動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像在乳腺癌診斷和治療中的應(yīng)用價(jià)值①

王海麗 劉鵬程

(1.北京大學(xué)深圳醫(yī)院影像中心 廣東深圳 518036; 2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 廣東汕頭 515041)

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,發(fā)病率占全身惡性腫瘤的7%～10%。20世紀(jì)以來,其發(fā)病率有上升趨勢(shì)。在中國(guó),每年新發(fā)病例約5萬。近年來乳腺癌發(fā)病年齡逐漸年輕化。因此乳腺癌的早期檢出、診斷及治療非常重要。而影像學(xué)檢查在乳腺癌的早期檢出及早期診斷中起著較為重要的作用。乳腺磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)作為一種無創(chuàng)性的影像學(xué)檢查方法,具有極高的軟組織分辨率和多方位成像的能力,可顯示病灶形態(tài)學(xué)的細(xì)微表現(xiàn),通過動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced—magnetic resonance imaging,DCE—MRI)可進(jìn)一步提高病灶清晰度,并能顯示腫瘤血管、胸壁侵犯、胸骨后及縱隔、腋下、乳腺周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,還能反映病變的血流動(dòng)力學(xué)變化[1]。

1 乳腺癌的血供特點(diǎn)

乳腺癌屬血管依賴性疾病,血管生成不僅在腫瘤的生長(zhǎng)發(fā)展中起著極為重要的作用,還與腫瘤浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。乳腺癌腫瘤血管具有以下特點(diǎn):腫瘤毛細(xì)血管管壁結(jié)構(gòu)異常;瘤內(nèi)血管內(nèi)皮通透性增加;瘤內(nèi)血管容易形成動(dòng)靜脈交通,引起“灌注短路”。同時(shí),惡性腫瘤在其生長(zhǎng)過程中會(huì)分泌腫瘤血管生成因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF),該因子促進(jìn)腫瘤毛細(xì)血管的分化與生成,使腫瘤血管數(shù)目增加。反過來,增多的腫瘤血管又使腫瘤增長(zhǎng)加速。因此,乳腺癌腫瘤血管生成、微血管密度(Microvessel Density,MVD)和毛細(xì)血管通透性的增加［2］等為DCE—MRI提供了診斷乳腺癌的病理生理基礎(chǔ)。

2 乳腺癌DCE—MRI采用的造影劑

Gd—DTPA是目前最常用的造影劑,是一種細(xì)胞外間隙小分子物質(zhì),與蛋白質(zhì)的親和力較小。在正常成熟的血管內(nèi)Gd—DTPA彌散到血管外-細(xì)胞外間隙的過程非常緩慢,而新生腫瘤血管的高滲透性和乳腺癌組織細(xì)胞外間隙的增大使Gd—DTPA可快速?gòu)浬⒌皆撻g隙,其分布容量與血管外-細(xì)胞外間隙一致。因此DCE—MRI能反映腫瘤的血流灌注狀態(tài)以及毛細(xì)血管通透性的改變,進(jìn)而反映腫瘤血管的生物學(xué)特性。

已有報(bào)道采用高分子磁共振造影劑時(shí)病灶的強(qiáng)化類型與腫瘤的分級(jí)相關(guān)［3］。也已有結(jié)合蛋白的造影劑用于腫瘤微血管的定量分析［4］。

3 乳腺DCE—MRI成像技術(shù)

