結合模型迭代重建的低劑量CT術前評估乳腺癌

郭 勇，姜 彥，張 靜，史麗靜，王慶軍，鄭奎宏

目前，臨床上廣泛采用磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)術前評估乳腺腫塊侵犯范圍，從而制定手術方案[1-3]。雖然既往研究提示CT在術前評估乳腺腫塊方面同樣具有較高的準確度[4-7]，但高輻射劑量限制了其在臨床的常規(guī)應用。根據(jù)最新臨床指南，在乳腺癌術前檢查中，CT主要應用于出現(xiàn)肺部癥狀的Ⅰ至ⅡB期或ⅢA期乳腺癌患者的胸部評估[8]。隨著CT重建技術的進步，特別是模型迭代重建(iterative model reconstruction，IMR)技術的出現(xiàn)，大幅度降低了CT檢查的輻射劑量。胸部、腹部、心血管以及腦部的多項研究顯示其可在極大幅度降低輻射劑量的同時提高圖像質(zhì)量[9-12]。本研究結合IMR技術，設計了低劑量乳腺癌術前評估專用CT檢查方案，旨在對胸部及乳腺病灶一站式評估，并采用MRI乳腺成像作對照，對CT乳腺成像的準確性及臨床價值進行研究。

1 材料與方法

1.1 研究對象 21例經(jīng)乳腺X線和/或超聲檢查發(fā)現(xiàn)孤立腫塊，乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Breast Imaging Reporting and Data System,BI-RADS)[13]4級及以上，術前行胸部CT檢查評估胸部轉(zhuǎn)移情況的患者納入研究。排除嚴重心功能不全、腎功能不全(肌酐清除率≤120 μmol/L)、妊娠或哺乳期婦女、已知碘造影劑過敏史者。所有患者均行CT和MRI檢查，且2者間隔不超過3 d?；颊呔鶠榕?，年齡33～74(50.9±9.2)歲，體重指數(shù)(body mass index，BMI)19.2～32.4(24.5±2.8)。

1.2 CT檢查 患者取仰臥位，靜脈注入碘對比劑碘普羅胺320(碘濃度320 mg/mL)70～80 mL，流速4 mL/s，再等速注入生理鹽水15 mL沖洗。為繪制乳腺病變動態(tài)增強的時間-密度曲線，分別在注藥前、注藥后1、2、3、4、6 min時間點開始屏氣狀態(tài)掃描。2 min時間點掃描范圍為自鎖骨上窩至雙側(cè)膈下，其他時間點掃描范圍僅包括雙側(cè)乳腺范圍。采用Philips Brilliance iCT 256層CT機，掃描參數(shù)：準直128×0.625 mm；重建層厚1 mm，間隔0.5 mm；管電壓80 kVp(BMI≤24)或100 kVp(BMI>24)；2 min時間點掃描采用X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/圈，螺距0.304，管電流61 mAs；其它時間點掃描采用X線管旋轉(zhuǎn)速度0.75 s/圈，螺距0.992，管電流10 mAs。所有數(shù)據(jù)采用IMR進行重建，層厚1 mm，層間隔0.5 mm，矩陣512×512。

1.3 CT輻射劑量計算 劑量長度乘積(dose-length product，DLP)由機器完成掃描后自動測算生成，有效輻射劑量(effective dose，ED)計算公式：ED=DLP×(肺)轉(zhuǎn)換系數(shù)，其中轉(zhuǎn)換系數(shù)取0.014 mSv/(mGy·cm)[14]。

1.4 MRI檢查 采用3.0-T GE Signa HDXT，4通道相控陣乳腺線圈，俯臥位。動態(tài)增強采用VIBRANT序列，TR/TE=4.7/2.2 ms,TI=16 ms,層厚2.4 mm,矩陣384×320,NEX 0.75。造影劑Gd-DTPA(馬根維顯)按0.1 mmol/kg，注射速度3 mL/s，增強前掃描1次、增強后連續(xù)掃描6～8次，單次掃描時間88 s。

1.5 圖像分析 所有CT圖像傳入Philips EBW 4.5.2工作站，并選取2 min時間點圖像進行最大密度投影和多平面重組處理，用于記錄乳腺病灶的數(shù)量、位置以及大小(最大直徑)。此外，在所有時間點圖像的乳腺病灶內(nèi)放置感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，每個時間點圖像的ROI保持同樣位置和同樣大小，記錄每個ROI的CT值，并繪制時間-密度曲線(time density curve，TDC)。MRI圖像則傳入GE AW4.4工作站，記錄乳腺病灶的數(shù)量、位置和大小(最大直徑)，并根據(jù)不同時間點所得病灶信號強度生成乳腺病灶的時間-信號強度曲線(time-signal intensity curve,TIC)。根據(jù)曲線形態(tài)將TDC和TIC分為3種類型[15-16]：Ⅰ型為持續(xù)型，表現(xiàn)為漸進持續(xù)強化，后期可呈持續(xù)上升或緩慢上升；Ⅱ型為平臺型，表現(xiàn)為早期明顯強化，中晚期維持在峰值上下10%；Ⅲ型為流出型，表現(xiàn)為早期迅速強化后又迅速下降。分別記錄乳腺病灶TDC和TIC的類型。

