乳腺血氧功能成像技术与多普勒超声的联合应用在乳腺癌早期诊断中的意义

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[摘要] 目的 探讨乳腺血氧功能成像技术与多普勒超声（彩超）的联合应用在乳腺肿块诊断中的应用价值。 方法 选择2010年12月～2012年3月深圳市宝安区人民医院收治的乳腺单发肿块患者225例，进行乳腺血氧功能成像和/或彩超检查，并分别予穿刺病理活检、手术切除病理检查。以病理诊断为校正标准，分别分析乳腺血氧功能成像诊断、彩超诊断及两者联合诊断的敏感性、特异性、阳性预测率、及阴性预测率。 结果 血氧功能成像检查敏感度为91.9%（34/37），特异度为88.3%（166/188），阳性预测值为61.8%（34/55），阴性预测值为 98.2%（167/170）；彩超检查敏感度为86.8%（33/38），特异度为85.6%（160/187），阳性预测值为52.4%（33/63），阴性预测值为98.8%（160/162）；两种检查方法之间各指标差异均无统计学意义（P > 0.05）。血氧与彩超联合检查的敏感度为97.4%（37/38），特异度为90.3%（169/187），阳性预测值为67.3%（18/55），阴性预测值为99.4%（169/170）。血氧与彩超联合检查的敏感度、特异度、阳性预测值等指标显著高于单项血氧功能成像检查或彩超检查（P 0.05）。 结论 血氧功能成像技术单独应用于乳腺肿瘤诊断在敏感性、特异性等方面比乳腺彩超并无明显优势，但由于血氧功能成像无创、操作方便、成本低等特点，总体上仍优于彩超。血氧功能成像与乳腺彩超联合明显提高乳腺肿瘤诊断的敏感性和特异性，因此可作为常规乳腺影像学检查的有效的辅助手段，对乳腺癌的早期诊断及普查具有重要意义。

[关键词] 乳腺肿瘤；早期诊断；血氧功能成像技术；多普勒超声

[中图分类号] R737.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）08（b）-0095-05

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率约占女性癌症的17%，且近二十年来一直呈上升趋势[1-2]。临床研究发现，早期诊断能有效提高患者生存率[3]。目前，乳腺检查方法较多，但无论是CT、磁共振、钼靶、多普勒超声等检查，都有其不足之处，在已有的检查方法基础上，尝试与其他新兴辅助手段联检，倍受临床关注[4]。乳腺血氧功能成像技术（breast blood oxygen functional image technology，BOI）是近年新发展起来的红外成像技术，具有便捷、无创、可同时定性、定量等显著优势。然而BOI无法显示乳腺实质结构，需结合临床医师的经验做出诊断，主观性较大，易漏诊。因此，综合分析各种检查方法的特点，寻求一种高效、准确的联合筛查方法，对临床早期乳癌的诊断意义深远。目前研究中，多普勒超声与BOI联合应用于乳腺癌早期诊断的研究鲜有报道。本研究以此为切入点，以期为乳腺癌的早期诊断提供依据，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2010年12月～2012年3月深圳市宝安区人民医院收治的225例乳腺单发肿块患者，均为女性，年龄19～75岁，平均39.2岁，发病至就诊时间3～415 d，平均42.1 d，肿块直径0.3～4.2 cm，平均1.6 cm；肿块位于右侧乳腺者135例，其中外上象限者48例，外下象限者13例，内上象限者33例，内下象限者11例，中间象限者30例；肿块位于左侧乳腺者90例，其中外上象限者25例，外下象限者11例，内上象限者17例，内下象限者21例，中间象限者16例。本研究经医院伦理委员会通过，且所有患者均经知情交代，自愿入组。

1.2 入组标准

①初次诊断“乳腺肿块”，既往无同类病史及乳腺手术史，未经过任何治疗。②非妊娠期或哺乳期妇女。③既往无乳腺癌及其它恶性肿瘤病史。

1.3 主要实验仪器

乳腺血氧功能成像检查仪（E2SN22型，武汉一海公司；GJM-GT系列型，深圳市国基科技有限公司）；活检装置（MC1610型，MAGNUM 美国巴德公司）；彩超（百胜AU3探头，频率7～12 MHz；意大利HDI5000及GE VIV7探头，频率为7.5～12 MHz；美国Vivid7探头，频率7.5～12 MHz GE）。

