動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷價(jià)值＊

江蘇省蘇州市立醫(yī)院本部影像科(江蘇 蘇州 215002)

費(fèi) 瑩 許建銘 沈鈞康沈玉英

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷價(jià)值＊

江蘇省蘇州市立醫(yī)院本部影像科(江蘇 蘇州 215002)

費(fèi) 瑩 許建銘 沈鈞康沈玉英

目的探討動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic cont rast-enhanced MRI，DCE-MRI)定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的鑒別能力。方法搜集經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的乳腺腫瘤患者38例，其中良性腫瘤14例，惡性腫瘤24例，術(shù)前均行DCE-MRI掃描，選取感興趣區(qū)測(cè)量腫瘤的DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans(容量轉(zhuǎn)移常數(shù))、Kep(速率常數(shù))、Ve(血管外細(xì)胞外間隙容積比)。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較良、惡性腫瘤組間定量參數(shù)的差異，繪制ROC曲線分析定量參數(shù)對(duì)乳腺良、惡性腫瘤的診斷效能。結(jié)果乳腺良性腫瘤組Ktrans、Kep、Ve平均值分別為(0.134±0.121)min-1、(0.273±0.137)min-1、(0.633±0.096)；乳腺惡性腫瘤組Ktrans、Kep、Ve平均值分別為(0.339±0.128)min-1、(0.515±0.169) min-1、(0.680±0.116)。Ktrans、Kep在良、惡性腫瘤組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.001)。Ve在良、惡性腫瘤組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。以最大約登指數(shù)確定最佳診斷界值，Ktrans、Kep的敏感性、特異性和ROC曲線下面積分別為89.17%、93.83%；94.56%、85.71%和0.929、0.902。結(jié)論定量參數(shù)Ktrans、Kep可作為乳腺良、惡性腫瘤鑒別診斷的參考指標(biāo)，且有較高的診斷效能。

乳腺腫瘤；磁共振成像；動(dòng)態(tài)增強(qiáng)

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率約為46.74/10萬，且發(fā)病年齡呈年輕化趨勢(shì)，嚴(yán)重危及女性的身心健康和生命[1]。因此，乳腺癌的早期診斷及乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷對(duì)于治療具有重要意義。乳腺癌為血管依賴性腫瘤，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic cont rast-enhanced MRI，DCE-MRI)定量分析作為一種較新的功能成像技術(shù)，可提供反映腫瘤血流灌注、微血管滲透性等血流動(dòng)力學(xué)的定量參數(shù)。本文運(yùn)用DCE-MRI定量分析技術(shù)對(duì)乳腺腫瘤進(jìn)行研究，探討DCEMRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料搜集本院2015年1月至2016年3月間術(shù)前行DCE-MRI檢查且有術(shù)后病理完整資料的女性乳腺腫瘤患者38例，年齡21～69歲，平均47歲。乳腺惡性腫瘤24例，其中浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌21例，導(dǎo)管內(nèi)癌2例，粘液癌1例。乳腺良性腫瘤14例，其中纖維腺瘤8例，導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤3例，腺病2例，葉狀腫瘤1例。

