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前言
自动乳腺容积超声成像(automated breast ult-rasound,ABUS) 是一种新型高分辨率乳腺三维超声成像技术,具有能够获得全乳腺解剖结构成像(包括横切面、矢状面和冠状面)、探头自动扫描以及左右乳腺同屏对比等优点,也可从三维角度、多层面观察乳腺的内部结构,改变了手持超声 (handheld ultrasound,HHUS)相对依赖操作者经验、成像面积小和没有冠状面图像等缺点。这种由技术员规范扫描、医师阅片(包括远程会诊)的新型超声检查模式有助于降低HHUS对乳腺病灶的漏(误)诊,在乳腺癌筛查和诊断方面有较高的应用价值和前景。与乳腺X线摄影技术比较,自动乳腺容积超声没有辐射性且对于致密型乳腺尤为有益。2012—2015年,该设备先后通过美国食品药品监督管理局(FDA)、欧盟CE Marking及中国国家食品药品监督管理总局认证(CFDA),并在全球多所大型医疗机构投入使用。为规范乳腺容积超声的检查流程及诊断程序、明确图像质量控制原则,本共识在前期多中心研究和临床实践应用基础上,参考国内外文献,相关专家充分研讨后形成以下共识。
1.发展概况
自动乳腺容积超声研究开始于20世纪60年代末期,1980年Maturo 等首次提出全乳房自动扫查概念。早期乳腺容积超声成像系统存在扫描时间长、空间分辨率低及恶性病变检出率低等问题。随着计算机技术和材料技术等领域的快速突破和发展,医用超声拥有了高度复杂的信号和二维及三维图像处理及分析技术,尤其现代高清晰图像示技术的应用。U-Systems自动乳腺容积超声产品推出了Somo·v自动乳腺超声影像系统,拥有乳腺适形的型探头、扫查表面压缩、全自动超声扫描在内的一系列专利技术。Somo·v是首个用于致密型乳腺患者联合乳腺X线摄影检查的自动超声影像系统,于2005年获得FDA认证,也是首个用于乳腺X线检查阴性及无症状的致密型乳腺,女性的自动乳腺超声设备,为临床医师提供额外的诊断信息。2010年Siemens推出自动乳腺容积扫描仪(Automated breast volume scan-ner ,ABVS) 其探头频率5~14MHz,最大扫描容 积15.4cm×16.8cm×6.0cm,可在10min内自动获取乳腺的全容积图像[1]。2012年GGE收购U-Sys-tems, 其Invenia ABUS (automated breastultra- sound 乳腺成像技术获FDA认证。Invenia ABUS配备有高频率矩阵探头M12L,采用多焦点技术,可产生16cm×13.6cm×6.0cm的乳腺容积图像,单个容积图像可产生300多幅层间距为0.5mm的二维横切面图像。其具有符合乳腺结构的专利性反向曲线传感器技术和新型施压辅助技术,可自动对乳腺适度压缩,并获得可重复性高的乳腺三维影像图。近年来,国内厂家积极研发类似仪器,并有多家产品已经获得CFDA批准。
2.成像原理
自动乳腺容积超声成像即是利用空间定位机械获取一系列二维扫查图像及其对应角度和位置信息,并通过后处理方式重建乳腺容积图像。自动乳腺容积超声系统目前最常采用仰卧位检查,也有坐位和俯卧位方式。最新的仰卧式ABUS系统由常规彩色超声诊断仪、柔性机械臂及全容积扫描探头、容积影像数据处理系统等四部分组成。
二 自动乳腺容积超声筛查
诊断流程及扫描规范
1.检查前准备
(9)人员配置:建议每台仪器均配置相应的医师和助手。
2.自动乳腺容积超声检查流程
(1)检查流程
①患者基本信息录入。
②患者体位:仰卧位,被检侧的手臂上举弯曲置于头部上方,头偏向对侧,另一侧手臂紧贴身体(体位图)。检查人员使用乳胶三角垫置于检查者背部,调整位置使乳头向上,位于乳房正中。