1.4 研究方法

入组病例首先进行临床检查，怀疑乳腺恶性肿块者，进一步经乳腺彩超证实后，进行乳腺血氧功能检查。由主诊医师决定治疗方案，并结合患者意愿，行空芯针穿刺病理检查或肿物切除活检手术，比较彩超诊断与病理诊断及血氧功能诊断与病理诊断，分别计算出乳腺彩超及乳腺血氧功能成像技术筛查乳腺癌的诊断敏感度、特异度及二者结合对于乳腺癌诊断的敏感度、特异度。

1.4.1 乳腺血氧功能检测的流程、方法及注意事项

1.4.1.1 仪器的操作流程 ①输入检查者的基本信息。②动态观察正反像图象。③对双乳两次拍照，自动分析，得出18幅图片。④进入修改界面填写报告单打印。

1.4.1.2 检查方法 ①被检查者端坐于摄像头前方55～75 cm处。②暴露双乳。③对双乳的5个象限及腋窝区进行触诊，挤压观察有无分泌物。④打开探头光源开关，对好焦距和光圈。⑤原则对线打光及遮光办法。⑥动态观察，取感兴趣点采图。⑦拍摄后，探头停留2 s，使图采集完整。⑧进入诊断部分，点击血氧值，输入诊断词汇。

1.4.1.3 检查注意事项 ①下垂，向下，使尽可能半圆重叠。②光源达到亮度最满意为佳，尽可能包括全乳（除外病变）。

1.4.2 乳腺血氧功能检测的诊断标准

1.4.2.1 灰影诊断标准 ①浅灰影：正常乳腺乳晕外区灰度。②中灰影：近似乳晕区灰度。③深灰影：同或大于灰度，乳晕区外组织最亮度为“0”级。一般情况下，浅、中灰影描述良性；中、深灰影多描述恶性（炎症、结核、外伤也会为深灰影，需结合病史）；动态影像中如果出现灰影，灰影压指不退色，有诊断意义，多考虑为恶性。

1.4.2.2 血管诊断标准 ①A型：没有血管或仅1～2条血管。②B型：多于2条以上，树枝状、网状、不规则分布。③C型：多形容恶性，表现为：放射型，引流型，迂回型 ，中断型。血管分为A、B、C三型；A、B型基本属于正常组织血管；C型多产生于恶性肿瘤（不绝对，无伴随灰影，没有临床意义）。

1.4.2.3 血氧值诊断标准①高血：血值>1.4（显示为红色，图1）。②中血：血值1.2～1.4（显示为黄色，图2）。③平血：血值0.9（显示为绿色，图4）。⑤中氧：氧值0.9～0.85（显示为黄色，图5）。⑥低氧：氧值1.4，氧值

1.4.2.4 曲线结构图诊断标准 ①增生的改变：轻度：曲线不稳（图1）；中度：多同心圆改变，曲线致密，走形较清晰（图2）；重度：曲线结构明显紊乱，可有多发单线条小环影（图3）。②恶性肿瘤改变：典型的曲线结构局部致密、结构紊乱或不典型局部曲线扭曲（图4）。③良性小肿物或小结节改变：小于1.0 cm结节，在正常结构内出现的单线条小环影；大于1.0 cm肿物显示局部曲峰上抬（图5）。

1.4.3 诊断分级及报告结论参考标准

①乳腺0级：非特异性改变，建议另作其它项检查。②乳腺1级：未见异常，希望定期作健康检查。③乳腺2级：所有良性病改变（包括轻度增生），建议定期 检查。④乳腺3级：显示明显异常，但良性可能性大（包括中重度增生），按医嘱须短期复查（3～6个月）。⑤乳腺4级：可疑癌（50%），建议其它检查联合进一步确诊。⑥乳腺5级：高度可疑癌（几乎可以定论），建议作钼靶、CT、磁共振或活检等进一步检查。⑦乳腺6级：为病理已经明确诊断为恶性的。

1.4.4 彩超仪器检测的操作流程

①录入检查者的基本信息。②对病例进行多普勒超声检查。③观察图像特征。④详细记录并打印报告。

1.4.5 彩超仪器的检测方法

①被检查者仰卧床上。②暴露双乳。③对双乳的5个象限及腋窝区进行触诊，挤压观察有无分泌物。④双乳涂上耦合剂，探头由乳腺外象限开始至内下象限逐步检测。⑤动态观察：观察指标包括：肿物形态及边界；内部回声/病灶后回声；侧壁声影；微小钙化灶；血流显像分布、血流峰值流速、血流阻力指数值、血管数目等。观察方法：对乳腺肿块作纵、横、斜多切面扫查。⑥标记并测量肿物大小。⑦记录并打印报告。

