超声弹性成像及超声造影评估乳腺癌新辅助化疗疗效的研究进展.pdf

医学影像学杂志2024年第34 卷第1 期 J Med Imaging Vol.34 No.1 2024超声弹性成像及超声造影评估乳腺癌新辅助化疗疗效的研究进展秦赛梅，文琼，项飞翔华中科技大学同济医学院附属协和医院超声医学科 湖北省影像医学临床医学研究中心 分子影像湖北省重点实验室 湖北 武汉 430022【摘 要】新辅助化疗是乳腺癌综合治疗中非常重要的组成部分，早期评估其疗效，有助于及时调整治疗方案，改善乳腺癌患者的预后。超声弹性成像（ultrasound elastography，UE）及超声造影（contrast enhanced ultrasound，CEUS）检查是近年来出现的超声新技术，可以实时显示肿瘤硬度、血流灌注特征，在乳腺癌新辅助化疗疗效评估中具有独特优势。本文就 UE 及 CEUS 检查评估乳腺癌新辅助化疗疗效的研究进展进行综述。【关键词】乳腺肿瘤；超声弹性成像；超声造影；新辅助化疗中图分类号：R737.9；R445.1 文献标识码：A 文章编号：1006-9011（2024）01-0109-04Research progress of ultrasound elastography and contrast-enhanced ultrasound in evaluating the efficacy of neoadjuvant chemotherapy for breast cancerQIN Saimei，WEN Qiong，XIANG FeixiangDepartment of Ultrasound Medicine，Union Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology Clinical Research Center for Medical Imaging in Hubei Province，Hubei Province Key Laboratory of Molecular Imaging，Wuhan 430022，China【Abstract】Neoadjuvant chemotherapy is a very important part of comprehensive treatment for breast cancer.Early evaluation of its efficacy will help to adjust the treatment plan in time and improve the prognosis of breast cancer patients.Ultrasound elastography and contrast-enhanced ultrasound are new ultrasound technologies emerging in recent years，which can display tumor hardness，blood perfusion characteristics in real time，and have unique advantages in the evaluation of neoadjuvant chemotherapy for breast cancer.This article reviews the research progress of ultrasound elastography and contrast-enhanced ultrasound in evaluating the efficacy of neoadjuvant chemotherapy for breast cancer.【Key words】Breast Neoplasms；Ultrasound elastography；Contrast-enhanced ultrasound；Neoadjuvant chemotherapy新辅助化疗（neoadjuvant chemotherapy，NAC）是乳腺癌综合治疗中重要的组成部分。NAC治疗后获得病理完全缓解的患者整体预后显著优于非病 理 完 全 缓 解 患 者，而 病 理 完 全 缓 解 率 仅 为21.1%1-2，因此早期评估 NAC 疗效，可以及时筛选出疗效不佳患者，调整治疗方案，改善预后。目前临床常用 MRI 与常规超声检查评估 NAC 疗效，但 MRI价格昂贵，耗时长，常规超声检查不能鉴别残余癌灶与坏死灶，评估疗效的准确性低。而 UE及CEUS检查既能观察肿瘤的形态和大小，又能早期实时显示肿瘤硬度、血流灌注特征。本文就 UE及 CEUS 评估乳腺癌 NAC 疗效的研究进展进行综述。1UE评估乳腺癌NAC疗效UE 依据组织弹性系数差异进行成像，能够客观、定性或定量评估组织硬度。目前临床上用于乳腺疾病诊断的UE主要是应变弹性成像（strain elastography，SE）与剪切波弹性成像（shearwave elastography，SWE）。NAC治疗有效者的术后病理显示肿瘤细胞数目减少，肿瘤间质纤维化或纤维黏液样变，使肿瘤硬度变软 3，而UE作为一种基于组织硬度的成像方式，能够敏感识别 NAC 治疗后肿瘤的病理变化。