2 結果

2.1 一般結果及CT檢查輻射劑量 經(jīng)手術或活檢證實的病灶共24個，其中浸潤性導管癌20個，纖維腺瘤3個，囊腺病1個。胸部CT顯示腋窩淋巴結增大4例，心包旁結節(jié)1例。所有病例中未發(fā)現(xiàn)明確胸椎轉(zhuǎn)移。21例總有效輻射劑量為(2.15±0.39)mSv，其中作胸部診斷用的2 min期相輻射劑量為(1.55±0.32)mSv；其余5個期相合計有效輻射劑為(0.60±0.18)mSv，而用作乳腺動態(tài)掃描的單個期有效輻射劑量僅為(0.12±0.03)mSv。

2.2 CT和MRI乳腺病灶檢出、強化曲線的一致性 21名患者CT共檢出病灶24個，數(shù)量和位置與MRI檢出完全一致，示例見圖1。CT、MRI測得病灶大小分別為(26.5±12.1)mm和(26.1±12.9)mm，二者呈強相關性(r=0.99,n=24,P<0.000 1，圖2)，Bland-Altman檢驗(圖3)95%一致性界限為(-3.0 mm,3.8 mm)，一致性良好。CT測得病灶強化類型Ⅲ型13個(浸潤性導管癌12個，囊腺病1個)，Ⅱ型9個(浸潤行導管癌8個，纖維腺瘤1個)，Ⅰ型2個(均為纖維腺瘤)；MRI測得Ⅲ型12個(浸潤性導管癌11個，囊腺病1個)，Ⅱ型10個(浸潤性導管癌9個，纖維腺瘤1個)，Ⅰ型2個(均為纖維腺瘤)，二者一致性良好(kappa值為0.936，P<0.001)。

注：患者，女，43歲，BMI=24.7，穿刺活檢病理示浸潤性導管癌2級。CT、MRI顯示病灶位置、形態(tài)以及強化方式類似，病灶在腺體中清楚顯示，CT和MRI測量的病灶最大直徑分別為27、26 mm圖1 CT和MRI病灶對比圖

圖2 CT和MRI測得24個病灶最大直徑的相關性

圖3 CT和MRI測得病灶最大直徑的Bland-Altman一致性

3 討論

本研究專門設計的乳腺CT掃描方案包括乳腺動態(tài)掃描和胸部掃描，可實現(xiàn)一站式乳腺病灶評估及胸部評估。雖然CT軟組織分辨力不如MRI，但研究結果顯示二者檢出乳腺病灶的數(shù)量與位置完全一致，對腫塊侵犯范圍的評估二者相關系數(shù)高達0.99，95%誤差范圍不超過4 mm。意味著在乳腺癌術前病灶侵及范圍的評估方面，CT與MRI達到相似的準確度，可協(xié)助制定手術方案。此外，本研究中CT與MRI獲取的乳腺病灶動態(tài)增強的曲線類型一致性良好，說明CT同MRI一樣，可利用動態(tài)增強的曲線類型輔助鑒別乳腺內(nèi)增強灶的良惡性。

如上所述，與既往研究[4-7,16]一致，本研究表明CT乳腺動態(tài)掃描具有MRI評價乳腺病變的主要功能，對乳腺癌病灶評估具有較高準確度，具備替代或部分替代MRI進行乳腺病變術前評估的潛能。針對既往CT乳腺掃描輻射劑量較高的缺點，本研究專門設計的乳腺掃描方案通過優(yōu)化掃描參數(shù)并結合IMR技術，在完成肺、腋窩和鎖骨上窩淋巴結、胸椎、肋骨轉(zhuǎn)移評估以及實現(xiàn)乳腺內(nèi)病灶侵犯范圍評估的前提下，大幅降低有效輻射劑量至常規(guī)診斷用胸部掃描水平，使得CT乳腺成像具備了臨床推廣的可能性。而針對臨床指南推薦應用CT進行胸部評估的乳腺癌患者，CT乳腺癌術前一站式評估在完成胸部評估的同時完成乳腺病灶評估，具有優(yōu)化乳腺癌術前影像學檢查流程的潛能。最后，相較于MRI常出現(xiàn)的乳腺內(nèi)偶然增強灶[17]，CT乳腺成像上鮮見非腫瘤增強灶[5]，這有利于乳腺病灶的性質(zhì)判斷，同時也是CT乳腺成像應用的另一項優(yōu)勢。

本研究限度：①MRI采用的是俯臥位檢查，CT采用的是仰臥位檢查，因乳腺活動度大，體位的變化可能會導致病灶位置和形態(tài)的變化，但并未影響我們的評估結果。而CT采用仰臥位掃描主要是考慮更接近于手術狀態(tài)，為手術定位更準確。②納入病例為BI-RADS 4級或以上患者，病灶多數(shù)是惡性腫塊，病例來源為非隨機分布，因此病灶增強的動態(tài)曲線多為流出型或平臺型。③以研究CT和MRI對乳腺病灶評價的一致性為主要部分，因此未以病理學結果為參考標準，分別計算CT及MRI對乳腺病灶的診斷性能如準確度、敏感度及特異度等，后續(xù)研究將就此展開。

總之，專門設計的低劑量乳腺CT檢查除提供術前胸部信息外，還能提供更多的乳腺病變信息，對乳腺癌術前評估與MRI比較顯示了很好的一致性，能夠替代或部分替代乳腺癌術前MRI評估，具有優(yōu)化乳腺影像檢查流程的潛能。