1.2 檢查方法采用Siemens Skyra 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，專用8通道乳房相控線圈?；颊呷「┡P位，雙側(cè)乳房自然懸垂于線圈內(nèi)。橫軸位t i rm-T2WI：TR 3670ms，TE 70ms，F(xiàn)OV 340mm，矩陣358×448，層厚4mm，層間距0.8mm；橫軸位DWI：TR 8500ms，TE 100ms，b值分別取0和800s/mm2。T1多翻轉(zhuǎn)角掃描：TR 4.09ms，TE 1.39ms，F(xiàn)OV 330mm，矩陣154×192，層厚3.5mm，層間距0.7mm，翻轉(zhuǎn)角取2°和15°。T1動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描：翻轉(zhuǎn)角取15°，其余掃描參數(shù)同T1多翻轉(zhuǎn)角。掃描應(yīng)用三維容積內(nèi)插體部檢查(volume interpolated body examina t ion，VIBE)序列，共掃描25個(gè)時(shí)相，單個(gè)時(shí)相掃描時(shí)間17.42s，總掃描時(shí)間7.26min。以高壓注射器經(jīng)肘靜脈注入對(duì)比劑(釓雙胺)0.2mmol/ kg，速率為3ml/s，注射完后以相同速率加注20ml生理鹽水。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)量將動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像導(dǎo)入TISSUE 4D軟件(Siemens SyngoVE40B工作站)進(jìn)行后處理。結(jié)合T2WI、DWI及DCE-MRI圖像確定腫瘤位置。避開血管、脂肪、鈣化和出血區(qū)域，選擇腫瘤的實(shí)質(zhì)成分強(qiáng)化最明顯的部位作為感興趣區(qū)(圖1)，每個(gè)腫瘤測(cè)量3次定量參數(shù)并取平均值。運(yùn)用“Tof ts兩室模型”[2]作為藥代動(dòng)力學(xué)模型，經(jīng)軟件計(jì)算出以下定量參數(shù)：①容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(volume t ransfer constant，Ktrans)，對(duì)比劑從血管內(nèi)擴(kuò)散到血管外的速度常數(shù)，單位為mi n-1；②速率常數(shù)(rate constant，Kep)，組織間隙內(nèi)對(duì)比劑重新回到血管內(nèi)的速度常數(shù)，單位為mi n-1；③血管外細(xì)胞外間隙容積比(ext ravascular ext racel lular volume f raction，Ve)，血管外細(xì)胞外間隙占整個(gè)體素的容積比。三者關(guān)系為Ve=Ktrans/Kep。經(jīng)后處理生成偽彩圖(圖2、5)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。乳腺良性腫瘤組與惡性腫瘤組間定量參數(shù)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)Ktrans、Kep、Ve平均值的差異，當(dāng)P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制ROC曲線并計(jì)算曲線下面積，根據(jù)最大約登指數(shù)(約登指數(shù)＝敏感性+特異性-1)確定最佳診斷界值，評(píng)價(jià)定量參數(shù)的診斷效能。

2 結(jié) 果

2.1 乳腺良惡性腫瘤組間DCE-MRI定量參數(shù)的差異乳腺良性腫瘤組(圖1、3)的Ktrans、Kep較低，偽彩圖上顯示為代表低灌注的黃藍(lán)混雜顏色(圖2)；惡性腫瘤組(圖4、6)的Ktrans、Kep較高，偽彩圖上顯示為代表高灌注的紅色(圖5)。乳腺良性、惡性腫瘤組間Ktrans(t=5.931，P＜0.001)、Kep(t=4.622，P＜0.001)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，乳腺良性、惡性腫瘤組間Ve(t=1.268，P=0.213)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1)。

表1 乳腺良惡性腫瘤組間DCE-MRI定量參數(shù)的差異（±s）

表1 乳腺良惡性腫瘤組間DCE-MRI定量參數(shù)的差異（±s）

組別 例數(shù) Ktrans(min-1) Kep(min-1) Ve良性腫瘤組 14 0.134±0.121 0.273±0.137 0.633±0.096惡性腫瘤組 24 0.339±0.128 0.515±0.169 0.680±0.116 t值 5.931 4.622 1.268 P值 ＜0.001 ＜0.001 0.213

2.2 DCE-MRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的診斷效能以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)繪制Ktrans、Kep、Ve的ROC曲線(圖7)，得到Ktrans、Kep、Ve曲線下面積分別為0.929、0.902、0.628，可知Ktrans、Kep曲線下面積在0.9以上，具有較高的診斷效能，Ktrans的敏感性和特異性為89.17%和94.56%，Kep的敏感性和特異性為93.83%和85.71%(見表2)。