文献4-5研究表明 UE 评估 NAC 疗效的准确度高于常规超声检查，与CEUS及MRI检查价值相当。1.1SE评估乳腺癌NAC疗效SE是通过组织受外力后产生纵向形变，仪器将产生的形变位移信息进行灰阶或彩色编码成像。临床上常用弹性评分和应变率比值（strain ratio，SR）进基金项目：湖北省自然科学基金项目（编号：2022CFB212）作者简介：秦赛梅（1991-），女，毕业于华中科技大学，医学硕士，住院医师，主要从事超声诊断工作通信作者：项飞翔 E-mail：综述109医学影像学杂志2024年第34 卷第1 期 J Med Imaging Vol.34 No.1 2024行定性及半定量评估。一般通过测量比较NAC治疗前后弹性评分、SR 及 SR 变化率评估 NAC 疗效。研究6显示 NAC 治疗后病理完全缓解（pathologic complete response，pCR）组的弹性评分及SR值降低，降低比例明显高于非病理完全缓解（nonpathologic complete response，npCR）组。此外，SE 可以早期评估 NAC 疗效。KATYAN 等7对 86 例乳腺癌患者NAC治疗前、治疗1、2、3及6个周期后行SE检查，术后病理评估采用 Miller-Payne（MP）系统，45 级为有效组，13级为无效组，比较两组SR及治疗前后SR变化率，结果显示两组NAC治疗前SR差异无统计学意义，治疗1个周期后SR变化率评估疗效的敏感度、特异度分别为97.7%、68.7%，而肿瘤大小的变化在治疗 2 个周期后差异有统计学意义（P0.05）。上述研究表明SE可以评估疗效，但以病理评估不同分级进行疗效分组，直接影响疗效评估，未来需要进一步研究。1.2SWE评估乳腺癌NAC疗效SWE是通过探头发射声辐射脉冲激励组织产生横向剪切波进行测值成像。常用杨氏模量值进行定量评估。研究9-10表明 SWE 通过比较乳腺癌NAC 治疗前后弹性成像相关参数变化可以评估NAC疗效。NAC治疗后 pCR组或病理有效组的杨氏模量值明显低于 npCR组或病理无效组，且 NAC治疗前后杨氏模量值变化明显的患者更有可能获得好的疗效。此外，SWE可以早期评估NAC疗效。GU 等11对 62例患者 NAC 治疗前、治疗中期、治疗完成后行 SWE 检查，选择直径 3mm 肿瘤最大硬度区的弹性最大值 Emax、弹性平均值 Emean、弹性最小值 Emin 与肿瘤病理反应比较，发现治疗中期与治疗前Emean变化率评估疗效的AUC为0.75。文献12研究对 108 例乳腺癌患者 NAC 治疗前、治疗1、2个周期后行SWE检查，测量比较3个弹性感兴趣区（全部肿瘤区域、1mm宽肿瘤边缘区域、2mm宽肿瘤边缘区域）的 Emean 及治疗前后 Emean 变化率，结果显示治疗2周期后2mm宽肿瘤边缘区域的Emean 变 化 率 评 估 pCR 诊 断 效 能 最 佳（AUC 为0.84）。李守超等13比较41例乳腺癌NAC治疗前、治疗 2 个周期后最大硬度区的 Emax 及 Emax 变化率，结果显示Emax变化率以25.1%为最佳截断值，预测 NAC 疗效的敏感度和特异度分别为 79.3%、81.5%。上述研究表明 SWE 通过定量参数可以早期评估NAC疗效，然而不同研究选择的感兴趣区、弹性参数各异，未来需要进一步研究以确立最佳感兴趣区及弹性参数。1.3SE 与 SWE 评估乳腺癌 NAC 疗效诊断效能比较大量研究表明单独应用SE或SWE检查均能较好评估NAC疗效，然而两种弹性技术成像方法、评估参数、判断标准不同，可能在NAC疗效评估中的诊断效能也不同。MA 等14研究结果显示 SE 与SWE预测NAC有效的AUC分别为0.90、0.93，差异无统计学意义（P0.05），预测NAC无效的AUC分别为0.78、0.92，差异有统计学意义（P0.05），表明SE预测NAC有效的诊断效能与SWE检查一致，预测NAC无效的诊断效能低于SWE。JIN等15的一项meta分析共纳入15项研究、1147名乳腺癌患者，分析结果得出SE、SWE预测NAC疗效的敏感度、特异度分别为 87.0%、79.0%、80.0%、81.0%，结果表明SE评估NAC疗效的敏感度高于SWE，两者特异性无明显差异。两种成像方式各有优缺点。SE操作简便，但只能进行定性评估，操作者依赖性强，重复性差，而SWE可以进行定量评估，重复性好，但对于乳腺癌患者存在异质性，会出现剪切波无法传播情况。目前比较SE与SWE评估NAC疗效诊断效能的研究极少，哪种成像方式或两者联合诊断更佳需要进一步研究分析。2CEUS评估乳腺癌NAC疗效CEUS通过注射微气泡超声造影剂动态显示组织血流灌注，是一种能明显提高超声诊断分辨力、敏感度和特异度的成像技术。近年来CEUS已经应用 于 乳 腺 癌 NAC 疗 效 评 估，具 有 良 好 的 诊 断效能16-17。肿瘤大小是评估NAC疗效的一个比较直观、常用的临床指标。CEUS能够更为准确的评估NAC治疗后残余癌大小。LEE等18研究表明CEUS测量的110医学影像学杂志2024年第34 卷第1 期 J Med Imaging Vol.34 No.1 2024残余癌大小与术后病理一致性高，较MRI检查更准确。LENG等19研究表明NAC治疗后CEUS测量的残余癌小于常规超声检查，与术后病理一致性高。