乳腺DCE-MRI環(huán)形強(qiáng)化病變的研究現(xiàn)狀及展望

李瀟瀟，姜興岳

作者單位：濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，濱州 256603

乳腺環(huán)形強(qiáng)化指動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging，DCE-MRI)上病變周圍強(qiáng)化而中心區(qū)無強(qiáng)化或僅輕度強(qiáng)化，其為2003 版乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS)中描述腫塊型病變強(qiáng)化類型的一個術(shù)語，2013 版BI-RADS 沿用至今。Jinguji 等[1]根據(jù)DCE-MRI 中環(huán)形強(qiáng)化出現(xiàn)的期相，將其分為3 型：Ⅰ型，動態(tài)對比增強(qiáng)早期及延遲期均呈環(huán)形強(qiáng)化；Ⅱ型，動態(tài)對比增強(qiáng)早期呈環(huán)形強(qiáng)化，隨時間延遲漸進(jìn)性向內(nèi)填充；Ⅲ型，動態(tài)對比增強(qiáng)早期無環(huán)形強(qiáng)化特征，而延遲期表現(xiàn)為環(huán)形強(qiáng)化。臨床工作中，多種乳腺良惡性病變DCE-MRI上可呈環(huán)形強(qiáng)化，其影像特征存在交叉，提高術(shù)前MRI 診斷的準(zhǔn)確率，對指導(dǎo)臨床治療和評估預(yù)后有重大意義。本文對乳腺DCE-MRI上環(huán)形強(qiáng)化的病變進(jìn)行綜述。

1 磁共振成像上環(huán)形強(qiáng)化病變種類及病理學(xué)基礎(chǔ)

乳腺病變環(huán)形強(qiáng)化是血管生成、纖維化分布及程度、血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)模式和多種組織學(xué)特征綜合作用的結(jié)果[2]。Kuhl等[3-4]指出近2/3的乳腺惡性病灶DCE-MRI上呈環(huán)形強(qiáng)化，其中浸潤性導(dǎo)管癌最為常見，約占78%～88%[5-6]，其他少見類型包括導(dǎo)管原位癌、浸潤性小葉癌、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀癌、乳腺黏液癌及化生性癌等。乳腺惡性病變強(qiáng)化“環(huán)”主要為腫瘤組織，其內(nèi)部呈現(xiàn)無強(qiáng)化或低強(qiáng)化的病理學(xué)基礎(chǔ)是：(1)腫瘤中心發(fā)生液化壞死，內(nèi)部細(xì)胞成分減少，灌注下降；(2)腫瘤中心纖維瘢痕形成；(3)腫瘤內(nèi)部微血管密度及通透性減低[7-10]。

國內(nèi)外部分文獻(xiàn)[5-6,11-16]報道乳腺良性病變亦可表現(xiàn)為環(huán)形強(qiáng)化，其疾病譜廣泛，包括乳腺炎性病變伴/不伴膿腫形成、囊腫并感染、脂肪壞死、血腫、乳腺增生、導(dǎo)管擴(kuò)張癥、導(dǎo)管擴(kuò)張、導(dǎo)管上皮增生、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤、少數(shù)纖維腺瘤等。良性組病變環(huán)形強(qiáng)化原因可總結(jié)為：(1)炎癥類，其病理學(xué)基礎(chǔ)為膿腫壁、炎性囊腫壁及其他成分如脂肪、血性物質(zhì)等伴周圍炎癥細(xì)胞浸潤，相應(yīng)區(qū)新生血管增多；(2)乳腺導(dǎo)管相關(guān)病變，其病理上為導(dǎo)管周圍血管增多，增強(qiáng)后導(dǎo)管壁強(qiáng)化于不同切面上可呈“環(huán)形”或“軌道樣”；乳腺增生中腺病的環(huán)形強(qiáng)化機(jī)制亦為此；(3)纖維腺瘤，其環(huán)形強(qiáng)化的病理基礎(chǔ)可能與內(nèi)部較大范圍的纖維成分或鈣化相關(guān)。

