超聲及其新技術(shù)的影像評估乳腺癌新輔助治療效果

摘要

乳腺癌是目前全球發(fā)病率最高的一種惡性腫瘤，新輔助治療是乳腺癌綜合治療的重要組成部分，及時、準確的評估新輔助化療（NAC）療效在臨床診療中至關(guān)重要。近年來，超聲成像技術(shù)在NAC療效的評估上得到廣泛應(yīng)用，特別是新技術(shù)的出現(xiàn)，如：彈性成像、超聲造影、超微血管成像、三維成像、影像組學(xué)等，多種影像技術(shù)互為補充，可以多方位地為臨床診療提供依據(jù)。目前乳腺癌是全球發(fā)病率最高的一種惡性腫瘤，嚴重影響女性的健康。對于早期病灶可以直接通過手術(shù)切除進行治療，但對于原發(fā)灶較大或者早期即出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者，直接手術(shù)切除并不能達到最好的治療效果。近年來，新輔助化療（neoadjuvantchemotherapy，NAC）得到廣泛關(guān)注，通過術(shù)前給予患者全身化療，盡可能地縮小腫物，使部分患者重新獲得手術(shù)治療的機會。多項研究發(fā)現(xiàn)NAC還可以使保乳困難的患者在接受治療后降期，從而進行保乳手術(shù)，其生存期并不低于行改良根治術(shù)的患者，很大程度上可以提高患者的生存質(zhì)量。盡管如此，但仍有10%~35%的患者對新輔助治療不敏感，在治療期間也可發(fā)生疾病的進展。因此，對新輔助治療療效的及時、準確評估尤為重要，可以最大限度減少不必要的化療及其可能帶來的不良反應(yīng)。評估NAC療效最準確的方法是病理檢查，NAC治療后獲得完全病理緩解（completeresponseonpathology，pCR）的患者可獲得較好的預(yù)后。但病理檢查作為一種有創(chuàng)性檢查，在治療過程中并不提倡積極應(yīng)用。2019年，乳腺癌新輔助治療的影像學(xué)檢查已達成專家共識，建議在NAC治療前后采用鉬靶、超聲、MR檢查，尤其是超聲檢查可作為無創(chuàng)、無輻射的檢查方法，可在每一療程前后使用。美國放射學(xué)會將鉬靶、超聲、MR在基線檢查時作為推薦的最高等級（9級），在治療中及治療后，MR推薦等級仍為9級，而超聲和鉬靶分別降為8級和7級。由于超聲可重復(fù)性較高，價格適宜且無創(chuàng)，目前在我國目前應(yīng)用較為廣泛，以下主要介紹超聲及其新技術(shù)的影像評估乳腺癌新輔助治療效果。一、常規(guī)超聲二維超聲主要是通過觀察病灶的大小、形態(tài)、血流狀態(tài)進行評估。腫瘤的大小和體積是評估療效的重要指標，多項研究表明腫瘤大小的變化對預(yù)測腫瘤反應(yīng)的靈敏度較高。二維超聲在觀察病灶大小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及與周圍組織的關(guān)系上具有更明顯的優(yōu)勢。最常用的診斷標準是實體腫瘤治療療效評價標準（responseevaluationcriteriainsolid

tumor，RECIST），主要是根據(jù)腫瘤大小的變化進行療效的評估，根據(jù)腫塊縮小的百分比分為完全緩解、部分緩解、病變穩(wěn)定和病變進展。但RECIST分級存在一定局限性，腫瘤的退縮分為向心性退縮和非向心性退縮，當腫塊發(fā)生向心性退縮時，體積縮小明顯，而發(fā)生非向心性退縮時，腫塊大小變化并不明顯；同時由于腫瘤的異質(zhì)性、退縮方式等均會對腫瘤的大小測量造成一定的影響，對NAC的療效進行評估存在一定的誤差。彩色多普勒超聲可以通過測量腫瘤的血流分布及血流動力學(xué)等參數(shù)對病灶進行評估。根據(jù)Adler標準，血流分為：0級，未發(fā)現(xiàn)血流信號；Ⅰ級，少量血流，病灶內(nèi)可見1~2個點狀或細棒狀血管；Ⅱ級，中量血流，病灶內(nèi)可見3~4個點狀血管，或1條接近或超過腫塊半徑的血管；Ⅲ級，大量血流，≥5個點狀血管或2條較長的血管?；熕幬锟赏ㄟ^血液循環(huán)破壞腫瘤的新生血管，使腫瘤對周圍組織的壓迫減少，血流動力學(xué)的改變是評估療效的一個指標。但當化療藥物作用于腫瘤血管發(fā)生內(nèi)膜及周圍組織的炎性改變時，血管出現(xiàn)管腔的狹窄及閉塞，在這種情況下，會影響測量的結(jié)果，因此彩色多普勒的應(yīng)用受到一定的限制。二、超聲彈性成像超聲彈性成像主要是通過組織病變后引起硬度的變化進行評估。常見的超聲彈性成像技術(shù)包括：助力式彈性成像、聲輻射力脈沖彈性成像（acousticradiationforce