1.4.6 彩超检测乳腺癌诊断参考标准

①肿块边界不整，界限不清或欠清，边缘呈锯齿状或蟹足状。②无包膜或包膜不完整。③纵横比值> 1。④肿块多为低回声，内部回声不均或极低回声，多可见微钙化。⑤后方多伴回声衰减或侧方声影。⑥内部及周边血流多较丰富、可见穿支血管或/和血流阻力高。

1.4.7 病理检测乳腺癌诊断参考标准（浸润性导管癌）

①有原位癌的结构。②间质浸润，癌呈条索状或团块状。③高倍镜下见细胞体积增大，可见核仁，核仁深，比例失调。

1.5 观察指标及标准

对比分析血氧功能检查结果与最后临床病理诊断结果，用所得数据统计乳腺血氧功能成像技术筛查乳腺癌的敏感度、特异度、阳性预测率、阴性预测率等指标，并与病理结果及彩超结果相比较，以及血氧功能检查与彩超相结合诊断乳腺癌的敏感度、特异度，评价该检查方法的诊断价值。

1.5.1 病例判别标准

①真阳性：检测结果为“恶性”，且病理诊断为恶性肿瘤。②假阳性：检测结果为“恶性”，但病理诊断为良性肿块。③真阴性：检测结果为“良性”，且病理诊断为良性肿块。④假阴性：检测结果为“良性”，但病理诊断为恶性肿瘤

1.5.2 计算方法

①敏感性=真阳性/（真阳性+假阴性）。②特异性=真阴性/（真阴性+假阳性）。③准确性=（真阳性+真阴性）/（真阳性+真阴性+假阳性+假阴性）。

1.6 统计学方法

采用统计软件SPSS 15.0对数据进行分析，计数资料以率表示，采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血氧功能检查结果与病理诊断结果的比较

本实验中，血氧功能检查对乳腺肿块的敏感度为91.9%（34/37），特异度为88.3%（166/188），阳性预测值为61.8%（34/55），阴性预测值为98.2%（167/170）。见表1。

2.2 彩超检查结果与病理诊断结果的比价

本实验中，彩超检查对乳腺肿块的敏感度为86.8%（33/38），特异度为85.6%（160/187），阳性预测值为52.4%（33/63），阴性预测值为98.8%（160/162）。见表2。血氧功能检查结果与彩超检查结果比较，敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值各指标均无统计学差异（P >0.05）。

2.3 彩超与血氧结合对诊断恶性肿瘤的敏感性、特异性、准确率

本实验中，彩超与血氧结合检查对乳腺肿块的敏感度为97.4%（37/38），特异度为90.3%（169/187），阳性预测值为67.3%（18/55），阴性预测值为99.4%（169/170），显著高于单项血氧功能成像检查或彩超检查（P < 0.05），而血氧与彩超联合检查的阴性预测率则与单项血氧功能成像检查或彩超检查差异无统计学意义（P < 0.05）。

3 讨论

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，全世界每年约有120万例乳腺癌病例新发，每年大约有50万妇女因乳腺癌而死亡，近二十年来我国乳腺癌的发病率也呈上升趋势，乳腺癌已经成为癌症中第2位主要的死亡原因[5]。近20年来，我国及亚洲各国的乳腺癌发病率不断升高，发患者数已居女性所有恶性肿瘤的第1位。目前，我国的乳腺癌发病率已从5年前的17/105增加至去年的52/105，上升超过3倍[6-7]。

乳腺癌是一种自主生长性的疾病，发生于乳腺内的导管系统，一旦癌细胞从导管结构扩散到导管周围组织则出现侵袭性生长的特性。早期发现、早期诊断对于乳癌的重要性的理论依据是基于乳腺癌的预后与肿块的大小和腋窝淋巴结受累状况所反映的临床分期有关[8]。随着肿瘤直径的增大，长期随访所发现的预后也就越差，而得以早期发现的大多数乳腺癌都能获得较好的预后这一事实，足以支持在危险人群中开展普查。但普查采用的检查手段应有足够的敏感性，才能提高早期诊断率，为早期治疗提供依据。由于目前乳腺癌的发病原因尚未明确，因此还不能据此预测哪些人会患乳腺癌。能做到的只能是早期发现、早期诊断、早期治疗[9]，亦即对危险人群的大样本筛查。

