離體乳腺組織電阻抗頻譜特性分析及乳腺電阻抗掃描成像的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、乳腺癌已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅女性生命健康最常見(jiàn)的惡性腫瘤。乳腺癌是否能夠早期發(fā)現(xiàn)并制定相應(yīng)合理的治療策略是影響乳腺癌預(yù)后的重要因素，但是，目前臨床使用的乳腺癌早期診斷方法仍有這樣或那樣的不足。乳腺鉬靶X線(xiàn)檢查是目前臨床最廣泛應(yīng)用的乳腺癌早期檢查手段，但設(shè)備昂貴，檢查費(fèi)用較高，檢查時(shí)需要擠壓乳房，給患者帶來(lái)痛苦，同時(shí)放射線(xiàn)對(duì)人體有損害，年輕婦女乳腺組織比較致密而不易檢出病灶，故一般認(rèn)為40歲以下的婦女不適宜行乳腺X線(xiàn)鉬靶檢查，因而這種檢查方法并

2、不廣泛適用于臨床普查。超聲檢查對(duì)比較小的病灶敏感度不高，同時(shí)在很大程度上依賴(lài)于操作者水平，所以也不適宜單獨(dú)用作乳腺普查的手段。CT、磁共振檢查因設(shè)備昂貴，檢查時(shí)間長(zhǎng)，檢查費(fèi)用高而不適于大規(guī)模的人群普查。乳腺紅外線(xiàn)掃描的敏感性較低，且假陽(yáng)性率偏高，圖像質(zhì)量容易受多種因素的影響，因此這種檢查手段也不宜用于婦女乳腺的普查。綜上所述，目前還沒(méi)有一種檢測(cè)方法可以稱(chēng)得上是理想的普查手段。
　　乳腺電阻抗掃描成像（EIS）技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的

3、新技術(shù)，以其無(wú)損害、無(wú)創(chuàng)傷、成本低等優(yōu)勢(shì)，為乳腺癌的早期檢查與輔助診斷開(kāi)辟了一個(gè)新的方向。國(guó)外研究表明，乳腺癌與正常組織和良性病變組織在電阻抗特性上存在顯著差異，而良性病變與正常組織電阻抗特性非常接近，因此利用乳腺組織的電阻抗特性可以診斷乳腺癌。臨床應(yīng)用研究也證明乳腺EIS成像檢測(cè)對(duì)乳腺癌有較高的敏感性、特異性。乳腺EIS檢測(cè)具有易于使用，對(duì)人體無(wú)明顯傷害的特點(diǎn)，具有良好的患者接受度。
　　但目前的乳腺電阻抗檢測(cè)的研究也存在以下一

4、些問(wèn)題：（1）判斷標(biāo)準(zhǔn)：基礎(chǔ)研究表明乳腺癌組織的電阻率比其周?chē)＝M織的電阻率低3～6倍，因而乳腺癌在電阻抗成像中應(yīng)該呈現(xiàn)高電導(dǎo)區(qū)域，而我們使用課題組自行研制的乳腺電阻抗掃描成像（EIS）設(shè)備進(jìn)行臨床研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分乳腺癌的EIS影像呈現(xiàn)高電導(dǎo)區(qū)域，也有一部分呈現(xiàn)低電導(dǎo)區(qū)域。國(guó)外文獻(xiàn)中的診斷標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)以高電導(dǎo)區(qū)域作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，也有少量文獻(xiàn)提到類(lèi)似情況，但未對(duì)此給予說(shuō)明和繼續(xù)更深入的研究。（2）EIS臨床測(cè)量的數(shù)據(jù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不同乳腺

5、疾病的EIS檢測(cè)特點(diǎn)還沒(méi)有足夠多的數(shù)據(jù)來(lái)描述和支持。（3）不同人種間的乳腺差別很大，各種乳腺疾病發(fā)生率和發(fā)病年齡有較大差別，其電特性也應(yīng)不同。目前的臨床研究?jī)H限于在歐美國(guó)家進(jìn)行，其主要研究對(duì)象為白種人。（4）以目前的臨床檢測(cè)診斷水平，EIS還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)早期檢測(cè)手段的乳腺鉬靶X線(xiàn)檢查。那么是否能為EIS乳腺檢測(cè)找到更好的適用人群和用途。
　　為了解決以上問(wèn)題，我們一方面建立了中國(guó)婦女乳腺組織電阻抗頻譜測(cè)量平臺(tái)，相對(duì)系統(tǒng)