impulse，ARFI）、剪切波彈性成像（shear?waveelastography，SWE）。以往的助力式彈性技術(shù)需要醫(yī)師認為通過探頭對病灶加壓，而壓力又無法測量，故在反映組織硬度方面缺乏定量指標，且主觀性較強，導(dǎo)致測量的結(jié)果存在一定的誤差。聲力式彈性技術(shù)可獲得定量指標，其最常用的技術(shù)包括SWE和ARFI。SWE主要是通過測量橫向剪切波在組織中的速度獲得楊氏模量值而獲得組織的硬度信息；ARFI主要通過發(fā)射聲輻射力脈沖波使組織產(chǎn)生縱向位移而得到橫向剪切波，并測量剪切波速度最終得到聲觸診組織定量（virtualtouchtissuequantification，VTQ）圖像。超聲彈性成像在鑒別乳腺結(jié)節(jié)良惡性上具有較高的靈敏度，惡性結(jié)節(jié)的組織硬度較高，而良性結(jié)節(jié)較軟。近年來，超聲彈性成像在NAC治療的評估方面應(yīng)用較為廣泛。腫瘤組織在治療中變化復(fù)雜，細胞變性、壞死、液化，增殖速度減慢，組織纖維化，病灶組織硬度變軟，NAC后腫塊的硬度多降低30%~90%，彈性系數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的改變。研究證實，對NAC有效的患者病灶硬度會發(fā)生明顯的改變，而無效的患者病灶變化不明顯，故彈性成像評估NAC療效的效能明顯增加。Lee等研究證實，超聲聯(lián)合SWE評估NAC診斷效能幾乎與MR相似（P>0.05），NAC后有殘余腫瘤組織的彈性值最大可達（116±74.1）kPa，遠高于無殘余腫瘤組織的彈性值（26.4±21.0）kPa；當彈性值>30kPa時，可以考慮NAC后仍有殘余腫瘤組織。研究證實，以手術(shù)病理結(jié)果為金標準，SWE評估NAC療效的靈敏度、特異度、準確率可達到88.6%、77.8%、86.3%，與組織病理學(xué)評價的一致性較好。張磊采用ARFI對乳腺癌NAC的療效進行評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NAC后病灶內(nèi)部及邊緣組織的剪切波速度（shearwavevelocity，SWV）明顯低于NAC前。由于乳腺腫塊的彈性成像會受到腫塊位置、局部組織水腫等因素的影響，故應(yīng)用具有一定局限性，未來仍需要進一步改善。三、超聲造影超聲造影通過靜脈團注微泡造影劑使后散射回聲增強，觀察微氣泡在病灶中的血流走行情況，對其微循環(huán)灌注進行評估，從而獲得對比增強的圖像。目前國內(nèi)常用的超聲造影劑是SonoVue，微泡直徑約為2.5