传统的乳腺癌病灶的发现依靠乳腺定期自检、临床体检以及常规影像学检查。大量的临床研究表明，定期的乳腺自检并能提高乳腺癌的早期发现率，而临床体检发现的乳腺癌主要是有临床体征的一部分[10]。因此，乳腺癌的早期发现应该依靠影像学手段而非临床体检，目前主要的影像学检查方法包括乳腺超声检查、钼靶X线摄片等[11]。在良好操作下，钼靶X线摄片与病理诊断符合率为87%，彩色多普勒超声检查与病理诊断符合率为94%[12]。但是钼靶照相对人体具有放射线损伤的危险性，可能诱发乳腺组织癌变。其优点为敏感性较高、有照片结果可供反复观察、比对，对实体瘤及钙化灶的诊断率高。而超声检查的优势主要限于囊性和实质性肿块的鉴别。故乳腺钼靶照相和乳腺超声检查都具有其局限性[13-14]。因此许多国家近年来投入大量人力物力研究新型的乳腺肿块检查诊断方法，其内容主要涉及形态影像学、功能影像学和分子影像学，特别是新的安全、无辐射、无创的检查方法成为主要的研究方向，其中就包括乳腺血氧功能成像技术。乳腺血氧功能成像技术是应用乳腺组织中的含氧血红蛋白和去氧血红蛋白对近红外光具有不同的散射与吸收特征这一原理发展而来的一种新的功能成像技术，是乳腺疾病检查的一种重要方法[15-16]。它的主要特点是无创、敏感，可进行定性、定量检查，并且对乳腺组织病变的早期变化的检测更为准确。该项技术对早期乳腺疾病如乳腺癌的早期诊断具有重要的临床价值。金宗浩等报道乳腺癌的“高血低氧”符合率为85.7%，乳腺增生的“非高血低氧”符合率为83.3%，乳腺良性肿瘤的“非高血低氧”符合率90.2%[17]。可以设想，把两种各具优点的检查技术联合起来研究，会找到一个提高乳腺癌早期诊断的新方法。但是两种技术联合应用在乳腺癌的诊断方面的研究尚少见报道。

鉴于多普勒超声与血氧成像技术联合应用在乳腺癌的诊断方面的研究尚较少见报道，本项目随机选择未经临床治疗乳腺肿块病例，分别进行多普勒超声及血氧功能成像观察，以手术病理结果为校对标准，分析和评价多普勒超声检查、血氧成像技术检查以及两种检查联合运用在乳腺癌临床早期诊断方面的准确性、敏感性和特异性，探讨提高乳腺肿块诊断率的方法，为临床筛查及诊断早期乳癌提供可靠依据。

有学者提出肿瘤的生长和转移依赖肿瘤组织的微血管形成的理论[18]，认为当实体肿瘤生长到直径>2 mm时，就需要肿瘤性新生血管的生成为肿瘤内细胞的旺盛的生长提供营养，以利于肿瘤的进一步生长，并提供血行转移通道。实体肿瘤生长可分为两个时期-无血管期（avascular phase）和血管期（vascular phase）[19]。无血管期的肿瘤细胞主要依靠扩散作用与周围组织进行物质交换，该时期肿瘤生长速度较为缓慢。随着肿瘤细胞的不断增殖，直径不断扩大，扩散作用渐渐地不能满足肿瘤细胞进一步增长的需要，肿瘤开始进入血管期。肿瘤血管生成是导致肿瘤从“缓慢生长”的无血管期状态过渡到“自主生长”的血管期状态的关键。新生的肿瘤性血管为肿瘤提供丰富的血液灌注，提供充足的营养物质和氧。从而使肿瘤细胞代谢旺盛，耗氧增加，生长不断加速。肿瘤向周围组织内浸润生长的同时，新生的肿瘤血管也处在不断的生成、生长、退变与重建的过程中。同时新生血管也为肿瘤的转移和侵袭提供通道，经由宿主血管和微循环系统向以及远处周围组织浸润，形成转移[20]。同时，癌肿组织局部坏死、瘤体增大造成内部循环不良、癌细胞新陈代谢旺盛等原因均可造成肿瘤局部血氧含量降低，故此造成了恶性肿瘤具有高血流、低血氧的特点。乳腺血氧功能成像系统将功能学信息和形态学信息融合，同时具有结构图像和功能图像特征[21]。既包含乳腺内病变区血和氧的含量进行定量检测和二维成像，又包含病灶区的结构成像，通过等灰度线、血管显化和边缘检测，提供丰富的信息，使诊断具有较高的准确性、敏感性。

