磁共振擴散加權(quán)成像在乳腺良惡性病變中的診斷價值

1.清華大學(xué)附屬北京市垂楊柳醫(yī)院放射科2.清華大學(xué)附屬北京市垂楊柳醫(yī)院(北京 100022)3.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院放射科 (北京100020)

張東坡1 李優(yōu)偉1 毛 磊1 王 覺2 王麗寧2 翟仁友3

磁共振擴散加權(quán)成像在乳腺良惡性病變中的診斷價值

1.清華大學(xué)附屬北京市垂楊柳醫(yī)院放射科
2.清華大學(xué)附屬北京市垂楊柳醫(yī)院(北京 100022)
3.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院放射科 (北京100020)

張東坡1李優(yōu)偉1毛 磊1王 覺2王麗寧2翟仁友3

目的對比正常乳腺及乳腺良、惡性病變的表觀彌散系數(shù)(ADC)，探討DWI在乳腺良惡性病變中的診斷價值。方法回顧分析行乳腺MRI檢查并經(jīng)病理證實的177例乳腺病變，比較良、惡性病變及正常乳腺組織ADC值的差異，采用接受者工作特征曲線(ROC)確定良惡性病變的ADC界值；比較ADC值在乳腺良惡性病變定性診斷中的效能。結(jié)果177例乳腺病變中良性112例，惡性65例，正常乳腺177例，其平均ADC值分別為(1.57±0.25)×10-3mm2/s、(1.11±0.32)×10-3mm2/s、(1.72±0.22)×10-3mm2/s，良惡性病變ADC界值為1.23×10-3mm2/s，其敏感性和特異性分別為80.42%和92.13%。；按病變形態(tài)分組：腫塊性病變144例，惡性47例，良性97例，平均ADC值分別為(1.06±0.27)×10-3mm2/s、(1.58±0.26)×10-3mm2/s，ADC界值為1.23×10-3mm2/s，其敏感性和特異性分別為85.17%和92.84%。；非腫塊性病變33例，惡性18例，良性15例，平均ADC值分別為(1.25±0.40)×10-3mm2/s、(1.50±0.18)×10-3mm2/s，ADC界值為1.36×10-3mm2/s，其敏感性和特異性分別為77.81%和80.35%。結(jié)論乳腺惡性病變的ADC值低于良性病變，根據(jù)ADC界值可以鑒別良、惡性，對腫塊性病變和非腫塊性病變應(yīng)采用不同的ADC界值，DWI在鑒別乳腺良惡性病變與正常乳腺組織時也有一定價值。

乳腺疾??；磁共振成像，彌散

乳腺磁共振動態(tài)增強掃描(dynamic contrast-enhanced MR imaging, DCE-MRI)已逐漸被廣泛應(yīng)用于乳腺病變?nèi)榈脑\斷和術(shù)前評價中，成為乳腺影像學(xué)檢查重要手段之一。據(jù)報道，乳腺磁共振成像的敏感性高達89%～100%[1]。但是由于傳統(tǒng)的磁共振成像技術(shù)主要應(yīng)用形態(tài)學(xué)及動態(tài)增強技術(shù)，其特異性較其較高的敏感性相對較低，所以先進的磁共振成像技術(shù)在乳腺病變的診斷中會起到更重要的作用。擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)能從分子水平反映人體組織的空間組成信息和病理生理狀態(tài)下各組織成分之間交換水分的功能情況，從而提高乳腺磁共振成像的特異性[2]。在本次回顧性研究中，我們主要研究DWI在乳腺良惡性病變及乳腺正常組織鑒別診斷中的作用。

1 材料和方法

1.1 研究對象回顧性分析2009年5月至2013年5月期間，在我院行乳腺MRI增強掃描檢查并經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢得到病理證實的患者171例，平均年齡19～75歲，平均(41.0±8.7)歲，病灶共177個。

1.2 檢查方法使用1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀(Signa Excite, GE Medical System, USA)；患者俯臥位于8通道乳腺專用線圈，使雙乳自然懸垂于線圈洞穴內(nèi)。DWI采用橫軸位的平面回波—擴散加權(quán)成像序列，TR=6000ms,TE=71.5ms，層厚=8.0mm間隔1.0mm，激勵次數(shù)(NEX)=2，視野(FOV)=32×32cm，矩陣=128×128，b值=0，800s/ mm2。