6、地研究了我國(guó)婦女乳腺組織電阻抗頻譜特性；另一方面我們開(kāi)展了大量我國(guó)女性乳腺電阻抗成像的臨床病例檢測(cè)，同時(shí)進(jìn)行EIS與超聲、鉬靶等傳統(tǒng)檢查的對(duì)照試驗(yàn)，研究和掌握我國(guó)女性乳腺EIS成像的特點(diǎn)。本文的具體工作及結(jié)果如下：
　　1.離體乳腺組織阻抗頻譜測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　為了更好的進(jìn)行離體乳腺組織的阻抗頻譜測(cè)量，獲得穩(wěn)定一致的結(jié)果，我們?cè)O(shè)計(jì)了以阻抗分析儀SolartronSI-1255B為核心的乳腺組織阻抗頻譜測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含可

7、以提供多頻率驅(qū)動(dòng)電流和測(cè)量電路的阻抗分析儀，自行設(shè)計(jì)的帶有屏蔽網(wǎng)、可以測(cè)量固定尺寸組織的阻抗測(cè)量盒，4根直徑0.5mm的針狀銀電極。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)適合用于較寬頻率范圍的生物阻抗頻譜測(cè)量并具有較高的測(cè)量精度。同時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)條件的一致性，我們?cè)跍y(cè)量時(shí)對(duì)環(huán)境的溫度、濕度等條件也進(jìn)行了控制。
　　2.常見(jiàn)乳腺病變組織電特性離體測(cè)量研究
　　采用我們自行設(shè)計(jì)的離體組織阻抗測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)臨床上常見(jiàn)的人體乳腺病變組織，（包括浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌、

8、浸潤(rùn)性小葉癌、乳腺腺病、乳腺纖維腺瘤、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤和乳腺囊性增生）進(jìn)行離體電阻抗頻譜測(cè)量。
　　結(jié)果表明：不同個(gè)體同類(lèi)型病理組織其電阻抗特性非常接近；而不同病理狀態(tài)的各種乳腺組織的電阻抗頻譜特性的值不盡相同：乳腺癌與乳腺良性病變組織的電阻抗特性存在顯著差異，而兩種乳腺癌之間，4種良性病變之間電阻抗特性沒(méi)有顯著差異。
　　3.乳腺癌及其周?chē)M織電阻抗頻譜測(cè)量及其與在體EIS成像上的對(duì)照研究
　　本試驗(yàn)采用我們自行設(shè)計(jì)的

9、離體組織阻抗測(cè)量系統(tǒng)對(duì)手術(shù)切除的乳腺癌及其周?chē)M織電阻抗頻譜特性進(jìn)行離體測(cè)量和分析，尋找乳腺癌與周?chē)M織在電阻抗特性上存在的差異。同時(shí)，將這種差異與在體EIS成像進(jìn)行對(duì)照研究，分析二者的關(guān)系。
　　結(jié)果顯示：乳腺癌及其周?chē)M織的電阻抗特性也存在顯著性差異，乳腺癌電阻率高于正常腺體和皮膚組織而遠(yuǎn)低于脂肪組織；同時(shí)通過(guò)與在體的EIS成像結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，我們發(fā)現(xiàn)乳腺癌在EIS大體成像的特點(diǎn)與乳腺癌灶周?chē)M織的性質(zhì)密切相關(guān)，當(dāng)周?chē)M織以脂肪

10、組織為主時(shí)，乳腺癌在EIS成像上多表現(xiàn)為高亮區(qū)，當(dāng)周?chē)M織以腺體組織為主時(shí)，其成像多表現(xiàn)為暗區(qū)。這個(gè)結(jié)果一方面再次驗(yàn)證了EIS進(jìn)行乳腺癌診斷的可行性，另一方面更為重要的是，首次發(fā)現(xiàn)乳腺癌周?chē)M織的不同對(duì)電阻抗頻譜特性的影響，將其與EIS在體成像結(jié)果結(jié)合，科學(xué)合理地解釋了我國(guó)女性乳腺癌電阻抗掃描成像（EIS）呈現(xiàn)高電導(dǎo)區(qū)和低電導(dǎo)區(qū)并存的現(xiàn)象，也解決了國(guó)外相關(guān)資料在這方面的矛盾和模糊問(wèn)題。在國(guó)際上未見(jiàn)報(bào)道。
　　4.我國(guó)女性正常乳腺電