常规超声检查高估NAC治疗后残余癌大小的主要原因是不能鉴别NAC治疗后肿瘤的坏死灶或纤维瘢痕与残余癌，而CEUS通过有无灌注缺损可以将肿瘤的坏死灶或纤维瘢痕与残余癌进行鉴别。上述研究表明CEUS测量NAC治疗后残余癌的准确性高于其他成像方法，有望成为评估NAC治疗后残余癌大小的新方法。超 声 造 影 的 时 间 强 度 曲 线（time intensity curve，TIC）通过定量参数可以定量评估肿瘤微循环血流灌注。目前常用的定量参数有峰值强度PI、达峰时间 TTP、始增时间 RT、灌注上升斜率 AS、灌注下降斜率 DS、平均灌注时间 MTT、时间-强度曲线下面积 AUC等。文献20-23研究表明 NAC治疗有效组的 PI、AUC 明显降低，而 TTP、MTT 明显延长。此外，TIC 的某些参数可以早期预测 NAC 疗效。XIE 等21研究结果表明 NAC 治疗 2 个周期后与治疗前PI变化率PT与TTP变化率TTP在pCR组与npCR组之间有显著差异，联合TTP与PT预测治疗 2 个周期后 pCR 组的 AUC 为 0.92，敏感度为 91.5%，特异度为 92.3%。文献24-25研究表明 NAC治疗 1个周期后 PI及局部血流速度评估 NAC疗效的 AUC 分别为 0.80、0.82。由于病灶的不均匀强化和灌注缺损的存在，不同感兴趣区ROI的选择会直接影响 TIC 的定量参数分析。文献26研究选择了 4 个 ROI，即 ROI 1（最大增强区）、ROI 2（增强区）、ROI 3（对应二维超声检查显示肿瘤范围的造影区）、ROI 4（正常组织区）的定量参数 PI、MTT、AS、DS、流入面积、流出面积，结果显示 ROI 1的的流入面积、流出面积、ROI 2及ROI 3的MTT可以评估疗效。GUO等24研究选择ROI 1（肿瘤中心最大增强区），ROI 2（肿瘤边缘增强区）的定量参数 PI、MTT、TTP、局部血流量及局部血流速度变化率进行比较，结果显示 ROI 1 的 PI、局部血流量及局部血流速度变化率、ROI 2的PI、局部血流速度变化率可以评估疗效。CEUS可以早期精准评估NAC疗效，但研究中选用的感兴趣区、定量参数不一，直接影响疗效评估，未来需要进一步研究分析。3UE联合CEUS评估乳腺癌NAC疗效目前，大量研究均为单独应用UE或CEUS评估NAC疗效，近年来有研究者联合两种方法评估NAC疗效，发现具有更高的准确性。WANG等27研究对65例乳腺癌患者NAC治疗前、治疗后分别行SE与CEUS检查，结果显示SE、CEUS、SE联合CEUS评估疗效的AUC分别为0.72、0.86、0.91，评估疗效的准确度分别为 90.8%、89.2%、100%。彭娟等28对 93例乳腺癌患者NAC治疗前、治疗2个周期后行SWE及CEUS检查，结果显示SWE最大剪切波速度变化率 Vmax 联合 CEUS 的峰值强度变化率 PI 预测NAC疗效的诊断效能高于单独Vmax或PI，两者联合预测NAC疗效的AUC为0.88，敏感度、特异度分别为75.7%、91.1%。然而目前UE联合CEUS评估NAC疗效的研究较少，评估参数、诊断标准尚未建立，未来需要进一步研究。4小结与展望综上所述，UE 及 CEUS 检查通过监测乳腺癌NAC治疗过程中癌灶的硬度、血流灌注变化，可以早期评估NAC疗效、预测病理完全缓解、判断残余癌大小，为临床及时调整治疗方案提供决策。然而两种成像方式在评估疗效方面尚有一定的局限性，如成像技术自身局限性，研究中选取的病理评估系统、仪器、分析软件、参数等各异，导致标准化、规范化程度不高，从而影响临床可信度。目前仍需要进行更大样本量研究，以建立规范化、标准化的 NAC 疗效评估的诊断流程、诊断标准。随着医学影像人工智能研究在国内外蓬勃发展，多模态超声成像技术结合人工智能有望实现NAC疗效精准评估。参考文献：1中国乳腺癌新辅助治疗专家共识（2022年版）专家组.中国乳腺癌新辅助治疗专家共识（2022年版）J.中国癌症杂志，2022，32（1）：80-89.2SPRING L M，FELL G，ARFE A，et al.Pathologic Complete Response after Neoadjuvant Chemotherapy and Impact on Breast Cancer Recurrence and Survival：A Comprehensive Meta-analysis J.Clin Cancer Res，2020，26（12）：2838-2848.3乳腺癌新辅助化疗后的病理诊断专家共识 编写组.乳腺癌新辅助化疗后的病理诊断专家共识 J.中华病理学杂志，2015，44（4）：232-236.4EVANS A，WHELEHAN P，THOMPSON A，et al.Identification of pathological complete response after neoadjuvant chemotherapy for breast cancer：comparison of greyscale ultrasound，shear wave elastography，and MRIJ.Clin 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