1.3 圖像分析及后處理應(yīng)用GE Advantage Windows aw4.2圖像處理工作站。由兩名有乳腺MR工作經(jīng)驗且不知最終病理結(jié)果的放射科醫(yī)生獨立閱片。分析病變動態(tài)增強MRI圖像。根據(jù)美國放射學(xué)會(ACR)2003年出版的乳腺MR影像報告及數(shù)據(jù)系統(tǒng)(breast imaging reporting and data system MRI, BI-RADS MRI)，將病變分為腫塊性和非腫塊性病變兩組。在DWI圖像后處理過程中，應(yīng)用Fuctiontool軟件，產(chǎn)生黑白ADC圖，并測量每個病人的正常乳腺組織及可見病變的ADC值。正常乳腺組織的ADC要從病變同一層面或乳頭層面對側(cè)乳腺纖維腺體區(qū)測量，而盡量避免感興趣區(qū)(region of interest, ROI)內(nèi)存在脂肪組織；對于脂肪型乳腺，應(yīng)用小的ROI以減少包含的脂肪組織；對于病變，ROI放于腫瘤上，同時盡量避開出血、囊變及壞死區(qū)，對于體積較小的病變，應(yīng)結(jié)合動態(tài)增強掃描所顯示病變位置準(zhǔn)確定位。ROI的大小是10～100mm2。所有數(shù)據(jù)均測量3次取平均值，以減少測量誤差。

1.4 病理學(xué)分析病理切片由病理科醫(yī)生進行HE染色及免疫組化分析后做出病理診斷。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理定量資料的檢測結(jié)果用s表示。應(yīng)用SPSS 19.0軟件，采用方差分析及兩個獨立樣本t檢驗比較乳腺良、惡性病變及對側(cè)正常乳腺腺體的平均ADC值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。根據(jù)接受者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve, ROC)確定ADC界值。

2 結(jié) 果

2.1 乳腺病例組成177個乳腺病灶中，惡性病灶65個，其中浸潤性導(dǎo)管癌33個，導(dǎo)管內(nèi)癌及部分浸潤性導(dǎo)管癌5個，浸潤性小葉癌4個，導(dǎo)管原位癌3個(其中1個伴少許浸潤性導(dǎo)管癌)，神經(jīng)內(nèi)分泌癌3個，復(fù)合型浸潤癌2個，浸潤性導(dǎo)管癌及導(dǎo)管內(nèi)癌2個，小葉原位癌2個，浸潤性大汗腺癌及導(dǎo)管大汗腺癌1個，浸潤性篩狀癌1個，浸潤性微乳頭狀癌1個，導(dǎo)管內(nèi)癌1個，髓樣癌1個，乳腺癌(穿刺結(jié)果，未提供具體組織學(xué)類型)5個，微小癌灶1個；良性病灶112各，其中纖維腺瘤88個，乳腺腺病11個，導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤3個，慢性乳腺炎3個，纖維腺瘤樣增生2個，乳腺良性分葉狀腫瘤2個，乳腺交界性葉狀腫瘤1個，肉芽腫性小葉性乳腺炎1個，脂肪壞死1個。根據(jù)BI-RADS MRI按照形態(tài)學(xué)表現(xiàn)分組：腫塊性病灶144個，其中惡性47個，良性97個；非腫塊性病灶33個，其中惡性18個，良性15個。于病變同層面或乳頭層面測得對側(cè)正常乳腺組織177個。