2 乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變的磁共振成像研究現(xiàn)狀

2.1 常規(guī)MRI序列

乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變的病理學(xué)特征是構(gòu)成不同影像表現(xiàn)的基礎(chǔ)，根據(jù)病變內(nèi)部成分的不同，其磁共振平掃信號有所差異。若病變內(nèi)部為液性壞死物，則表現(xiàn)為T1WI 上低信號，T2WI上液性高信號。若內(nèi)部為纖維成分，則T1WI及T2WI均表現(xiàn)為低信號。若病變內(nèi)部為出血，則磁共振平掃根據(jù)其出血的不同時期信號不同，臨床上以亞急性期出血最為常見，表現(xiàn)為T1WI 上高信號，T2WI 上低或高信號。特殊類型的病變，如脂肪壞死，其內(nèi)部脂肪成分T1WI 及T2WI 呈高信號，短反轉(zhuǎn)時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short inversion time inversion recovery，STIR)序列的“黑洞征”可幫助診斷脂肪壞死[17]，這一征象可能是由于STIR 序列對磁場不均勻性不敏感，其信號抑制的特異性低，可以同時抑制水和脂肪組織的信號。因此，脂肪壞死病灶內(nèi)部液態(tài)的脂肪成分在STIR 序列上比周圍正常脂肪組織信號受抑制程度更徹底，而呈現(xiàn)更低信號。乳腺良惡性環(huán)形強(qiáng)化病變內(nèi)部均可出現(xiàn)液化壞死、出血、纖維化等病理改變，而脂肪壞死以良性病變多見。

2.2 動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像

乳腺動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)中環(huán)形強(qiáng)化病變的判讀在減影圖像上進(jìn)行最佳，主要從形態(tài)學(xué)和血流動力學(xué)指標(biāo)：時間-信號強(qiáng)度曲線(time-intensity curve，TIC)、早期強(qiáng)化率(early enhancement ratio，EER)、達(dá)峰時間(maximum enhancement time，Tmax)等方面對病灶進(jìn)行評估[14,18]。此外，在強(qiáng)化最明顯的減影圖像上可重建最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)，觀察病變周邊有無異常增多、增粗的血管。

形態(tài)學(xué)分析在乳腺良惡性病變的鑒別診斷中有重要意義，Wedeg?rtner 等[19]指出病變形態(tài)不規(guī)則、邊界不清晰是診斷乳腺惡性病變的可靠征象。但對于乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變，單純依靠形態(tài)學(xué)表現(xiàn)對病灶良惡性鑒別存在一定困難，這是由于良性環(huán)形強(qiáng)化病變中炎癥類所占比例較高，其也可表現(xiàn)為形態(tài)不規(guī)則、邊緣毛糙等特征[11,15]。此外，文獻(xiàn)報道[6]MIP 重建圖像上乳腺良惡性環(huán)形強(qiáng)化病變側(cè)均可出現(xiàn)異常增多、增粗的血管，組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。部分研究[5,11]分析了強(qiáng)化“環(huán)”的特征后，指出環(huán)壁厚度、內(nèi)部分隔及壁結(jié)節(jié)的差異在良惡性組間有統(tǒng)計學(xué)意義，良性病變多表現(xiàn)為薄壁圓環(huán)，內(nèi)部分隔較常見，惡性病變則多表現(xiàn)為厚壁不規(guī)則環(huán)，壁結(jié)節(jié)更多見。