表2 DCE-MRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的診斷效能

3 討 論

3.1 DCE-MRI定量分析的原理DCE-MRI是從腫瘤血流動(dòng)力學(xué)特征的角度進(jìn)行分析的MR功能成像方法，在MR快速掃描技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)高壓注射器靜脈團(tuán)注對(duì)比劑，對(duì)比劑經(jīng)血液循環(huán)流至腫瘤的供血?jiǎng)用}和毛細(xì)血管床，并進(jìn)一步透過血管壁滲入到腫瘤組織中，使腫瘤組織的T1弛豫時(shí)間縮短、MR信號(hào)強(qiáng)度異常增高，從而提高了腫瘤與正常組織間的對(duì)比度，有利于病灶的檢出。DCE-MRI可對(duì)組織血流灌注和微血管滲透性的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行定性、半定量和定量分析[3]。既往DCEMRI較多用于腫瘤的定性和半定量分析。定性分析是基于病灶的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線，依據(jù)曲線的形態(tài)分析對(duì)比劑進(jìn)入病灶的流入速率和廓清時(shí)間，以間接判斷病灶的良惡性。半定量分析未運(yùn)用藥代動(dòng)力學(xué)模型，僅依據(jù)時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線計(jì)算出病灶的最大強(qiáng)化率、達(dá)峰時(shí)間等半定量參數(shù)，不能準(zhǔn)確反映MRI含釓對(duì)比劑所導(dǎo)致的局部組織血流動(dòng)力學(xué)變化及其病理生理過程。本研究采用的DCE-MRI定量分析技術(shù)則運(yùn)用合適的藥代動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算出反映組織血流灌注和微血管滲透性的血流動(dòng)力學(xué)定量參數(shù)，從而可精準(zhǔn)、客觀地評(píng)價(jià)靶組織內(nèi)對(duì)比劑的濃度變化和腫瘤內(nèi)部血流動(dòng)力學(xué)信息。

3.2 DCE-MRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良惡性腫瘤的鑒別乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸均與血管生成密切相關(guān)[4]，乳腺癌組織具有大量雜亂、不均勻的新生血管，形成了不完整、無舒縮功能的裂隙性血管網(wǎng)，引起微血管滲透性增加、微循環(huán)流速及流量增加，這種腫瘤組織微循環(huán)在空間和時(shí)間上的不均衡性是DCE-MRI評(píng)價(jià)乳腺癌微循環(huán)的病理基礎(chǔ)。DCE-MRI定量參數(shù)能反映對(duì)比劑在瘤體內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布過程，提供腫瘤血管的滲透率和灌注信息，可對(duì)腫瘤的血管生成狀態(tài)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評(píng)估。

DCE-MRI定量參數(shù)中，Ktrans可反映對(duì)比劑從血管腔內(nèi)擴(kuò)散到血管腔外的信息，Kep可反映對(duì)比劑從血管外細(xì)胞外間隙回流到血管腔內(nèi)的信息。El Khou l i等[5]的研究結(jié)果顯示Ktrans、Kep與乳腺腫瘤的良、惡性有關(guān)，李瑞敏等[6]的研究結(jié)果顯示乳腺惡性病變的Ktrans、Kep值明顯高于良性病變。本研究顯示乳腺惡性腫瘤組Ktrans、Kep平均值分別為(0.339±0.128) min-1、(0.515±0.169)min-1，良性腫瘤組Ktrans、Kep平均值分別為(0.134±0.121)mi n-1、(0.273±0.137)min-1，乳腺惡性腫瘤組Ktrans、Kep值明顯高于良性腫瘤組，兩組間Ktrans、Kep的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)。這與乳腺良、惡性腫瘤不同的生物學(xué)特性有關(guān)：惡性腫瘤新生血管增多雜亂，內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)不完整，血管滲透性明顯增高，對(duì)比劑從血管腔內(nèi)流出至血管外間隙的速度加快，Ktrans值增大，同樣對(duì)比劑從血管外間隙回流入血管腔內(nèi)的速度亦增快，Kep值明顯升高，血流灌注時(shí)對(duì)比劑交換加快，表現(xiàn)為高灌注；而良性腫瘤組織新生血管較少，血管內(nèi)皮相對(duì)完整，對(duì)比劑從血管腔內(nèi)流出至血管外間隙速度慢，回流速度亦慢，Ktrans、Kep值均相對(duì)較低，對(duì)比劑交換較慢，血流灌注相對(duì)較低。Ve可反映血管外細(xì)胞外間隙占整個(gè)體素的容積比，Ve=Ktrans/Kep。本研究結(jié)果顯示，乳腺良性腫瘤組Ve平均值為(0.633±0.096)，惡性腫瘤組Ve平均值為(0.680±0.116)，兩組間Ve的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。雖然惡性腫瘤的血管滲透性高，但其Ktrans、Kep值都增高，兩者間的比值變化不大，Ve值并無顯著升高；而良性腫瘤的血管相對(duì)較為成熟，其Ktrans、Kep值均相對(duì)較低，從而導(dǎo)致Ve值在乳腺良、惡性腫瘤間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在一定區(qū)間內(nèi)乳腺良、惡性腫瘤的Ve值可發(fā)生重疊。