③扫描参数:根据患者乳房大小选择合适的大小及对应的深度,调节窗宽、窗位,使图像清晰显示,要求显示从乳头至胸壁的全部乳房组织。
④耦合剂涂抹:以打圈方式涂抹耦合剂,用压舌板或硅胶铲等工具将耦合剂涂抹均匀,在乳头处增加耦合剂以保证乳头与探头密切接触,减少乳头后伪像,以免影响诊断,见图1。
图1 ABUS扫描体位示意图
(2)采集规范及质控:一般单侧乳腺常规采集3个视图(AP前后位、LAT外侧位、MED内侧位),但也可根据实际情况进行增减,要求覆盖全部腺体组织,在多数情况下,至少需获取AP位及LAT位视图。
①AP前后位,见图2
AP冠状面图像上显示,乳头图像位于中点,各个象限组织图像对称,图像无气体回声,无明显腺体缺失。
图2 RAP位
黄色点放在乳头上,位于图像正中,上/下边界要求包括全部腺体。
②LAT外侧位,见图3
包括乳头、外上象限组织及腋尾,乳头位于取样框下方内侧。LAT位图像需保证乳房腺体外侧缘轮廓完整清晰,腺体尽量水平,不堆积。
图3 RLAT位
主要显示右乳外上象限,黄色乳头标记应在图的右下方。
③MED内侧位,见图4
包括内侧组织、乳头和下方组织,其中包括乳腺下皱襞(IMF)将探头调转方向,移动至患者对侧。MED位图像保证乳腺内侧缘腺体轮廓完整清晰,腺体尽量水平,不堆积。
图4 RMED位
主要显示右乳内下象限,黄色乳头标记应在图像左上方。
④SUP上方位,见图5
当AP位不能完全覆盖上方组织时使用此方位,乳头应显示在下缘中央。
图5 RSUP位
作为补充扫描方位,主要增加右乳上象限内容。
⑤INF下方位,见图6
图6 RINF位
作为补充扫描方位,主要增加右乳下象限内容。
当AP位不能完全覆盖下方组织时使用此方位,乳头应显示在活动扫描区域上缘中央。
⑥UOQ上外侧位,见图7
图7 RUOQ位
作为补充扫描方位,主要增加右乳外上和腋下内容。
包括外上象限组织及腋尾。在肩胛骨后方垫一块卷起的毛巾,以展平腋窝。在此方位中,乳头可能不会显示在活动扫描区域内,也可能显示在内下边缘上。
(4)扫描时特殊情况处理
①如遇到大乳腺、乳房下垂、假体植入等乳房形态改变及病变位于乳腺边缘等情况,常规扫查视图无法包全病变,采用针对性扫查,用Other序列命名存储。
②如遇到上象限的大肿块自下而上腺体堆积而出现跳跃征时,可以选择自上而下扫查。
③如需要重点观察肿块特征或肿块较浅表,在完成常规扫查视图后图像不理想时,建议增加对肿块针对性扫查序列,扫查方式和形式不拘泥于常规序列,以肿块特征显示最清晰最全貌为标准。
④对于乳头后方病变,乳头或皮肤破溃,建议辅以超声导声膜,保护的同时提高图像质量。
⑤对于小乳房可以采用改良两位法,即一侧乳房采用侧重内侧位的AP位及LAT位两个序列扫查。
(5)HHUS补充:容积超声获取的是灰阶图像,以诊断和鉴别诊断为目的的容积超声检查时,建议用手持探头对乳腺病变进行多参数评价,如利用彩色多普勒、频谱多普勒及弹性成像等进行综合评估。
3.工作站阅片一般流程
(3)阅片技巧:建议充分利用工作站后处理功能。①图像增益调节,重点观察钙化时推荐将增益调低、提高对比度;②利用局部放大观察肿块细节,如病变内部回声、边缘特征等;③选择多幅不同切面图像同时显示,可以静态观察肿块在不同切面时的形态特征;④选择双侧对照双幅模式观察非对称性病变,如乳腺局部腺体增厚、回声改变病变;⑤灵活使用任意切面旋转功能,观察或获取常规切面难以呈现走行迂曲导管病变。
三 质量控制
1.人员资质
筛查阅片医师应是从事乳腺超声亚专科方向且经过乳腺容积超声阅片规范化和质控培训的高年资医师(至少从事乳腺超声诊断5年以上并每年完成乳腺超声诊断100例以上)。
2.质控程序(quality control,QC)
