多模態(tài)磁共振成像對乳腺良惡性腫瘤鑒別診斷的價(jià)值

劉學(xué)競，單嫣娜，韓志江

（杭州市第一人民醫(yī)院放射科，浙江 杭州 310006）

乳腺癌是危害我國女性健康的主要惡性腫瘤之一，僅2011年我國女性乳腺癌發(fā)病率為37.86/10萬，近10年發(fā)病呈上升趨勢[1]。乳腺M(fèi)RI檢查具有良好的軟組織分辨能力，可雙側(cè)同時(shí)觀察，能夠提供乳腺腫瘤形態(tài)學(xué)方面的信息，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振 （DCEMRI）技術(shù)可顯示病灶的血供情況；彌散加權(quán)成像（DWI）利用水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)原理來間接評價(jià)組織的微觀結(jié)構(gòu)[2]，它既可以提供形態(tài)學(xué)方面的信息，也可以通過計(jì)算表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）來對病灶進(jìn)行定量評價(jià)，根據(jù)大量研究顯示，磁共振各項(xiàng)定性診斷指標(biāo)及定量指標(biāo)在良惡性病變中仍有重疊[3-4]。目前國內(nèi)尚少研究能有效地結(jié)合定量與定性指標(biāo)。本研究通過確立新的ADC閾值 （與BI-RADS分類相關(guān)聯(lián)的）來優(yōu)化結(jié)合DCE-MRI與DWI的診斷結(jié)果，為臨床提供可操作的多參數(shù)MRI評價(jià)方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象

從我院2014年1月—2016年11月期間行術(shù)前MRI檢查，并最終接受手術(shù)或穿刺活組織檢查的573例患者中選取，年齡 21～86歲（平均 49.77歲），納入標(biāo)準(zhǔn)：①18周歲以上的女性患者，不處于妊娠期及哺乳期，無乳腺手術(shù)病史；②沒有接受過術(shù)前治療（即術(shù)前新輔助化療、術(shù)前放療、內(nèi)分泌治療等）。排除病灶太小，在ADC圖中無法找到的病灶。

1.2 儀器與方法

儀器：3T超導(dǎo)型磁共振掃描儀 （Magnetom Verio，Siemens）。乳腺檢查專用線圈（16通道相控陣線圈）。3D T1WI/TSE非抑脂軸位，T2WI/TSE伴抑脂軸位。DWI：SE-EPI，取多個(gè)擴(kuò)散敏感度值 （b值=50 s/mm2，400 s/mm2，800 s/mm2）。 DCE-MRI：釓噴酸葡胺（Gd-DTPA）經(jīng)手背靜脈團(tuán)注對比劑，后推注20 mL生理鹽水沖管。采用快速小角度激發(fā)三維動(dòng)態(tài)成像序列T1WI抑脂軸位掃描。

在病灶內(nèi)畫取感興趣區(qū)（ROI），繪制時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線（TIC），測量ADC值。2位我院影像診斷醫(yī)師用雙盲法分析圖像，診斷依據(jù)乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)MRI標(biāo)準(zhǔn)[5]及其個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。利用ROC曲線選取適用于本組病例（b值=800 s/mm2）的最優(yōu)ADC診斷閾值，單獨(dú)利用DWI以及T1WI、T2WI聯(lián)合DWI鑒別診斷時(shí)，測出的病灶A(yù)DC值高于此閾值為良性，低于此閾值為惡性。

1.3 DCE-MRI聯(lián)合 DWI方法

依據(jù)Pinker及Helbich等[6]提出的方程式，將ADC閾值與BI-RADS分類結(jié)合起來：腫塊性病變：BIRADS=3.8×ADC-1.3（in×10-3mm2/s）；非腫塊性病變：BI-RADS=3.0×ADC+0.15（in×10-3mm2/s)。 BI-RADS代表類別（如 1、2、3、4、5），算出的 ADC 值分別代表每個(gè)類別的ADC閾值，見表1。

表1 ADC閾值的選取與BI-RADS分類的結(jié)合

首先定性分析圖像并結(jié)合半定量參數(shù)-TIC曲線評價(jià)病灶BI-RADS分類，然后測量病灶A(yù)DC值并與上述ADC閾值比較，若高于閾值則應(yīng)被重新評定為偏向良性 （BI-RADS-2、3），若低于閾值則為BI-RADS-4、5 級(jí)。 如圖1，2。

圖1 女，77歲，左乳團(tuán)片狀異常信號(hào)影，TIC為上升型，根據(jù)DCE-MRI表現(xiàn)由影像醫(yī)師判定為良性病變可能，BI-RADS-3級(jí)，其ADC值測量值為1.04（＜1.13），聯(lián)合DWI后則重新判定為惡性病變，BI-RADS-5級(jí)。圖2 女，44歲，左乳結(jié)節(jié)狀異常信號(hào)影，TIC呈流出型，根據(jù)DCE-MRI表現(xiàn)由影像醫(yī)師判定為惡性病變可能，BI-RADS-5級(jí)，其ADC值測量值為0.91（＜1.66），聯(lián)合DWI后則依舊判定為惡性病變，BIRADS-5級(jí)。Figure 1.Female'77 years old'there was high signal in the left breast on the diffusion weighted imaging'the time signal intensity curve was rising type.Assessed by two doctors as benign lesion on DCE-MRI'BI-RADS-3.The ADC value was about 1.04 （＜1.13）.Assessed as malignant lesion by BI-RADS-adapted reading.Figure 2.Female'41 years old'there was high signal in the left breast on the diffusion weighted imaging'the time signal intensity curve was washout type.Assessed by two doctors as malignant lesion on DCE-MRI'BIRADS-5.The ADC value was about 0.91（＜1.66）.Still assessed as malignant lesion by BI-RADS-adapted reading.