表1 正常乳腺及乳腺良惡性病變的ADC值（×10-3mm2/s）

表2 腫塊和非腫塊乳腺病變的ADC值（×10-3mm2/s）

圖1 177例乳腺病變（良性，n=112；惡性，n=65）ADC值ROC曲線分析。ADC界值=1.23×10-3mm2/s時，當(dāng)ADC值＜1.23×10-3mm2/s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為80.42%、92.13%，曲線下面積為0.892。圖2 144例腫塊性病變（良性，n=97；惡性，n=47）ADC值ROC曲線分析。ADC界值=1.23×10-3mm2/s時，當(dāng)ADC值＜1.23×10-3mm2/s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為85.17%、92.84%，曲線下面積為0.921。圖3 33例非腫塊性病變（良性，n=15；惡性，n=18）ADC值ROC曲線分析。ADC界值=1.36×10-3mm2/s時，當(dāng)ADC值＜1.36×10-3mm2/s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為77.81%、80.35%，曲線下面積為0.798。

圖4-7 患者女，52歲，左乳內(nèi)上象限浸潤性導(dǎo)管癌。圖4 動態(tài)增強掃描見邊緣強化腫塊樣病變(箭)；圖5 動態(tài)增強掃描病變時間-信號曲線呈Ⅲ型；圖6 DWI圖像示腫塊呈明顯高信號(箭)；圖7 ADC圖像示病變呈低信號，ADC值為0.81×10-3mm2/s(箭)。圖8-11 患者女，42歲，左乳外上象限導(dǎo)管原位癌。圖8 動態(tài)增強掃描病變呈段樣非腫塊樣強化(箭)；圖9 動態(tài)增強掃描病變時間-信號曲線呈Ⅱ型；圖10 DWI圖像示病變區(qū)呈高信號(箭)；圖11 ADC圖像示病變呈低信號，ADC值為1.16×10-3mm2/s。

2.2 乳腺良惡性病變及正常乳腺的ADC值及界值的確定乳腺良性病灶112個，平均ADC值為(1.57±0.25)×10-3mm2/ s；惡性病變65個，平均ADC值為(1.11±0.32)×10-3mm2/s；正常乳腺177個，平均ADC值為(1.72±0.22)×10-3mm2/s；根據(jù)方差分析結(jié)果，顯示各組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，根據(jù)ROC曲線確定良惡性病變ADC界值為1.23×10-3mm2/s，當(dāng)ADC值＜1.23×10-3mm2/s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為80.42%和92.13%，曲線下面積為0.892。(表1)(圖1)

2.3 乳腺腫塊性及非腫塊性病變的ADC值及界值的確定乳腺腫塊性病灶144個，其中惡性病變97個，平均ADC值為(1.06±0.27)×10-3mm2/s；良性病變47個，平均ADC值為(1.58±0.26)×10-3mm2/s，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；根據(jù)ROC曲線確定ADC界值為1.23×10-3mm2/s，當(dāng)ADC值＜1.2×10-3mm2/ s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為85.17%和92.84%，曲線下面積為0.921。乳腺非腫塊性病灶33個，其中惡性18個，平均ADC值為(1.25±0.4)×10-3mm2/s；良性15個，平均ADC值為(1.5±0.18)×10-3mm2/s，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，根據(jù)ROC曲線確定ADC界值為1.36× 10-3mm2/s，當(dāng)ADC值＜1.36× 10-3mm2/s時診斷為惡性，敏感性和特異性分別為77.81%和80.35%，曲線下面積為0.798。在惡性病例中，表現(xiàn)為腫塊性病變的ADC值[(1.06±0.27)× 10-3mm2/s]低于非腫塊性病變[(1.25±0.40)× 10-3mm2/s]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.029＜0.05)；良性病例中，兩者差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；腫塊性病變的ADC界值(1.23×10-3mm2/ s)低于非腫塊性病變(1.36×10-3mm2/s)。(表2)(圖2-11)

3 討 論

乳腺MRI檢查越來越多的應(yīng)用于乳腺癌的發(fā)現(xiàn)、診斷以及腫瘤的分期[1]。在乳腺磁共振成像過程中，通過結(jié)合形態(tài)學(xué)和動態(tài)曲線的診斷方法對于診斷乳腺癌有著較高的敏感性。但是由于激素水平的不同、乳腺增生、纖維腺瘤和乳頭狀瘤等可導(dǎo)致假陽性結(jié)果，從而明顯降低的乳腺磁共振檢查的特異性。

