DCE-MRI與DWI在乳腺癌診斷中的應(yīng)用及預(yù)后評估價值

崔 博,張智翔,解 非,李天云,董軍強(qiáng),魏夢綺

(空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射診斷科,陜西 西安 710032)

乳腺癌發(fā)病率占據(jù)全身惡性腫瘤的4%,是一種發(fā)生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤[1],雖然早期特征有乳頭凹陷和溢乳、皮膚水腫、乳腺腫塊,但均較為隱匿,不易被察覺,故大部分女性確診是均已處于中晚期,需接受手術(shù)、放化療干預(yù)[2]。通過一系列治療雖能夠縮小病灶,盡可能保留乳腺完整性,但晚期乳腺癌患者體內(nèi)已出現(xiàn)癌細(xì)胞擴(kuò)散,風(fēng)險性較大,預(yù)后不佳,故需早期診斷、發(fā)現(xiàn)、治療,對預(yù)后改善具有重要意義[3]。目前診斷乳腺癌影像方式較多,包括磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)、X線攝影、超聲,其中MRI因組織分辨率高、準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)成為首選方式,且隨著磁共振掃描儀發(fā)展和多技術(shù)的運(yùn)用,彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)、動態(tài)增強(qiáng)成像(dynamic contrast enhanced-MRI,DCE-MRI)逐漸推廣于臨床,其中DCE-MRI能夠通過評估對比劑在組織和毛細(xì)血管間隙中動態(tài)信息,獲取局部血流動力學(xué)特征,從而判定疾病類型,具有一定診斷效能[4];DWI是借助水分子不規(guī)則布朗運(yùn)動而成像,通過反映水分子彌散情況,判定良惡性病變情況[5]。DWI、DCE-MRI均具有各自診斷優(yōu)勢,為了進(jìn)一步探索科學(xué)、有效的診斷技術(shù),本研究比較了DWI、DCE-MRI在乳腺良惡性分辨中診斷價值和預(yù)后評估效能。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析在2017年2月—2022年2月我院收治的乳腺腫塊患者80例的基本資料?；颊呔鶠橐鸦榕?年齡38～67歲,平均(51.32±4.33)歲,體重48～78 kg,平均(62.34±4.74)kg。納入標(biāo)準(zhǔn):①均因乳腺腫塊就診,且部分伴有乳頭溢液、局部疼痛、乳頭內(nèi)陷等癥狀;②首次發(fā)病,無癌癥病史;③均無手術(shù)、化療禁忌證;④臨床資料齊全。排除標(biāo)準(zhǔn):①依從性差或精神疾病史者;②合并其他惡性腫瘤者;③佩戴心臟起搏器者;④對比劑過敏者。

本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)通過,且符合《赫爾辛基宣言》。

1.2檢查方法

1.2.1DCE-MRI檢查 使用3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀(Philips Achieva)及乳腺多通道專用采集相控陣線圈。檢查時,保持俯臥位,雙側(cè)乳腺垂直于2個線圈凹槽處,定位后,先自旋回波T1WI,回波時間(echedelay time,TE) 2 ms,重復(fù)時間(repetition time,TR) 5 ms及脂肪抑制序列T2WI,TE 60 ms,TR 5 000 ms。掃描層面50,層間距3 mm,層厚3 mm,矩陣324×265,FOV 340 mm×340 mm×150 mm。隨后行動態(tài)增強(qiáng)掃描,經(jīng)肘靜脈注射釓噴酸葡甲胺注射液,注射速率2.0 mL/s,劑量0.2 mmol/kg,注射完畢后10 s,無間隔時間掃描,共分為9組掃描,每組49 s,層間距1.5 mm,層厚3 mm。

1.2.2DWI檢查 在使用磁共振掃描時,需使用單次激發(fā)回波平面成像序列,b值擴(kuò)散敏感系數(shù)選擇800 s/mm2;層間距3 mm,層厚3 mm,矩陣136×136,FOV 340 mm×340 mm×150 mm,TE 50 ms,TR 7 803 ms。

1.2.3圖像處理和分析 所有圖像由2名高年資診斷醫(yī)師采用雙盲分析。①DCE-MRI分析:記錄早期強(qiáng)化率=[(SI1-SI0)/SI0]×100%;SI0為病灶增強(qiáng)前信號強(qiáng)度;SI1為注藥后90 s內(nèi)信號強(qiáng)度增加最大值。繪制時間-信號強(qiáng)度曲線(time-signal intensity curve,TIC):避開出血、鈣化、壞死等區(qū)域,在腫塊實(shí)質(zhì)區(qū)內(nèi)選擇感興趣區(qū)域(region of interest,ROI),使用mean cuive強(qiáng)化曲線,將TIC分為三型[6],Ⅲ型:流出型,增強(qiáng)信號強(qiáng)度達(dá)到峰值后迅速降低;Ⅱ型:平臺型,信號強(qiáng)度快速達(dá)到高峰后,呈高水平維持;Ⅰ型:流入型,信號強(qiáng)度雖時間延長而增強(qiáng)。②DWI:b=800 s/mm2時,在表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)圖上手動確定ROI,連續(xù)測量3次,取平均值。