DCE-MRI 可通過TIC 評價血管生成情況鑒別乳腺良惡性病變。TIC 分為三型：Ⅰ型：流入型，增強(qiáng)后持續(xù)強(qiáng)化，無明確峰值；Ⅱ型：平臺型，增強(qiáng)早期信號上升，中后期信號強(qiáng)度上升或下降幅度不超過10%；Ⅲ型：流出型，增強(qiáng)早期快速明顯強(qiáng)化，中晚期信號強(qiáng)度下降超過早期強(qiáng)化峰值的10%[20]。一般認(rèn)為，TIC Ⅰ型良性可能性大，TIC Ⅲ型惡性可能性大，而TICⅡ型良、惡性病變均有可能[21]。部分研究[6,13]顯示，TIC曲線在乳腺良惡性環(huán)形強(qiáng)化病變中差異有統(tǒng)計學(xué)意義，良性環(huán)形強(qiáng)化病變以Ⅰ型曲線為主，而惡性主要表現(xiàn)為Ⅲ型曲線。也有學(xué)者認(rèn)為[5]良惡性環(huán)形強(qiáng)化病變TIC曲線差異無統(tǒng)計學(xué)意義，分析原因可能為良性病變中部分伴肉芽組織增生，其新生血管較多、毛細(xì)血管通透性較高，故可呈現(xiàn)Ⅱ型、甚至Ⅲ型曲線。但其血管增殖程度遠(yuǎn)不及惡性腫瘤顯著，同時惡性病變內(nèi)部可并存較多動靜脈瘺，故反映病變區(qū)對比劑滲透速率、微血管密度及血管通透性情況的EER 及達(dá)峰時間Tmax的組間差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3 磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像

擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)通過檢測組織中水分子擴(kuò)散受限的方向和程度，間接了解組織微觀結(jié)構(gòu)的變化，其掃描速度快、不需注射對比劑，并可同時選擇多個參數(shù)，是目前乳腺方面應(yīng)用最廣泛的功能MRI 成像技術(shù)[22]。乳腺惡性腫瘤細(xì)胞繁殖旺盛，排列緊密，細(xì)胞核增大，細(xì)胞外容積減少，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)水分子擴(kuò)散受限程度加重，而表現(xiàn)為DWI 高信號伴ADC 圖信號減低。部分文獻(xiàn)[5,11-12]通過分析良惡性環(huán)形強(qiáng)化病變發(fā)現(xiàn)，良性病變中央?yún)^(qū)多為膿液、擴(kuò)張的導(dǎo)管或炎性囊腫內(nèi)積聚的黏稠分泌物，故表現(xiàn)為中央?yún)^(qū)擴(kuò)散受限程度加重；而惡性病變中央?yún)^(qū)多為液性壞死，此區(qū)水分子擴(kuò)散運(yùn)動不受限制，而病變邊緣區(qū)腫瘤細(xì)胞增殖活躍，細(xì)胞密度較大，故表現(xiàn)為邊緣區(qū)擴(kuò)散受限程度加重。同時，文獻(xiàn)指出[5,11-12]良惡性病變環(huán)壁及環(huán)內(nèi)ADC 值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，良、惡性病變環(huán)壁平均ADC值分別約(1.20～1.42)×10-3mm2/s及(0.94～1.09)×10-3mm2/s，環(huán)內(nèi)平均ADC 值分別約(1.05～1.09)×10-3mm2/s 及(1.89～1.94)×10-3mm2/s。盡管DWI 成像速度快、敏感性高，但其空間分辨率較低，不能全面觀察病灶細(xì)節(jié)，因此不能單獨(dú)做診斷，需與有較高空間分辨率的DCE-MRI聯(lián)合診斷。

