第五节 乳腺疾病分子影像诊断
乳腺分子影像(molecular breast imaging,MBI)能提供更多乳腺病变区域的功能性信息而非纯粹的解剖信息,被认为是拥有高灵敏度且低假阳性率的检测病灶技术。由于被核定的放射剂99Tcm的吸收状况较少受乳腺密度影响,因此对于致密型乳腺,MBI是一个特别有价值的评量工具。
一、乳腺分子影像临床研究的演变
分子影像学(molecular imaging,MI)是运用影像学方法显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。MBI在肿瘤显像上是应用传统的伽马照影机,撷取乳腺病灶吸收99Tcm-MIBI追踪剂的影像(99Tcm-MIBI显像)。这种技术在20世纪90年代后期得到广泛研究,早期结果令人鼓舞。在检测乳腺癌上,99Tcm-MIBI显像有总体良好的灵敏度和特异性。然而,仍有显著限制,对小病灶检测灵敏度较差,直径< 10mm肿瘤其灵敏度< 50%。由于对小病灶灵敏度低,对不可触及的病变(包括导管原位癌)检测效果也相对不良,因而限制了MBI肿瘤显像技术的临床应用。
传统的伽马照影机在照影机边缘有很大的死角,为其中一项灵敏度限制因素,因此必须将相机设置为横向且让患者呈俯卧位摄影,这会产生2个不良后果。第一,相机和乳房之间的距离增加导致分辨率显著降低;第二,只能取得侧向(ML位)和前后位(AP位)成像,使其难以直接与轴位(CC位)、侧斜位(MLO位)成像的乳腺X线摄影作比较。为了解决乳腺肿瘤显像的局限性,目前已经发展了小可视范围、高解析度的乳腺专用伽马相机,早期称为乳腺专用伽马显像(breast specific gamma imaging,BSGI)或 MBI。早期 BSGI仅使用单一单头碘化钠侦测器,乳房置于侦测器和压迫板间。近期的MBI使用双碲化锌镉(cadmium zinc telluride,CZT)侦测器,在2个侦测器之间的乳房是固定的,只需轻度压迫即可,解析度更佳,对侦测较小或是无法触及的病变,MBI相较于过去传统的核子乳腺摄影有了显著改善。
新一代小可视范围的伽马相机已进行开发(MBI相机),是利用半导体CZT撷取固定乳房的单光子平面成像。CZT探测器相对于多晶探测器,其能量解析度有显著改善,从而可减少散射和提高图像对比度。此外,由于检测时的乳房定位与检测器有间接接触,减小了检查的死角。由于这些条件,CZT相机针对< 10mm乳腺癌病变的侦测与多晶探测器相机相比,尤其是与碘化钠侦测器相比,效果有了很大的提升。最初,CZT伽马照相机使用的是乳腺影像的压迫板,而非一个单一的探测头,这整体表现出良好的性能,对< 10mm病变侦测的灵敏度达74%。
CZT伽马照相机假阴性相关因素包括病灶大小、乳房大小和乳腺密度等。为了解决这些因素的影响,新近开发了一个双头专用CZTγ照相机,可以从乳房两边的设备(集成设备电路)同时采集,对乳腺癌的诊断敏感性提高到90%,而单头成像为80%;对< 10mm病变的侦测灵敏度为82%,单头成像为68%。双头CZT相机之所以能增加灵敏度,是因为其缩减了探测器头与乳房上任何给定病灶之间的距离。先前的研究已经表明,当病灶和检测器距离> 5cm时,对小病灶的检测能力会急剧下降。双头CZT相机代表了当前国际最先进的分子乳腺影像,与Tosingle-Head系统相比之下,美国GE公司的MBI双头CZT相机有其他优点,除了增加诊断可信度和高效率外,注册准直仪能够提高灵敏度并同时保持分辨率。
二、临床应用价值
(一)临床应用指征
目前,MBI主要作为乳腺影像检查的辅助方法,以下情况可应用MBI进行补充检查。当乳腺X线检查和临床研究结果不一致时,例如在可触及肿块的位置却得到结果正常的乳腺X线检查结果,或者致密型乳腺增加了乳腺癌漏诊的高风险,使乳腺X线检查不准确的患者。研究证明,MBI可以提高检测DCIS的正确性和癌前非典型病变的鉴别度,包括ADH和原位小叶癌(lobular carcinoma in situ,LCIS)。MBI在检测同侧或对侧乳腺的非预期多灶性病变也有重要意义。Hruska等对149例乳腺癌患者的一系列影像研究发现,MBI检测出的乳腺癌患者中,16%患者乳腺X线影像及超声影像检测没有发现相应的病变。
MBI检测辐射剂量问题被广泛关注。2010年,关于MBI和BSGI相关的辐射危险有2篇重要的文章。Hendrick的研究显示,与乳腺X线检查相比,单探头BSGI针辐射风险高20~30倍,降低BSGI的给药剂量是MBI检测推广应用必须解决的问题。Hruska等研究显示,以非常低的患者剂量(8mCi和20mCi)优化准直和宽能量窗口,能增加系统的灵敏度2.8~3.6倍。