乳腺M(fèi)RI一般在高磁場(chǎng)下進(jìn)行,多使用雙側(cè)乳房的陣列線圈。對(duì)于乳腺這類軟組織病變,常規(guī)增強(qiáng)檢查在乳腺癌的診斷中發(fā)揮了一定作用,但有局限性:其主要側(cè)重于增強(qiáng)程度和效果的觀察。有研究結(jié)果推薦乳腺M(fèi)R檢查絕大多數(shù)都要行DCE—MRI,以更敏感地發(fā)現(xiàn)病變。DCE—MRI側(cè)重對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)強(qiáng)化行為的觀察。為保證有限的時(shí)間內(nèi)獲得更多的病變強(qiáng)化信息,掃描序列宜選擇快速TlWI序列。而擾相梯度回波(spoiled gradient recalled echo,SPGR)序列因其采集速度快,能進(jìn)行3D模式采集,同時(shí)對(duì)Gd—DTPA短T1效應(yīng)較為敏感,故作為DCE-MRI的常用序列。目前的肝臟加速容積采集(1iver acquisition with volume acceleration,LAVA)序列,相比于常規(guī)SPGR具有更高的空間分辨力和更徹底的抑脂效果,已成為DCE—MRI的首選序列。

DCE-MRI的后處理方法包括病灶和正常組織強(qiáng)化率的定量分析、繪制時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(time-signal intensity curve,TIC)、數(shù)字減影及最大強(qiáng)度投影(maximum intensity projection,MIP)等［5］。

4 乳腺癌的DCE—MRI表現(xiàn)及與病理相關(guān)性

4.1 乳腺癌的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)

乳腺腫瘤形態(tài)學(xué)特征的觀察包括形狀、邊緣、信號(hào)均勻程度等。良性腫瘤多表現(xiàn)為形態(tài)規(guī)則、邊緣光滑、均勻強(qiáng)化;惡性腫瘤則表現(xiàn)為形態(tài)不規(guī)則、邊緣不光整或帶毛刺、強(qiáng)化不均勻或環(huán)形強(qiáng)化。一般認(rèn)為環(huán)形強(qiáng)化或邊緣強(qiáng)化是惡性腫瘤的特征性表現(xiàn)［6］。有如下幾種解釋:腫瘤血管生成的速度比腫瘤生長(zhǎng)慢,致血供不足,腫瘤中心出現(xiàn)液化壞死;Kusama等［7］將軸位MRI與對(duì)應(yīng)的病理切片進(jìn)行對(duì)照研究,發(fā)現(xiàn)邊緣強(qiáng)化病灶的中心主要為纖維化組織;乳腺癌邊緣強(qiáng)化與腫瘤的組織病理學(xué)有關(guān),邊緣部分MVD高,而中心部分MVD低。由此可見乳腺癌DCE—MRI表現(xiàn)與MVD分布呈顯著正相關(guān)。乳腺癌的特異性征象是毛刺征,其診斷乳腺癌的敏感性為80%［8］。毛刺征即腫塊邊緣顯示長(zhǎng)短不一、放射狀走行的條索狀影,呈“蟹足狀”或“星芒狀”。病理上提示毛刺形成的病理基礎(chǔ)是癌腫浸潤(rùn),反映其生物學(xué)特性。

4.2 乳腺癌的血流動(dòng)力學(xué)特征

早期增強(qiáng)率和TIC為乳腺DCE—MRI常用的觀察指標(biāo)。早期增強(qiáng)率反映病變內(nèi)的微循環(huán)狀況［9］、組織的微血管數(shù)量及其分布［10］和對(duì)比劑進(jìn)入組織間隙量的多少。早期增強(qiáng)率＜60%時(shí)提示病變?yōu)榱夹?若≥60%且＜80%時(shí),性質(zhì)確定困難;≥80%常提示惡性。惡性病變因MVD、血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加,故早期即明顯強(qiáng)化。

TIC是病灶血液灌注和流出等的綜合反映,與病灶內(nèi)的MVD及管壁滲透性有關(guān)［11］。Kuhl將其分為三型:I型為持續(xù)上升型;II型為上升平臺(tái)型,早期明顯強(qiáng)化,中晚期維持在峰值上下10%左右;Ⅲ型為快進(jìn)快出型。I型常提示良性,Ⅲ型高度提示惡性,Ⅱ型良惡性均可。阮超美等［12］提出了第4種類型TIC:平坦型,又分為高水平(IVA型)及低水平平坦型(IVB型),分別見于信號(hào)較高和較低的良性病變。前者如導(dǎo)管內(nèi)分泌物積聚、囊腫出血及乳腺假體等;后者如血供較少的纖維腺瘤、囊腫及乳腺假體等。IV型曲線被認(rèn)為是診斷良惡性病變的特異性指標(biāo)。