μm，可以進入到腫瘤的毛細血管內(nèi)，但不可透過血管內(nèi)皮進入到組織間隙中。超聲造影可以通過有經(jīng)驗的超聲醫(yī)師評估病灶強化模式，另外也可以通過擬合生成時間?強度曲線對一些指標進行定量評估，如上升時間、平均通過時間、達峰時間、峰值強度、曲線下面積等。腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移主要依賴于血管的生成。NAC治療后，腫瘤細胞被化療藥物破壞的同時其微血管環(huán)境也發(fā)生了變化，如血管發(fā)生萎縮、閉塞。通常血流灌注的變化常先于形態(tài)學(xué)的變化，特別是對于腫瘤局部發(fā)生液化壞死時，超聲造影相比于二維灰階超聲在評估腫塊大小上具有更高的準確度。陳軼潔等研究證實峰值強度是早期評估NAC療效較為敏感的指標，經(jīng)過NAC治療后，峰值強度最先降低。研究證實，達峰時間鑒別NAC治療反應(yīng)良好組與無反應(yīng)組具有較高的特異度。超聲造影可以對乳腺腫瘤NAC早期的反應(yīng)進行無創(chuàng)性評估及監(jiān)測，但尚需大樣本多中心的研究以進一步探究對NAC治療后反應(yīng)的更敏感指標。超聲造影對多個病灶、超出顯像范圍的大病灶等顯示不佳，故臨床應(yīng)用仍存在一定局限性。四、超微血管成像超微血管成像是一種新型的血流成像技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的彩色多普勒血流成像，其可以通過自適應(yīng)的算法顯示低流速的微小血管，并具有著較高的空間分辨力、較少的運動偽影，為鑒別良惡性乳腺結(jié)節(jié)的提供了新思路。超微血管成像在描述微血管及其走行分布等細節(jié)方面更具優(yōu)勢。超聲造影和超微血管成像在診斷效能上有較高的一致性。相比于增強MRI和超聲造影等檢查手段，超微血管成像具備費用低、無創(chuàng)、可重復(fù)、多方位等優(yōu)點，在臨床診斷中具有廣泛的應(yīng)用前景。超微血管成像主要分為彩色成像模式和灰度成像模式。其中彩色成像模式主要根據(jù)血流的分布情況分成4個等級，其中0級、Ⅰ級血流不豐富，Ⅱ級和Ⅲ級血流豐富。研究證實，乳腺癌患者NAC治療前病灶血流多為Ⅱ/Ⅲ級，經(jīng)過一段時間治療后，由于化療藥物的作用，微血管發(fā)生閉塞、壞死，測量時發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)的血流速度減慢，甚至血流信號消失，多數(shù)病灶分級變?yōu)?/Ⅰ級。但目前超微血管成像技術(shù)應(yīng)用到乳腺癌NAC療效評估中的文獻較少，未來需要相關(guān)研究進一步驗證。五、三維超聲三維超聲可從水平切面、冠狀切面、縱切面對病灶進行多維度的掃查，并進行三維重建。常見的采集方式主要包括機械式采集方式、手持式采集方式和二維超聲換能器。機械式采集方式的乳腺三維成像裝置已經(jīng)應(yīng)用于臨床，如自動全容積成像系統(tǒng)（automatedbreastvolumescanner，ABVS）、自動乳腺超聲波系統(tǒng)（automatedbreastultrasound

system，ABUS）等。ABVS和ABUS因其掃查方式固定及測量全面、不遺漏病灶，可較好評價NAC前后的病灶變化情三維超聲可從水平切面、冠狀切面、縱切面對病灶進行多維度的掃查，并進行三維重建。常見的采集方式主要包括機械式采集方式、手持式采集方式和二維超聲換能器。機械式采集方式的乳腺三維成像裝置已經(jīng)應(yīng)用于臨床，如自動全容積成像系統(tǒng)（automatedbreastvolumescanner，ABVS）、自動乳腺超聲波系統(tǒng)（automatedbreastultrasound

system，ABUS）等。ABVS和ABUS因其掃查方式固定及測量全面、不遺漏病灶，可較好評價NAC前后的病灶變化情況，更能客觀評價治療狀況。ABVS可反映病灶的長、寬、厚、面積、體積等進而準確測量病灶的大小，并且三維立體圖像可為臨床提供更加全面的病灶信息。多項研究證實，基于ABVS對乳腺癌NAC后的療效評估具有較高的診斷效能。黃梅等發(fā)現(xiàn)通過ABVS測量病灶的最大徑、面積及體積的縮小率在預(yù)測NAC病理反應(yīng)性具有較好的診斷效能。手持式采集方式操作靈活，成像速度快，但在一定程度上會降低空間分辨率。三維超聲聯(lián)合超聲造影可以立體顯示病灶內(nèi)的血管分布及走行，在評估NAC療效具有一定的應(yīng)用前景。六、影像組學(xué)影像組學(xué)可通過圖像的采集、感興趣區(qū)的勾畫、特征的提取與篩選、構(gòu)建模型等步驟，將圖像轉(zhuǎn)化為可挖掘的數(shù)據(jù)，通過定量分析后進而幫助臨床制定診療方案。目前，基于超聲、鉬靶、MR不同影像學(xué)技術(shù)的影像組學(xué)已經(jīng)逐步應(yīng)用到乳腺癌的鑒別診斷、病理分型的預(yù)測及預(yù)后分析。相關(guān)研究證實，基于超聲的影像組學(xué)對乳腺癌NAC