微血管構(gòu)筑為乳腺惡性腫瘤的獨立危險因素(P均<0.001),見表3。

圖3 患者女,52歲,左側(cè)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌 A.CDFI示腫瘤內(nèi)Ⅱ級血流信號; B.CHI+SMI+MFI下腫瘤血供較豐富,斷面成像示腫瘤血管粗細不均、分布不規(guī)則; C.CEUS下微血管疊合血管重建圖示腫瘤穿入血管(紅箭)緊貼腫瘤邊緣,可見多支新生分支血管與血管主干形成直角(白箭),血管走行有中心,超微血管構(gòu)筑為殘根型

表2 555個乳腺腫瘤血管超聲特征(個)

表3 乳腺惡性腫瘤獨立危險因素的多因素分析

2.3 一致性分析 觀察者間觀察腫瘤血管各項特征結(jié)果的一致性均好(Kappa均>0.75,P均<0.001)。

3 討論

新生腫瘤血管是乳腺腫瘤的重要病理特征。超聲觀察乳腺腫瘤血管特征多限于腫瘤內(nèi)部超微血管構(gòu)筑,僅能反映腫瘤新生血管狀態(tài)。本研究聯(lián)合超聲血流成像技術(shù)及實時連續(xù)微血管疊合立體重建乳腺腫瘤血管,觀察供血動脈與腫瘤的關(guān)系及其血管分布特征。

乳腺良、惡性腫瘤之間穿入血管分布存在明顯差異,動脈供血方式亦明顯不同[5]。本研究共于555個乳腺腫瘤中檢出381條穿入血管,占比為68.65%,與刁雪紅等[6]的結(jié)果相近,提示利用本研究方法可較好地顯示乳腺腫瘤穿入血管。既往研究[1-2]顯示,乳腺腫瘤超微血管構(gòu)筑對鑒別其良、惡性具有較佳效能。本研究以CEUS下實時連續(xù)微血管疊合血管重建方法獲得的超微血管構(gòu)筑分型用于鑒別乳腺良、惡性腫瘤的敏感度、特異度、準(zhǔn)確率及AUC分別為88.75%、71.23%、84.14%及0.80。

SMI可提高對低速血流信號的檢出率,CHI能通過對比增強更敏感地顯示腫瘤內(nèi)部微血管,MFI則可根據(jù)疊加微泡運動軌跡實時反映造影劑在腫瘤內(nèi)的動態(tài)分布過程、進而清晰顯示腫瘤內(nèi)及其周邊血管走行及分布;CHI+SMI+MFI三者聯(lián)合可更準(zhǔn)確地反映乳腺腫瘤血管形態(tài)學(xué)特征[7]。本研究在CHI+SMI+MFI基礎(chǔ)上錄制連續(xù)掃查整個乳腺腫瘤的視頻,對造影劑在腫瘤內(nèi)的運動軌跡進行依次疊加,以快速、簡便地重建乳腺腫瘤內(nèi)、外血管,獲取腫瘤血管立體分布構(gòu)筑。乳腺良、惡性腫瘤之間,血管數(shù)目及形態(tài)特征存在差異[8-9]。有學(xué)者[10-11]提出,相比乳腺良性腫瘤,惡性腫瘤內(nèi)部血管粗細更不均、分布更不規(guī)則。本研究血管重建圖顯示,乳腺惡性腫瘤呈現(xiàn)穿入血管數(shù)目多、走行扭曲,呈多分支、多直角、有中心等特點,且單因素及多因素分析顯示穿入血管、血流分級、血管主干與分支的關(guān)系及超微血管構(gòu)筑均為乳腺惡性腫瘤的獨立危險因素。上述結(jié)果表明,本研究血管重建方法可在直觀顯示腫瘤內(nèi)部超微血管構(gòu)筑的同時較好地描述腫瘤穿入血管與分支分布特點,以彌補傳統(tǒng)二維超聲僅能顯示某一切面血管形態(tài)的局限性。

綜上所述,CEUS下實時連續(xù)微血管疊合方法可用于乳腺腫瘤血管重建并具有較好臨床應(yīng)用前景。但本研究良、惡性腫瘤樣本量相差較大,且未與其他血流成像技術(shù)進行對比,有待進一步研究。