充填型強(qiáng)化方式即由周邊強(qiáng)化向中心滲透是乳腺癌特征性表現(xiàn)之一［13］。出現(xiàn)這種強(qiáng)化特征的原因有:惡性腫瘤周邊MVD高于中央;血管生長(zhǎng)類型以邊緣快速發(fā)展為主,以及瘤內(nèi)壓力梯度,即內(nèi)部間質(zhì)壓力高于良性腫瘤,導(dǎo)致中心區(qū)灌注下降。

MIP圖像不僅能立體、清晰地反映病灶的空間位置,更為重要的是能反映病灶周邊的異常血管及腋下、乳腺周圍淋巴結(jié)腫大。但病灶周圍血管數(shù)目及走行等對(duì)病變的診斷價(jià)值,尚需進(jìn)一步研究。

5 DCE—MRI在乳腺癌中的應(yīng)用

5.1 DCE—MRI在乳腺癌診斷中的作用

DCE—MRI診斷乳腺癌具有較高的敏感性,可達(dá)93%以上。其中對(duì)發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)性乳腺癌的敏感性接近100%［14］。尤其是當(dāng)鉬靶和超聲檢查不能確診時(shí),DCE—MRI可能成為一種有用的輔助檢查用來顯示和鑒別病變,明確二者不能診斷的腫塊是否為正常或良性病變,以避免不必要的活檢。鈣化在乳腺癌的診斷中有重要價(jià)值,它甚至可能是隱匿性乳癌的唯一征象,鉬靶、超聲可較好地顯示鈣化,但MRI難以顯示鈣化,故有作者認(rèn)為MRI對(duì)這一類早期乳癌的診斷沒有明顯價(jià)值。但龍浩等［15］認(rèn)為雖然MRI不能發(fā)現(xiàn)早期乳癌的微小鈣化灶,但對(duì)含鈣化早期乳癌的診斷敏感性及特異性都相當(dāng)高。因此,鉬靶發(fā)現(xiàn)鈣化,再結(jié)合DCE—MRI,對(duì)于早期乳癌,甚至原位癌的發(fā)現(xiàn)及診斷有積極意義。在我們的病例中,也見有微小鈣化的MRI影像表現(xiàn)。

因乳腺DCE—MRI的研究和臨床應(yīng)用尚缺乏一個(gè)統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的掃描成像技術(shù),從而造成對(duì)乳癌診斷的特異度變化范圍較大,約為37%～97%［16］。除此之外,還可能與下列因素有關(guān),如病人的選擇、年齡、病變的病理組織類型等。乳腺DCE—MRI鑒別良惡性腫瘤應(yīng)主要從兩方面進(jìn)行評(píng)估［17］,一方面是病灶的形態(tài)學(xué)特征,另一方面是病灶強(qiáng)化的動(dòng)力學(xué)特征。有效地把二者結(jié)合起來有助于提高病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性。

5.2 DCE—MRI在乳腺癌分期中的作用

常規(guī)影像學(xué)檢查容易低估腫瘤的微觀組織學(xué)范圍,不易發(fā)現(xiàn)特殊部位和較小病灶,對(duì)一些多中心、多灶性病變的顯示也不完全,更難以對(duì)胸肌筋膜與胸壁浸潤(rùn)、胸骨后及縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移進(jìn)行觀察;DCE—MRI不但在上述方面具有明顯優(yōu)勢(shì),而且可以觀察對(duì)側(cè)乳腺的情況?？傊?用DCE—MRI對(duì)乳腺癌進(jìn)行分期,為臨床治療方案的制定提供了更加可靠的依據(jù)［18］。