11、阻抗檢測(cè)病例的收集和分析
　　使用具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電阻抗乳腺診斷儀Angelplan-EIS1000對(duì)191例志愿者進(jìn)行了正常乳腺的檢測(cè)，收集了每一例志愿者兩側(cè)乳腺各9個(gè)部位電阻抗的實(shí)部、虛部、幅值和相位參數(shù)，對(duì)其分析，對(duì)比。
　　結(jié)果顯示：不同個(gè)體電阻抗四種參數(shù)的離散程度很大，某一個(gè)體電阻抗參數(shù)的異常改變相對(duì)于其他個(gè)體的正常波動(dòng)很難區(qū)分；同一個(gè)體左右兩側(cè)乳腺電阻抗參數(shù)較為一致，而且左右兩側(cè)的差異要遠(yuǎn)小于不同個(gè)體的差異

12、；被測(cè)者的年齡、身高、體質(zhì)量對(duì)電阻抗參數(shù)無(wú)明顯影響。因此，我們得到結(jié)論：乳腺電阻抗檢測(cè)無(wú)法通過(guò)統(tǒng)一的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)作為乳腺癌診斷依據(jù)；但因同一個(gè)體電阻抗參數(shù)分布均勻，左右一致，所以可以采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)作為乳腺癌診斷依據(jù)。
　　5.乳腺EIS檢測(cè)臨床病例的收集
　　為了深入研究EIS在乳腺癌檢測(cè)方面的臨床應(yīng)用價(jià)值，掌握我國(guó)女性乳腺癌EIS檢測(cè)的規(guī)律和特點(diǎn)，需要大量臨床病例的收集和總結(jié)分析。從2005年12月～2007年12月，我們對(duì)31

13、24例乳腺門(mén)診病人，在患者自愿的前提下行乳腺EIS檢測(cè)，同時(shí)收集了其病理檢查結(jié)果，病史，查體等臨床資料，對(duì)所有資料進(jìn)行分類(lèi)、歸納和分析。
　　結(jié)果顯示：（1）使用我們自主研發(fā)的Angelplan-EIS1000電阻抗乳腺診斷儀進(jìn)行乳腺癌的診斷有較高的敏感性和特異性，在檢測(cè)能力上與國(guó)外商品化的產(chǎn)品TransScanTS2000相當(dāng)。
　?。?）乳腺EIS檢測(cè)有著其他乳腺檢查無(wú)法替代的診斷特性。
　?。?）乳腺EIS檢測(cè)不

14、受乳腺大小和年齡的影響。
　?。?）對(duì)于不同大小的包塊，EIS對(duì)乳腺癌的檢測(cè)能力有較大的差別，對(duì)包塊小于2cm的乳腺病灶，EIS乳腺檢測(cè)有更好的表現(xiàn)。
　　（5）月經(jīng)期后階段進(jìn)行乳腺EIS檢查有著更高的敏感度和特異度
　　6.乳腺EIS檢測(cè)與超聲及鉬靶X線(xiàn)檢查對(duì)T1期乳腺癌診斷能力的對(duì)照試驗(yàn)
　　為了進(jìn)一步研究EIS乳腺檢測(cè)在乳腺癌診斷方面的能力與優(yōu)缺點(diǎn)，我們分別設(shè)計(jì)了其與乳腺超聲和鉬靶X線(xiàn)檢查的對(duì)照試驗(yàn)，兩項(xiàng)研

15、究均為為雙盲前瞻性研究。兩項(xiàng)對(duì)照試驗(yàn)分別有163例和207例患者入組。
　　結(jié)果顯示：乳腺EIS檢測(cè)與乳腺超聲檢查在T1期腫瘤的診斷能力上無(wú)明顯差別，但是，兩種檢測(cè)方式有良好的互補(bǔ)性，兩者聯(lián)合可以明顯提高檢測(cè)敏感度和陰性預(yù)測(cè)值。乳腺EIS檢測(cè)在T1期乳腺癌的診斷方面比鉬靶X線(xiàn)檢查還有一定的差距，但在分年齡段進(jìn)行的亞組研究中，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)年齡較大的患者（≥40歲）鉬靶X線(xiàn)對(duì)EIS檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，而在年齡較小患者(＜40歲)，兩者間

16、的敏感度沒(méi)有明顯差別。
　　7.乳腺EIS與超聲聯(lián)合檢測(cè)評(píng)價(jià)年輕女性罹患乳腺癌危險(xiǎn)度的前瞻性研究
　　我們從2006年10月至2007年12月對(duì)583例年齡在25歲到45歲之間的年輕女性進(jìn)行了臨床觀察，所有患者均由其他檢查方法（體檢，乳腺拍片或磁共振）判定為需要進(jìn)行乳腺活組織檢查。在活檢之前分別進(jìn)行乳腺EIS檢測(cè)及超聲檢查。本研究為雙盲前瞻性臨床觀察研究。
　　研究結(jié)果提示：乳腺EIS與超聲聯(lián)合檢測(cè)用來(lái)評(píng)價(jià)年輕女性罹患