本研究運(yùn)用ROC曲線探討DCEMRI定量參數(shù)對(duì)乳腺良、惡性腫瘤的鑒別診斷效能。ROC曲線及其曲線下面積作為診斷方法準(zhǔn)確性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在既往相關(guān)文獻(xiàn)中已得到確切應(yīng)用，Tudo r i ca 等[7]通過ROC曲線研究表明Ktrans對(duì)鑒別乳腺良惡性腫瘤的敏感性可達(dá)100%、特異性可達(dá)91%；Baek 等[8]研究發(fā)現(xiàn)，DCE-MRI定量參數(shù)中Ktrans對(duì)乳腺良惡性病變的診斷鑒別意義最大。本研究結(jié)果顯示Ktrans和Kep的ROC曲線下面積分別為0.929和0.902，均在0.9以上，診斷效能較高；Ktrans和Kep的敏感性分別為89.17%和93.83%，Ktrans和Kep的特異性分別為94.56%和85.71%。竇瑞雪等[9]研究表明，定量參數(shù)Ktrans、Kep對(duì)乳腺良惡性病變的鑒別診斷有臨床價(jià)值，且有較高的診斷效能，與本研究結(jié)果相符。本研究中Ktrans和Kep的最佳診斷界值分別為0.242min-1和0.322min-1，與李瑞敏等[6]研究報(bào)道的結(jié)果不完全一致，分析原因可能與各研究組所采用的對(duì)比劑、注射速率和后處理軟件不一致等因素有關(guān)，導(dǎo)致各研究最終獲得的數(shù)據(jù)及結(jié)果間存在差異。隨著多中心、大樣本研究的開展以及掃描方法的進(jìn)一步統(tǒng)一和規(guī)范，DCE-MRI定量分析技術(shù)在乳腺良惡性腫瘤鑒別診斷中的逐步應(yīng)用與推廣，可以預(yù)判在不遠(yuǎn)的將來，將進(jìn)一步突顯其臨床應(yīng)用價(jià)值，使更多女性患者受益。

綜上所述，本研究顯示DCEMRI定量參數(shù)Ktrans、Kep對(duì)乳腺良惡性腫瘤有鑒別意義，且有較高的診斷效能，因此，Ktrans、Kep可作為乳腺良惡性腫瘤鑒別診斷的參考指標(biāo)，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

The Value o f DCE-MRI Quantitative Parameters in Differential Diagnosis of Benign and Malignant Breast Tumors*

FEI Ying, XU Jian-m in, SHEN Jun-kang, et al. Department of Radiology, Suzhou Municipal Hospital, Suzhou 215002, Jiangsu Province, China

ObjectiveTo explore the differential diagnosis value of dynam ic contrastenhanced MRI (DCE-MRI) quantitative parameters of benign and malignant breast tumors.Methods14 cases With benign breast tumors, 24 cases With malignant breast tumors confirmed by operation, underw ent the exam ination of DCE-MR I. RO I were drawn to record the quantitative parameters average values of Ktrans, Kep, Ve. The quantitative parameters between benign and malignant breast tumors were compared by independent samples t-test. The areas under the ROC curve of the quantitative parameters between benign and malignant breast tumors were compared.ResultsThe average values of Ktrans, Kep, Ve in benign breast tumors w ere (0.134±0.121) m in-1, (0.273±0.137) m in-1, (0.633±0.096). The average values of Ktrans, Kep, Ve in malignant breast tumors were (0.339±0.128) m in-1, (0.515±0.169) m in-1, (0.680±0.116). The difference of Ktrans, Kep between benign and malignant tumors were statistically significant (P ＜0.001). The difference of Ve between benign and malignant tumors was not statistically significant (P=0.213). Using the maximum Youden index as the cut-off value, the sensitivity of Ktrans, Kep were 89.17%, 93.83%. The specificity of Ktrans, Kep were 94.56%, 85.71%. The area under the ROC curve of Ktrans, Kep were 0.929, 0.902.ConclusionThe differential diagnosis of benign and malignant breast tumors by quantitative parameters Ktrans, Kep were applicable.

Breast Tumors; Magnetic Resonance Imaging; Dynam ic Enhancement

R445.2; R737.9

A

蘇州市應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：SYS201357)

10.3969/j.i s s n.1672-5131.2016.11.021

費(fèi) 瑩

2016-09-21