5.3 DCE—MRI在乳腺癌治療中的作用

DCE—MRI對(duì)乳腺癌術(shù)前分期有較好的準(zhǔn)確性,能為臨床擬定治療方案提供很大幫助。傳統(tǒng)的鉬靶易受疤痕、手術(shù)或放療后結(jié)構(gòu)及密度改變的影響,不易對(duì)臨床可疑腫瘤復(fù)發(fā)的病人做出正確解釋。而DCE—MRI則不同,其能在術(shù)后較敏感及準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)殘留病灶,鑒別腫瘤復(fù)發(fā)、術(shù)后和放療后瘢痕以及脂肪壞死等。DCE—MRI還可以評(píng)價(jià)腫瘤對(duì)化療的反應(yīng),即腫瘤經(jīng)過1～2個(gè)化療療程后,在體積未發(fā)生明顯改變之前,其對(duì)化療的敏感性便可通過強(qiáng)化方式的改變(如強(qiáng)化速度下降、TIC變平、強(qiáng)化程度降低等)反映出來。若在2個(gè)化療周期后腫瘤強(qiáng)化方式無任何改變,證明腫瘤對(duì)化療無反應(yīng)。Padhani等［19］也報(bào)道了25例乳癌患者新輔助化療后的療效反應(yīng)通過DCE—MRI得到了很好的預(yù)測(cè)。

5.4 DCE—MRI在乳腺癌篩查中的作用

由于DCE—MRI對(duì)乳腺癌的診斷具有很高的敏感性,很多研究者提出,對(duì)于乳腺癌高危婦女,其可作為一種常規(guī)篩查方法。乳腺癌高危人群包括BRCA1、BRCA2或TP53基因突變攜帶者以及有明顯家族史或先前患有小葉原位癌的女性。應(yīng)用DCE—MRI篩查可以發(fā)現(xiàn)臨床觸診、傳統(tǒng)影像學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)的惡性病變。對(duì)一側(cè)已診斷為乳癌的患者,DCE—MRI可有效地檢出對(duì)側(cè)是否存在隱性乳癌。經(jīng)研究,雙側(cè)同時(shí)發(fā)生乳癌的幾率為1%～3%,而對(duì)側(cè)非同時(shí)發(fā)生乳癌的幾率更高。因此,在一側(cè)乳癌已確診時(shí)進(jìn)行DCE—MRI檢查可以發(fā)現(xiàn)其他部位的隱性乳癌。盡管如此,目前DCE—MRI還不具備足夠高的敏感度、特異度及反復(fù)檢查的重復(fù)性和可承受性［20］。關(guān)于DCE—MRI在各種乳腺癌高危因素女性篩查中的作用,還有待進(jìn)一步研究。

6 DCE—MRI的局限性和展望

良惡性腫瘤的影像表現(xiàn)存在交叉時(shí),DCE—MRI可能不能準(zhǔn)確鑒別二者。另外,乳腺腺體也會(huì)隨月經(jīng)周期改變而強(qiáng)化不同,導(dǎo)致腫瘤的假陽(yáng)性診斷;DCE—MRI不能發(fā)現(xiàn)一些微觀病變,尤其是患者接受新輔助化療時(shí);DCE—MRI對(duì)乳腺內(nèi)微小鈣化的沉積不敏感。為獲得高時(shí)間分辨率和高空間分辨率的影像信息,新的掃描序列和新型造影劑正在被研究,以期提高診斷的準(zhǔn)確性。

綜上,DCE—MRI是一種無創(chuàng)性的檢查方法,具有極高的軟組織分辨率和多參數(shù)、多方位成像的能力,在乳腺癌的診斷和治療中具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

[1]Kuhl CK,Schild HH.Dynamic image interpretation of the breast[J].JMRI,2000,12(6):965～974.

[2]Su M Y,Cheung Y C,Fruehauf J P,et a1.Correlation of dynamic contrast enhancement MRI parameters with microvessel density and VEGF for assessment of angiogenesis in breast cancer[J].J Magn Reson Imaging,2003,18(4):467～477.