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：利用卡方檢驗(yàn)分析比較 T1WI、T2WI，DWI 及 T1WI、T2WI聯(lián)合DWI三種方法對病灶的檢出率及對良惡性病變的鑒別。利用交叉表、卡方檢驗(yàn)及Fisher-Freeman-Halton精確檢驗(yàn)對各個(gè)形態(tài)學(xué)參數(shù)及半定量參數(shù)（曲線形態(tài)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。利用ROC曲線及Hanley and McNeil非參數(shù)法比較各曲線下面積（AUC）的值，分析五種方法的診斷效能。以上結(jié)果均以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

總計(jì)573例患者共608個(gè)病灶，最終均經(jīng)手術(shù)切除或麥默通引導(dǎo)下穿刺活組織檢查，病理結(jié)果為惡性病灶 339個(gè) （55.7%），良性病灶 269個(gè)（44.2%）。

2.1 平掃檢查（T1WI、T2WI、DWI）

平掃 T2WI病變的檢出率為 86.8%，T1WI檢出率為70%。測出ADC值（選取b值=800 s/mm2），分析結(jié)果見表2，利用ROC曲線我們得到了適用于本組病例的最佳 ADC 閾值：1.145×10-3mm2/s， 高于此閾值的病灶我們將其定義為良性，低于此值的定義為惡性。

表2 良惡性兩組共608個(gè)病灶的ADC值比較

2.2 各序列單獨(dú)及聯(lián)合診斷

T1WI、T2WI，DWI，T1WI、T2WI 聯(lián) 合 DWI，DCEMRI及DCE-MRI聯(lián)合DWI五種診斷方法的敏感度、特異度及準(zhǔn)確度，ROC AUC的對比見表3。在病灶檢出率上，T1WI、T2WI與DWI比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但對于良惡性病變的鑒別診斷能力，DWI高于 T1WI、T2WI （P＜0.05），T1WI、T2WI聯(lián)合 DWI的方法明顯優(yōu)于單獨(dú)分析T1WI、T2WI或DWI檢查結(jié)果（P＜0.05）。

采用擬合性分析顯示單獨(dú)利用T1WI、T2WI與病理結(jié)果間的一致性一般，Kappa系數(shù)為0.589，單獨(dú)DWI、DCE-MRI檢查及 T1WI、T2WI聯(lián)合 DWI與病理診斷結(jié)果間具有良好的一致性，Kappa系數(shù)分別為 0.734（P＜0.000）、0.770（P＜0.000）、0.748（P＜0.000）；DCE-MRI聯(lián)合DWI與病理結(jié)果的一致性分析Kappa 系數(shù)為 0.858（P＜0.000），一致性最高。 分析ROC曲線，采用Hanley and McNeil非參數(shù)法比較后三種方法的AUC，差值均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 五種診斷方法的診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值（PPV）、陰性預(yù)測值（NPV）及ROC曲線下面積（AUC）

3 討論

一些研究者提出T2WI信號(hào)強(qiáng)度與病灶內(nèi)細(xì)胞、纖維成分及水的含量不同有關(guān)，大多數(shù)惡性病變細(xì)胞及水的含量高，T2WI為高信號(hào)；相反良性病變多呈中等或低信號(hào)[7]。本研究中的339例乳腺癌中有247例T2WI表現(xiàn)為高低不等的混雜信號(hào)（圖3b），部分漿細(xì)胞性乳腺炎病灶也呈高低混雜信號(hào)，這是由于惡性及乳腺炎病灶中常存在壞死、液化，導(dǎo)致局部T2WI信號(hào)增高，而惡性病灶中富含成膠原纖維又使局部T2WI信號(hào)強(qiáng)度降低。本實(shí)驗(yàn)中直徑大于1.5 cm的病灶均能在平掃中檢出，T1WI病灶多呈等或低信號(hào)（圖3a），因此檢出率低于T2WI。但T1WI中病灶邊緣形態(tài)仍具有一定特征性，可作為鑒別良惡性的指標(biāo)，如惡性病灶邊緣多不光整，毛刺樣突起，呈蟹足樣生長，與周圍組織界限不清；而良性病變邊緣較光整。T2WI中病灶邊緣常顯示不清，但惡性病灶可見局部乳腺組織結(jié)構(gòu)紊亂。