DWI是一種基于組織彌散信號的先進的磁共振成像技術(shù)，它反映了由于布朗運動導(dǎo)致的水分子彌散入組織的隨機運動。在研究乳腺腫物過程中，DWI可提供腫瘤生物學(xué)行為方面的信息。一些研究已經(jīng)采用DWI來評價乳腺病變[2-5]。

據(jù)文獻報道，DWI在鑒別良惡性病變中是非常有用的一項技術(shù)[2-6]。惡性病變由于細胞緊密而細胞外間隙減小，從而降低了水分子的彌散程度。DWI高信號和對應(yīng)的低ADC值表示彌散受限。相反，細胞外間隙較大的良性病變其細胞外間隙中存在大量水分子，而且分子活動受限程度較低，從而其ADC值較高[7]。本研究我們通過對65例惡性病變、112例良性病變和177例乳腺正常組織的ADC值的測量和分析表明，DWI可以很好的鑒別良惡性病變，這與文獻報道結(jié)構(gòu)一致[2,4,7,8]。

Marini[9]等報道乳腺良性病變的ADC值是(1.48±0.37)× 10-3mm2/s，惡性病變ADC值是(0.95±0.18)×10-3mm2/s。本研究正常乳腺平均ADC值是(1.72±0.22)×10-3mm2/s，良性病變平均ADC值是(1.57±0.25) 10-3mm2/s，惡性病變平均ADC值是(1.11±0.32)×10-3mm2/s，其結(jié)果和文獻報道基本一致。本研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用ROC曲線來確定ADC界值，同時兼顧敏感性和特異性，方法簡便快捷。

在文獻報道及我們研究中均發(fā)現(xiàn)，良惡性病變的ADC值有輕度的重疊。某些良性病變，如血腫、膿腫、纖維化等病變可以降低ADC值[9]，從而導(dǎo)致假陽性結(jié)果，所以在本研究中良性組并未包括這些病人或選取ROI時盡量避開此類區(qū)域。據(jù)報道粘液癌由于含有粘液蛋白成分呈高ADC值[10]，但本研究中1例髓樣癌表現(xiàn)為低ADC值。文獻報道惡性腫瘤的中央壞死區(qū)ADC值較高，本研究中ROI均從腫瘤實質(zhì)區(qū)測得，避免腫瘤壞死、囊變及出血區(qū)。

DWI可提供腫瘤細胞構(gòu)成定性及定量的相關(guān)信息，所以ADC是反映水分子自由運動的一個定量指標(biāo)，它與腫瘤的細胞密度呈反比。細胞密度較高、細胞外及細胞內(nèi)水腫、高粘液性及纖維化均可見減低水分子的活動，從而在DWI中顯示為彌散受限[4]。生物組織的微觀運動包括細胞外間隙及毛細血管網(wǎng)微循環(huán)中的分子擴散，所以灌注是另一個影響ADC值的因素。據(jù)文獻報道，ADC值會隨著b值的不同而改變。低b值會致DWI彌散的權(quán)重減低。同時，在低b值圖像中，惡性病變中豐富的微血管結(jié)構(gòu)會提高灌注效應(yīng)而影響ADC值[4,11]。

不同的b值、其他的技術(shù)因素和研究對象病理類型的不同等因素可以解釋文獻報道中ADC值的差異。Woodhams[4]等報道在檢測乳腺腫物中，b＜750s/mm2診斷效果較好。但是Pereira[12]等報道不同的b值在乳腺良惡性病變中測得的ADC值的差異無顯著性差異，并指出在DWI序列中應(yīng)用多b值掃描是沒有必要的。在本組研究中，為了節(jié)省時間我們b值為0s/mm2和800s/mm2。