[3]Barrett T,Kobayashi H,Brechbiel M,Choyke PL.Macromolecular MRI contrast agents for imaging tumor angiogenesis[J].Eur J Radiol,2006,60(30):353～366.

[4]Preda A,Novikov V,Moglich M,Floyd E,Turetschek K, Shames DM,Brasch RC,Cavagna FM,Roberts TPL.MRI monitoring of Avastin (TM)antiangiogenesis therapy using B22956/1,a new blood pool contrast agent,in an experimental model of human cancer[J].J Magn Reson Imaging, 2004,20(5):865～873.

[5]陳林麗,趙建農(nóng).1H—MRS聯(lián)合DCE—MRI掃描在乳腺癌診斷中的臨床價(jià)值[J].國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志,2008,31(1):40～4 3.

[6]Kuhl C K,Mielcarek P,Klaschik S,et a1.Dynamic breast MR imaging:are signal time course data useful for differential diagnosis of enhancinglesions[J].Radiology,1999,211(1):101～110.

[7]Kusama R,Takayama F,Tsuchiya S.MRI of the breast:comparison of MRI signals and histological characteristics of the same slices[J].Med Mol Morphol,2005,38(4):204～215.

[8]Libemum L,Morris E A,Lee M J,et al.Breast lesion detected on MRI imaging[J].features and positive predictive value AJR,2002,179～171.

[9]Gibbs P,Liney GP,Lowry M,et a1.Differentiation of benign and malignant sub～1 cm breast lesions using dynamic contrast enhanced MRI[J].Breast,2004,13(2):115～121.

[10]Paitridje SC,McKinnon JC,Heniy IJ,et a1. Menstrual cycle variation of apparent diffusion coefficient measured in the normal breast using MRI[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging,2001,14:433～438.

[11]Komalsu S,Lee C J,Jchikawa D,et a1.Predictive value of the time-intensity curves on dynamic contrast-～enhanced magnetic reso nance imaging for lymphatic spreading in breast cancer[J].Surg T oday,2005,35(9):720.

[12]阮超美,歐陽(yáng)翼,陳林,等.乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR中時(shí)間～信號(hào)曲線的第四種類型[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,29(24):2211～2213.

[13]Matsubayashi R,Matsuo Y,Edakuni G,et al.Breast masses with peripheral rim enhancement on dynamic contrast-enhanced MR images:correlation of MR findings with histologie features and expression of growth factors[J].Radiology,2000,217:841.

[14]Fischer U,von Heyden D,Vosshenrich R,Vieweg I,Grabbe E.Signal characteristics of benign and malignant breast lesions in dynamic 2D～MRT of the breast[J].Fortschritte auf dem Gebiete der Rontgenstrahlen und der Neuen Bildgebenden Verfahren,1993,158(4):287～292.

[15]龍浩,歐陽(yáng)翼.動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI對(duì)含鈣化乳腺病例的診斷價(jià)值[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,29(23):2163～2166.

[16]Harms SE,Flamig DP,Hesley KL,Meiches MD,Jensen RA, Evans WP,Savino DA,Wells RV[J].MR imaging of the breast with rotating delivery off resonance:clinical experience with pathological correlation.Radiology,1993,187:493～501.

[17]Goscin CP,Bermen CG,Clark RA.Magnetic resonance imaging of the breast[J].Cancer Control,2001,8(5):399～406.

[18]Heywang SH,Beck R.Contrast—Enhanced MRI of the Breast Heideberg[J].Springer—Verag,1996:95～103.

[19]Padhani AR,Hayes C,Assersohn L,et a1.Prediction of clinicopathologic response of breast cancer to primary chemotherapy at contrast—enhanced MR imaging[J].Radiology,2006,239(2):361～374.

[20]Orel SG.Schnall MD.MR imaging of the breast for the detection,diagnosis,and staging of breast cancer[J].Radiology,2001,220(1):13～30.