(4)阅片质量控制。
①风险评估,检查诊断及结果随访管理的工作人员应具备所需的工作资质、教育、培训背景。
②以诊断为目的的自动乳腺容积超声阅片医师需由乳腺超声亚专科方向的高年资医师进行质控;以筛查为目的的阅片医师需由乳腺超声亚专科方向的高年资医师对筛查出的乳腺BI-RADS (breastimagingre-portinganddatasystem)4类以上的容积超声影像采取100%复诊,对其他采取1%抽检。具备条件的医院最好选择两名医师双盲阅片,结论不一致者由高年资医师仲裁。
3.图像质控
标准的乳腺容积图像应包括乳头至胸壁的全部乳房组织;皮肤及腺体显示清晰;皮肤和腺体边缘无体回声及声影;无运动伪影。
(1)扫描操作不规范:①乳房腺体扫查不完整;
②扫描深度过大或过小;③增益过大或过小,灰阶设置以脂肪为参照,脂肪小叶呈中等灰度,而非黑色。
(2)伪像:①探头与患者皮肤贴合不好,产生伪影,腺体未压平。②乳头、乳晕区的皱褶产生的图像后方回声衰减。③耦合剂凝固、小气泡。④焦点置于乳腺中部或后部,数目少于2个。⑤跳跃征,产生的原因如下:A.大肿块;B.致密型乳腺;C.探头与患者发生相对移位;D.肋骨明显凸出;E.恶性病灶侵犯胸壁。
4.注意事项
目前,自动乳腺超声成像系统存在的不足如下:①不能评价腋窝淋巴结图像。②对于浅表、过大或过硬的肿块,探头扫查时易出现伪像。③无法对病灶进行彩色多普勒、弹性成像及造影等检查,在一定程度上降低了自动乳腺超声成像系统对良、恶性乳腺疾病的鉴别诊断能力。④自动乳腺超声成像系统扫描过程中不能实时对探头方向进行调整。⑤对疼痛明显、体型过瘦、部分不能受压、乳房皮肤破溃者等使用受限。⑥假体:假体植入患者可以做容积超声扫查,但持慎重的态度,同时要注意压力调整。⑦手术后瘢痕区域同样会出现冠状面“汇聚征”,扫查时需详细询问并记录手术史,特别是微创手术史。
四 自动乳腺超声在乳腺疾病
诊断的应用
1.适应证
(5)第二眼超声( Second-look ultrasound):对于乳腺X线摄影及乳腺MRI新发现的可疑病变进行再次评估。
2.禁忌证
(2)如果乳房胀痛明显,可避开月经前期,避免或减轻检查给患者带来的不适感。
3.自动乳腺容积超声的临床应用(特殊描述用词)
(3)晕环(Halo):是环绕病灶边缘的一圈高回声或低回声环。高回声晕环,见图10,与周围受压的纤维组织或炎症反应带有关,低回声晕环,见图11,与病灶的侧方声影有关。完整的晕环有助于良性的肿块型病变的诊断[7]。
图8 汇聚征
低回声肿块周边呈现向中心汇聚的放射状排列高回声。
图11 低回声晕环:病灶周边低回声线状一圈结构
(4)白墙征象(Whitewall Sign):病变后方出现的高(白色)回声区,由后方回声增强引起,多与囊肿有关,但囊实混合回声肿物、部分内部回声均匀的实性良恶性肿瘤(如纤维腺瘤、黏液癌、淋巴瘤等)也可以出现,对乳腺病灶的诊断无鉴别价值[7],见图12。
图12 白墙征
囊肿后方出现白色区域。
(8)病变分布特征描述:识别病变、病变与周围组织、病变与病变之间的空间位置关系,需要区分如下两种特征性分布:①局灶性分布:指冠状面显示病变累及范围不超过一个象限。②节段性分布:指冠状面显示尖端指向乳头的三角形、锥形病变区域,此特征属于恶性肿瘤分布特征[18],见图13。
图13 节段性分布
现有的研究显示ABUS与HHUS在腺结节的检测能力和诊断效能上无明显差异,在乳腺结节BI-RADS分类上两种检查方法具有良好的一致性[22]。
3.临床流程
见图14。
图14 临床流程图
HHUS:手持超声;MRI:核磁共振;BI-RADS:乳腺影像报告和数据系统;箭头表示进入下一流程,MG:乳腺X线摄影。
五 自动乳腺超声技术
在乳腺癌筛查中的应用