乳晕区血值“作差”说明：乳晕区灰度次于灰度，因此，乳晕区的血值本身就高于组织血值，所以，乳晕区的病变的血氧值必须经过“作差”加以修正；“作差”是乳晕区病变的血值减去正常乳晕区血值，之后再+1，即是乳晕区病变部位真正的血值[22]。例：病变乳晕区血值2.04、正常乳晕区如果血值1.12，相减之后为0.92+1=1.92这个值为真正的意义的血氧值。

乳腺血氧功能影像检查仪所获得的信息说明：①动态观察血管信息和灰影信息。②静态观察血图、氧图、增强图信息，包括原图信息。动态图像能够观察整个的全貌，而静态的原图与增强图只是一个局部。原图和增强图是上感兴趣、关键部位的局部拍照图片，它是动态图像中关键点的记录。在拍照的过程中，动态图像中某些信息会出现缩小或丢失现象，因此在报告单中，既要描述动态的信息，也要描述静态观察原图、增强图信息。同时还要尽量避免在拍照过程中的信息丢失。诊断过程中，动态判断标准与静态判断标准是相同的[23]。

血氧图的信息说明：血图和氧图是根据两个波长单色光的原图，计算而得，原图上的许多无用的干扰信息，在血图、氧图上产生干扰，必须人为的加以排除，必须借助原图、增强图的可疑信息，然后再“可疑处点血氧”才是有意义的，也可以在血图、氧图上观察是否有“可疑处”，然后在原图上加以确认。原图为深灰色，血氧图显示红色起到了定位作用，上的血氧值没有意义。乳晕上的血氧值必须经过“作差”加以修正。在血氧图上看到的正常血管因是表面血管为静脉血管，与坐标色相同，可表现为“高血低氧”，不代表有任何病，也不能误取信息。

乳腺癌诊断标准中：①血氧值是主线；②灰影血管是关键；③增强、曲线紧相连。其中有两项以上指标的符合，就有诊断价值。血氧值原则高血低氧是乳腺癌特有指标，但是，肿瘤本身耗氧程度不同，采集的信息会有所不同，运用好三句话的关系，做出诊断会更科学化。准确率会更高。总之，恶性病变以血氧值为主要标准；良性以曲线结构为标准。乳腺增生程度判断，依靠曲线结构图。曲线结构非常紊乱，为重度增生，或有非典型增生可能，此类为高危人群。能为这一类人群提供短期复查的信息，是其它仪器不能获取的信息，社会效益可观。一些良性肿物，在结构曲线上出现为小的单线条影像。

本研究组中血氧功能成像诊断系统针对乳腺癌和良性肿瘤的诊断结果其敏感度、特异度、阳性预测率、 阴性预测率等指标与乳腺彩超比较，差异无统计学意义（P > 0.05），而血氧功能成像与乳腺彩超结合，则其敏感度、特异度、阳性预测率等指标与血氧功能成像及乳腺彩超比较，差异均有统计学意义（P < 0.05），而阴性预测率则与血氧功能成像及乳腺彩超相比较均无统计学差异（P > 0.05）。在本实验中，血氧功能成像诊断系统针对典型乳腺癌，其诊断特征相比较突出，乳腺癌为等灰度线、边缘、血管异常、高血低氧表现者，其诊断乳正确率较高（97.4%，37/38），本组漏诊乳腺癌1例，这是由于此1例未看到灰影，未看到紊乱的等灰度线、模糊的边缘线及新生的小血管，也并无高血低氧表现。另将良性肿瘤误诊为乳腺癌1例，占0.5%（1/187），可能由于该病变新生毛细血管，局部血红蛋白增加，内部结构改变等，致灰度线等发生相应改变，提高了对近红外光的敏感度[24]。

综上所述，血氧功能成像单独应用于鉴别乳腺良性、恶性肿瘤较乳腺彩超并无明显优势，但血氧功能成像与乳腺彩超结合则其诊断价值则明显优于血氧功能成像及乳腺彩超，提示乳腺血氧功能成像可作为常规乳腺影像学检查的简便、无创、有效的辅助手段，对乳腺癌的早期诊断及普查具有重要意义。

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（收稿日期：2013-04-20 本文编辑：李继翔）[Key words] Breast mass； Early diagnosis； Breast blood oxygen functional image technology； Doppler ultrasound