(二)检查流程
患者手臂静脉注入8mCi放射性追踪剂99Tcm-MIBI,追踪剂流经全身并被有新生血管的乳腺癌或有增加线粒体活力的炎症、分叶状肿瘤及导管内乳头状瘤细胞吸收,异常细胞与周围正常组织对追踪剂吸收的差异形成对比,随后即被MBI系统的上下2片CZT探测器以CC位、MLO位感应而成像。
(三)与相关影像比较
1.MBI和MRI检查
MBI影像与乳腺MRI影像都用于乳腺X线检查和临床结果不相符时或有混杂因素的患者,也包括乳腺密度增高的情况。MRI对乳腺病变有较高的灵敏度,在一些序列影像中甚至高达98%,但对其特异性研究报道的结果不一致,最低为37%。Kim等2012年报道指出,对已知乳腺肿瘤以及拥有致密型乳腺的病例进行研究,比较BSGI和MRI的结果发现,BSGI的灵敏度为88.8%,特异度为90.1%,而MRI灵敏度为92.3%,特异度为39.4%。MRI检测出43例假阳性病变。MBI已被证实对浸润性乳腺癌和DCIS的诊断灵敏度和MRI相仿。总体来说,MRI对于非常小的病灶(< 5mm)比BSGI更为敏感,MRI高灵敏度常伴随着大量不必要的活检成本,乳腺MRI也比其他方式更加昂贵,且许多小城镇可能无法获得检测机会。
临床应用举例:图3-21为54岁女性患者,未生育,无乳腺癌家族史,右侧乳腺IDC乳房切除术后复发的MRI与MBI表现。图3-22为37岁左侧乳腺脓肿(abscess)患者的MRI与MBI表现,有生育、哺乳史,无乳腺癌家族史。图3-23为右侧乳腺DCIS患者的MRI与MBI表现,48岁,有生育,有哺喂母乳史,无乳腺癌家族史。
2.MBI和乳腺X线检查
对普通人群来说,MBI与乳腺X线检查相比毫不逊色。在1007例无症状妇女的研究中,MBI检测联合乳腺摄影筛检,乳腺肿瘤检测灵敏度有了显著提升,由单独乳腺X线摄影的27%提升至91%。Rhodes等对MBI影像和乳腺X线进行比较,通过筛选检查检测出乳腺癌患者人数明显增加,分别为12%和3%。对致密型乳腺患者,MBI有明显的优势。MBI联合乳腺X线影像,显著提升了致密型乳腺的淋巴结阴性乳腺癌辨别度。
图3-21 右侧全乳切除术后复发乳腺IDC的MRI与MBI检查
A、B和C分别为MRI的轴状图、矢状图和彩色矢状图;D和E分别为MBI轴位彩图和侧斜位彩图;红色圆圈处为病灶
图3-22 左侧乳腺脓肿的MRI与MBI检查
A、B和C分别为MRI的轴状图、矢状图和彩色矢状图;D和E分别为MBI轴位彩图和侧斜位彩图;红色圆圈处为病灶
图3-23 右侧乳腺DCIS的MRI与MBI检查
A、B和C分别为MRI的轴状图、矢状图和彩色矢状图;D和E分别为MBI轴位彩图和侧斜位彩图;红色圆圈处为病灶
Weigert等研究指出,BSGI有92%的敏感性和70%的特异性;而乳腺X线检测的灵敏度为74%,特异度为79%。Kim等一项关于致密型乳腺检测癌症研究中发现,BSGI具有89.3%的灵敏度和92.2%的特异性,而乳腺X线检测的灵敏度为53.6%,特异度为94.7%,与Weigert等研究结果一致。
对比乳腺增强光谱摄影(contrast enhanced spectral mammography,CESM)已成为增加病变检测灵敏度且不显著增加成本或辐射剂量的工具。一些相对小规模的研究已经证实其可提升隐匿性病变检出的灵敏度,包括致密型乳腺。然而,乳腺放射影像注入显影剂成像造影是较新的方式,还没有大型研究针对CESM的准确性和其他的影像比较,包括MBI和MRI。
临床应用举例:图3-24为右侧乳腺IDC,患者63岁,已婚,有生育未哺乳,无乳腺癌家族史,子宫切除,服用激素药物,因右乳肿块约1年就诊。图3-25为同时性双侧乳腺原发癌,右侧乳腺IDC、左侧乳腺DCIS,患者55岁,无哺乳史,无乳腺癌家族史,乳腺X线摄影左侧未发现异常。图3-26为左侧乳腺IDC,患者45岁,已婚,有生育哺乳史,无乳腺癌家族史,临床查体无任何触摸到之肿块。图3-27左侧乳腺多灶性IDC,患者58岁,未生育,无乳腺癌家族史,MRI与MBI均显示多灶性病变,尤其MBI显示更清晰,但X线影像显示不明确。
图3-24 右侧乳腺IDC的X线和MBI检查
A和B分别为X线检查的轴位和侧斜位;C和D分别为MBI检查的轴位和侧斜位;红色圆圈处为病灶
图3-25 右侧乳腺IDC及左侧乳腺DCIS的X线和MBI检查
A和B分别为X线检查右侧轴位和侧斜位;C和D分别为MBI检查轴位彩图和侧斜位彩图;红色圆圈处为病灶
图3-26 左侧乳腺临床检查阴性IDC的X线和MBI检查
A和B分别为X线检查轴位和侧斜位;C和D分别为MBI检查轴位彩图和侧斜位彩图;红色圆圈处为病灶