只有當(dāng)技術(shù)參數(shù)和圖像后處理過程標(biāo)準(zhǔn)化后，DWI診斷乳腺病變的準(zhǔn)確性才能保證。由于磁易感性、化學(xué)位移、運動偽影和較低的空間分辨率導(dǎo)致的圖像變形失真是技術(shù)方面較大的限制。另一個限制是非腫塊樣強化病灶，其可以表現(xiàn)為較大范圍非致密的病變區(qū)域，腫瘤內(nèi)部可以存在正常乳腺組織。非浸潤性導(dǎo)管癌、小葉原位癌、非典型導(dǎo)管增生、乳頭狀瘤、激素相關(guān)改變等可以表現(xiàn)為非腫塊樣強化灶[13]。根據(jù)Guo等[2]的報道，平均ADC值與細胞密度呈反比，因此這些病變彌散受限程度較小，所以本研究同時按照腫塊和非腫塊對病變進行分組，比較兩組病變的ADC值差異；研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)病變的形態(tài)學(xué)不同，其ADC值也有差異。在惡性病例中，腫塊性病變平均ADC值[(1.0±0.3)× 10-3mm2/s]略低于非腫塊性病變ADC值[(1.2±0.3)×10-3mm2/s]，筆者認(rèn)為腫塊和非腫塊性病變之間細胞密度的差異可以解釋ADC值得差異，ADC值和腫瘤細胞密度呈負相關(guān)。DWI并不能替代乳腺MRI的動態(tài)增強檢查，但可以作為一種評價乳腺疾病的補充檢查手段，尤其當(dāng)患者應(yīng)用造影劑禁忌時，DWI的診斷作用會更加凸顯[4]。

總之，DWI是一種可在活體應(yīng)用的研究組織分子水平特點的有效工具。乳腺惡性病變的ADC值低于良性病變，根據(jù)ADC界值可以鑒別良、惡性乳腺病變。腫塊性病變和非腫塊性病變的ADC值存在差異；腫塊性病變的ADC界值低于非腫塊性病變的ADC界值。乳腺DWI在鑒別乳腺良惡性病變與正常乳腺組織時也有一定價值。

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(本文編輯: 劉龍平)

Diffusion-weighted MR Imaging of Benign and Malignant Breast Lesions

ZHANG Dong-po1, LI You-wei1, Mao Lei1, et al．, 1．Department of Radiology, Beijing Chuiyangliu Hospital, Beijing 100022, P．R． China; 2 Beijing Chuiyangliu Hospital, Beijing 100022, P．R． China; 3．Department of Radiology, Beijing Chao-Yang Hospital, Capital Medical University, Beijing 100020, P．R． China

ObjectiveTo determine the diagnostic potential of Diffusion-weighted MR Imaging to differentiate between benign and malignant breast lesions by comparing apparent diffusion coefficient (ADC) among normal breast tissue, benign and malignant breast lesions．MethodsRetrospective analysis of 177 pathologically confirmed breast lesions examined using EPI-DWI and compare the mean ADC among normal breast tissue, benign and malignant breast lesions． The cut-off ADC value for malignant lesion was determined using receiver operating characteristic (ROC) curve analysis．The diagnostic accuracy of DWI was compared in breast mass and non-mass lesions．ResultsMean ADC values for benign(112/177), malignant(65/177) breast lesions and normal breast tissue(177) were (1．57±0．25)×10-3mm2/s, (1．11±0．32)×10-3mm2/ s and (1．72±0．22)×10-3mm2/s, respectively． With a cut-off value of 1．23×10-3mm2/ s for ADC in ROC analysis, 80．42% sensitivity and 92．13% specificity were achieved．Among 177 lesions 144 were mass and 33 were non-mass． The mean ADC of malignant mass lesions [(1．06±0．27)×10-3mm2/s] was statistically lower than that of benign ones [(1．58±0．26)×10-3mm2/s]． The sensitivity and specificity of the ADC with a threshold of [1．23×10-3mm2/s] was 85．17﹪ and 92．84﹪respectively． The mean ADC of malignant non-mass lesions [(1．25±0．40)×10-3mm2/s] was statistically lower than that of benign ones [(1．50±0．18)×10-3mm2/s]． The sensitivity and specificity of the ADC with a threshold of [1．36×10-3mm2/s] was 77．81﹪ and 80．35﹪respectively．ConclusionThe ADC is an effective parameter in distinguishing between malignant and benign breast lesions． The cut-off values of ADCs are different between mass and non-mass lesions．DWI of the breast can help differentiate benign and malignant breast lesions from normal breast tissue．

Breast Diseases; Diffusion Magnetic Resonance Imaging

R737.9

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.05.021

翟仁友

2015-03-26