3 乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變的磁共振成像研究展望

3.1 磁共振擴(kuò)散峰度成像

擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)是在DWI的基礎(chǔ)上采用同一類型的脈沖序列得到的多參數(shù)模型，可以獲得多個方向上的參數(shù)值，如軸向峰度Kax (axial kurtosis)、軸向擴(kuò)散系數(shù)Dax (axial diffusivity)等。目前臨床應(yīng)用研究中多采用平均峰度參數(shù)(mean kurtosis，MK)、平均擴(kuò)散系數(shù)(mean diffusivity，MD)、軸向峰度參數(shù)(axial kurtosis，AK)及徑向峰度參數(shù)(radial kurtosis，RK)[23-24]。MK 值大小與病變組織的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有關(guān)，MD 值大小可能與細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)有關(guān)，AK 值取決于病灶沿導(dǎo)管方向水分子擴(kuò)散受限程度，而RK 值取決于病灶垂直于導(dǎo)管方向的擴(kuò)散受限程度。現(xiàn)有關(guān)于DKI 對乳腺良惡性病變鑒別診斷價值的研究結(jié)果均顯示乳腺惡性病變的MK值顯著高于良性，良性變的MD值則明顯高于惡性[25-28]，AK值及RK值研究較少，乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變部分為導(dǎo)管相關(guān)病變，不同方位參數(shù)可能在良惡性組間存在差異，可作為未來研究方向之一。

3.2 磁共振波譜成像

磁共振波譜成像(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)作為一種無創(chuàng)性反映病變的代謝和生化信息的新技術(shù)，在乳腺腫塊良惡性鑒別，提高乳腺疾病診斷敏感性、特異性、準(zhǔn)確性方面有重要價值。乳腺M(fèi)RS多采用氫核(質(zhì)子)波譜，主要集中研究病灶內(nèi)膽堿化合物的復(fù)合峰(total choline，tCho)，其位于3.14～3.34 ppm 處，乳腺上皮細(xì)胞的代謝水平?jīng)Q定了tCho的表達(dá)[29-31]。乳腺上皮細(xì)胞從良性到惡性進(jìn)展的過程中，伴隨著磷脂膽堿的變化，乳腺癌tCho 會出現(xiàn)高水平表達(dá)，而良性腫瘤和正常乳腺組織的生化代謝狀態(tài)相似，一般情況下檢測不到可見的tCho 峰[32]。乳腺M(fèi)RS 相關(guān)的臨床研究相對較少，對乳腺炎性病變診斷尚沒有明確的峰值，而良性環(huán)形強(qiáng)化病變中絕大多數(shù)為炎性病變，因此，MRS 對于乳腺環(huán)形強(qiáng)化病變良惡性鑒別診斷的價值有待進(jìn)一步研究。

3.3 影像組學(xué)

影像組學(xué)(radiomics)為高通量、自動地從醫(yī)學(xué)影像中挖掘大量定量組學(xué)特征，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)及機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，篩選出最有價值的特征并構(gòu)建疾病預(yù)測模型，用于疾病的診療和預(yù)后評估[33-34]。其包括了圖像采集與重建、病灶分割、特征提取和特征分析(特征篩選和模型建立)[35-36]。目前，其應(yīng)用范疇主要包括鑒別腫瘤的良惡性及病理特征，預(yù)測惡性腫瘤的預(yù)后。組學(xué)特征提取分析可作為未來良惡性鑒別研究的方向。Schmitz等[7]研究了DCE-MRI上環(huán)形強(qiáng)化的乳腺癌分子亞型與預(yù)后的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，環(huán)形強(qiáng)化可作為三陰性乳腺癌預(yù)后不良的征象之一，這說明不同類型惡性病變環(huán)形強(qiáng)化的生物學(xué)行為存在差異，組學(xué)特征有望輔助分析并幫助預(yù)測腫瘤的預(yù)后。

綜上所述，環(huán)形強(qiáng)化作為乳腺病變常見的磁共振強(qiáng)化類型，其影像表現(xiàn)多樣且存在良惡性病變的重疊，臨床上容易誤診或過度診斷，將病灶形態(tài)學(xué)特征、血流動力學(xué)指標(biāo)(TIC、EER、Tmax)、DWI 及ADC 值等聯(lián)合應(yīng)用可提高其診斷準(zhǔn)確率。隨著影像檢查技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，DKI、MRS及影像組學(xué)等在乳腺良、惡性環(huán)形強(qiáng)化病變精確診療的臨床應(yīng)用中具有廣闊的前景。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。