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
2025-01-14 来源:医学影像学杂志

作者: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

 

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%,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。

 

1.UE 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,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。

 

1.1 SE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(nonpathologiccomplete response,npCR)组。

 

此外,SE 可以早期评估NAC 疗效。KATYAN 等对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,4~5 级为有效组,1~3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(P<0.05),表明肿瘤硬度改变早于肿瘤大小改变。

 

FERNANDES等对92例乳腺癌患者NAC治疗前、治疗1、2、4、8、12周后及术前行SE检查,术后病理评估采用MP评估系统,以不同MP分级进行疗效分组比较SR 变化率。该研究结果显示以MP 5 级为pCR,治疗2周后pCR组与npCR组SR变化率差异有统计学意义,评估疗效的AUC、敏感度、特异度分别为0.81、84.0%、85.0%;以MP 4~5级为有效组,治疗8周后两组SR变化率差异有统计学意义;以MP 3~5级为有效组,两组SR变化率直至术前仍差异无统计学意义(P>0.05)。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。

 

1.2 SWE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。

 

1.3 SE 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 (P>0.05),预测NAC无效的AUC分别为0.78、0.92,差异有统计学意义(P<0.05),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。

 

2.CEUS 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。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等研究表明CEUS测量的残余癌大小与术后病理一致性高,较MRI检查更准确。

 

LENG等研究表明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 等研究结果表明NAC 治疗2 个周期后与治疗前PI变化率ΔPT与TTP变化率ΔTTP在pCR组与npCR组之间有显著差异,联合ΔTTP与ΔPT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。

 

3.UE 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ΔVmax 联合CEUS 的峰值强度变化率ΔPI 预测NAC疗效的诊断效能高于单独ΔVmax或ΔPI,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。

 

来源:秦赛梅,文琼,项飞翔.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[J].医学影像学杂志,2024,34(01):109-112.


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