DWI是由Englander及其同事于1997年首次應(yīng)用于乳腺組織成像。通常惡性病灶細(xì)胞密度高，細(xì)胞外容積小，且大分子物質(zhì)的吸附作用增強(qiáng)，生物膜的通透性降低，水分子活動(dòng)受限等，使得DWI圖像呈高信號(hào)，ADC圖信號(hào)減低，而良性病灶高b值DWI上信號(hào)不高，ADC圖中信號(hào)無明顯減低，這對乳腺腫瘤的鑒別診斷有重要意義；而定量診斷則依賴于ADC值的測量 （惡性病灶的ADC值明顯低于良性病灶）[8-10]。一些研究指出應(yīng)用高b值 （800～1 500 s/mm2）可提高乳腺腫瘤的檢出率，以及優(yōu)化腫瘤組織與正常組織的對比度[11-13]，但在鑒別良惡性病變方面b值的選取并不十分重要[14]。本研究中選取最大b值=800 s/mm2，測得病灶的ADC值（表2）。

T1WI、T2WI聯(lián)合DWI檢查的方法，旨在觀察單純T1WI、T2WI和DWI序列（用時(shí)較短，無需注射造影劑）在診斷乳腺癌中的作用，本研究結(jié)果顯示T1WI、T2WI聯(lián)合DWI對病灶的顯示及鑒別良惡性病變方面均較單純分析T1WI、T2WI或DWI結(jié)果為高，但其診斷準(zhǔn)確度較DCE-MRI聯(lián)合DWI為低，不過在條件不允許的情況下，如患者拒絕或無法接受增強(qiáng)檢查，以及為了縮短檢查時(shí)間用于初步篩查，則磁共振平掃序列（即T1WI、T2WI聯(lián)合 DWI）檢查仍能為臨床診斷提供有用信息。

圖3 a右乳外下病灶，在T1WI平掃中可檢出該病灶，表現(xiàn)為等信號(hào)，局部組織糾集，邊緣不規(guī)則、毛躁。 圖3b 左乳外側(cè)病灶，在T2WI平掃中可檢出病灶，表現(xiàn)為不均勻高信號(hào)，呈團(tuán)片狀，邊緣不規(guī)則。Figure 3a.There was lesion with signal similar to soft tissue in the right breast on the T1 imaging'with irregular border.Figure 3b.There was lesion with high non-uniform signal in the left breast on the T2 imaging'with irregular border.

通常臨床應(yīng)用的綜合分析磁共振各項(xiàng)檢查結(jié)果是指一方面分析DCE-MRI圖像及制作TIC來獲得病灶的形態(tài)學(xué)及血流動(dòng)力學(xué)信息，另一方面對應(yīng)觀察DWI及ADC圖，判定病灶是否有彌散受限（DWI呈高信號(hào)，ADC圖呈相對低信號(hào)），或者測量病灶A(yù)DC值，并依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷該值提示惡性或良性，這種傳統(tǒng)方法在臨床工作中有很好的可行性，但受影像醫(yī)師個(gè)人診斷經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的影響。而單獨(dú)利用ADC值來鑒別良惡性目前還受到一定的技術(shù)限制，如DWI圖像b值的選取及ADC閾值的選取仍存在一定的爭議。有研究顯示隨著ADC閾值的選取不同，診斷的敏感度、特異度有差異。如將1.03×10-3mm2/s作為鑒別良惡性腫瘤的ADC診斷閾值，則敏感度和特異度分別為88.5%和100%[15]，若取ADC診斷閾值為1.23×10-3mm2/s，則敏感度和特異度分別為89%和77%[16]。本研究中利用方程式將ADC閾值與BI-RADS分類相結(jié)合，并且區(qū)分腫塊及非腫塊性病灶，將ADC閾值進(jìn)一步細(xì)化，對于經(jīng)DCE-MRI分析后提出BI-RADS分類的病灶可利用這些閾值重新進(jìn)行分級(jí)判定，從而將這兩種方法有機(jī)地結(jié)合，使MRI定性與定量診斷指標(biāo)之間建立聯(lián)系，便于臨床應(yīng)用。本研究結(jié)果顯示結(jié)合DCE-MRI與DWI的方法與病理結(jié)果的一致性分析Kappa系數(shù)為 0.858（P＜0.000），為三種方法中最高的；敏感度和特異度也都是最高，分別為 99.1%、81.1%；曲線下面積AUC最高，為0.939（圖4）。由此可知這一新的結(jié)合方法可以提高多模態(tài)磁共振成像對乳腺良惡性病變的鑒別診斷價(jià)值。但是由于ADC圖像中較小病灶常顯示不清，可能影響數(shù)值測量，而早期惡性病灶常較小，所以仍有待新技術(shù)來進(jìn)一步提高ADC圖像質(zhì)量，從而提高病灶早期診斷率。本組病例病理類型分布不均，病灶大小不等，有待進(jìn)一步研究細(xì)化病理類型，并以病灶大小進(jìn)行分組比較此方法的診斷效能，觀察該方法是否能提高磁共振對早期乳腺癌病灶的診斷價(jià)值。

圖4 DCE-MRI聯(lián)合DWI診斷乳腺癌的ROC曲線圖。Figure 4.The ROC curve of the BI-RADS-adapted reading method.