高危人群则建议将筛查年龄提前至40岁,每年行1次自动乳腺容积超声检查。
2.筛查禁忌证
(2)对于体瘦乳房小、对疼痛极敏感、对扫查的压力不耐受或探头贴合差,无法配合完成检查。
3.筛查流程及病例管理流程
见图15 、 图16
图15 筛查诊断流程图
图16 筛查病例管理流程图
评价该影像学检查是否为适宜的筛查方法应符合以下三个基本要求[37]:第一,通过计算乳腺癌检出率或灵敏度,确定是否在筛查人群中发现了高比例的乳腺癌;第二,通过计算召回率和阳性预测值,确定召回标准是否合理有效,能够通过适度的进一步影像检查和病理学诊断发现更多的乳腺癌;第三,通过统计分析,确定是否发现了高比例的体积小、淋巴结阴性、预后好的早期乳腺癌。评估每个筛查机构或影像医师的工作质量最好的方法是与已经发表的标准进行比较,对照年度筛查结果的趋势,有助于分析每个独立机构的筛查结果。
5.召回及随访
(2)随访:通过电话、家访及医疗机构病案信息调取查阅等方式进行随访,获得每位筛查对象的最终诊断结果与转归信息。
六 乳腺超声报告规范
1.适应证
自动容积超声报告内容推荐包括患者的基本信息、图像质控评估,并对病变按照BI-RADS词典进行描述,需额外增加冠状面的特征描述,并根据指南给出分类和管理意见。图像质控需在图像判读前完成,报告里相关内容仅呈现结论。本章将对以上内容进行阐述。
2.质量控制中缺腺体完整度评估
(1)乳腺容积图像位置、深度和分辨率是否合格,是否存在干扰诊断的伪像。
(2)乳头:是否呈均匀的低回声,边界清楚,形态规则。
(3)皮肤:是否为连续平滑带状高回声,厚度是否超过2mm。
(4)皮下组织:是否结构清晰。脂肪组织呈低回声,Cooper's韧带呈条索样高回声,牵拉乳腺小叶穿过脂肪层与皮肤浅层筋膜相连,后方伴声影。
(5)乳房后间隙是否扫查完全,显示清晰。
3.报告描述
①病灶的定位应包括钟点位置、病灶距离皮肤及乳头的距离。不同的容积位置,病灶的位置会有一定误差,选择病灶显示最佳的容积位置(如中央区病灶,应选择AP位,内侧象限病灶选择MED位,外侧象限病灶选择LAT位)为准。
复查患者:原有的病灶需和之前的检查结果做对比,新探及的病灶需记录相关的图像特征。
4.报告结论
每份报告都应包含进一步诊疗建议,应给出明确的建议来指导进一步诊疗。建议包括常规的按年龄筛查、对良性可能的病灶随访观察、经皮或手术活检后患者每年随访以及临床治疗。如果建议影像引导下介入操作,需写明建议引导介入的影像方法,如乳腺X线照相的立体定位、超声或MRI的引导。
5.报告示例(工作站自带结构化报告模板)
(1)患者基本信息+图像质控,见图17
(2)病变描述,见图18
(3)管理建议,见图19
图17 ABUS报告显示患者信息和对图像质量评估
图18 ABUS工作站自动生成的报告模板,包括病灶定位图示和每个被标识病灶的具体参数
图19 ABUS报告自动添加的附图,可以任意选择附图数量
七 不足与展望
未来乳腺癌筛查趋势应以提升早诊率为导向,将筛查服务下沉到基层,助力提升基层筛查的覆盖率和早诊率。上述人工智能技术是提高基层筛查质量不可或缺的重要手段。同时,针对ABUS设备大、采集阅片时间长等挑战,相关技术发展还应面向仪器小型化、提升传输存储效率等方向。随着仪器小型化、5G网络在乡村的铺开、人工智能技术的成熟,乳腺癌筛查走进乡村将成为可能。凭借高效标准化成像、图像快速传回阅片中心和远程会诊,ABUS有望成为中国乳腺癌筛查的首选技术,见图20。
图20 深圳大学团队基于ABUS影像开发的辅助检测系统结果
a.ABUS数据及乳腺癌区域(黄色标注);b.深度学习辅助检测模型生成的乳腺癌概率图;c.3D显示的乳腺癌标注(红色)及辅助检测结果(灰色);d.ABUS图像上显示的自动检测结果(绿色)。