1.3治療方法和預(yù)后評估 對于確診的乳腺癌64例患者,需在行改良根治手術(shù)前給予EC-T化療方案治療,具體措施:第1天靜脈注射75 mg/m2表柔比星(H20030260,北京康萬佳醫(yī)藥)+600 mg/m2環(huán)磷酰胺(H32020857,江蘇恒瑞醫(yī)藥)+35 mg/m2多西他賽(H20093092,浙江海正藥業(yè)),21 d為1個療程,期間注意給予營養(yǎng)支持、護(hù)肝、護(hù)胃、止吐等綜合治療。

并在治療完成后,通過電話、來院復(fù)查、上門拜訪等形式隨訪3年,以患者是否存活為最終研究終點(diǎn),分為預(yù)后不良組(死亡/病情進(jìn)展,n=6)和預(yù)后良好組(生存/無進(jìn)展,n=58)。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料比較采用t檢驗(yàn),計數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn),等級資料比較采用秩和檢驗(yàn)。DCE-MRI、DWI、兩項聯(lián)合分別與臨床最終診斷結(jié)果的一致性采用Kappa檢驗(yàn),繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)曲線分析各項診斷指標(biāo)的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1各項診斷模式與病理檢查對照比較 80例乳腺腫塊患者,經(jīng)病理檢查確診,惡性腫塊64例,其中浸潤性導(dǎo)管癌25例,浸潤性小葉癌26例,髓樣癌13例;良性腫塊16例,其中導(dǎo)管內(nèi)乳頭瘤6例,纖維瘤10例。與病理檢查結(jié)果比較,DCE-MRI診斷準(zhǔn)確率為70.00%(56/80),一致性較低(Kappa=0.211,P=0.051);DWI診斷準(zhǔn)確率為81.25%(65/80),一致性一般(Kappa=0.476,P<0.001);兩項聯(lián)合診斷準(zhǔn)確率為96.25%(77/80),一致性較好(Kappa=0.885,P<0.001)。DWI的診斷準(zhǔn)確率高于DCE-MRI(χ2=32.661,P=0.001),兩項聯(lián)合的診斷準(zhǔn)確率高于DCE-MRI和DWI(χ2=40.129,34.247,P<0.001)。見表1。

表1 不同診斷模式與臨床最終診斷結(jié)果比較

2.2良惡性腫塊DCE-MRI、DWI特征比較 惡性腫塊早期強(qiáng)化率高于良性腫塊,ADC值低于良性腫塊,惡性腫塊TIC類型以Ⅱ型、Ⅲ型為主;良性腫塊TIC類型以Ⅰ型、Ⅱ型為主,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 良惡性腫塊強(qiáng)化率、TIC類型、ADC值比較

2.3分析各項診斷方式預(yù)測效能 繪制ROC曲線,DCE-MRI、DWI、兩項聯(lián)合診斷乳腺惡性腫塊的AUC分別為0.625、0.766、0.953。兩項聯(lián)合診斷乳腺惡性腫塊的效能優(yōu)于DCE-MRI、DWI(Z=3.646、2.285,P<0.001)。見表3,圖1。

圖1 DCE-MRI、DWI、兩項聯(lián)合分辨乳腺良惡性腫塊ROC曲線

表3 各項診斷方式分辨乳腺良惡性腫塊效能

2.4比較不同預(yù)后情況患者ADC值、強(qiáng)化率 治療前MIP圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊,大小約3.2 cm×3.0 cm×2.3 cm;新輔助化療后MIP圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊,大小約1.0 cm×0.8 cm×0.7 cm,腫塊較治療前明顯縮小(圖2)。新輔助化療前動態(tài)增強(qiáng)早期減影圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊,早期明顯快速強(qiáng)化;新輔助化療后動態(tài)增強(qiáng)早期減影圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊,明顯強(qiáng)化。較治療前范圍明顯減小(圖3)。治療前DWI圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊彌散圖明顯增高;新輔助化療后DWI圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊彌散圖明顯增高,較治療前明顯減小(圖4)。治療前ADC圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊ADC圖明顯減低,ADC值 0.648;新輔助化療后ADC圖:左乳2點(diǎn)鐘不規(guī)則腫塊ADC圖明顯減低,ADC值 0.948,數(shù)值較治療前明顯增高(圖5)。預(yù)后良好組早期強(qiáng)化率低于預(yù)后不良組,ADC值高于預(yù)后不良組(P<0.05)。見表4。

圖2 乳腺癌患者治療前后MIP圖A.治療前MIP圖;B.新輔助化療后MIP圖Figure 2 MIP diagram of breast cancer patients before and after treatment圖3 乳腺癌患者治療前后動態(tài)增強(qiáng)早期減影圖A.治療前減影圖;B.新輔助化療后減影圖Figure 3 Dynamic contrast-enhanced early subtraction image of breast cancer patients before and after treatment圖4 乳腺癌患者治療前后DWI圖A.治療前DWI圖;B.新輔助化療后DWI圖

表4 乳腺癌患者不同預(yù)后情況患者強(qiáng)化率、ADC值比較

2.5ROC曲線分析 繪制ROC曲線,早期強(qiáng)化率、ADC值預(yù)測患者預(yù)后的AUC分別為0.816、0.763。將兩項納入Logistic回歸分析,根據(jù)回歸結(jié)果中的回歸系數(shù)值擬合兩項聯(lián)合診斷的數(shù)值計算公式:兩項聯(lián)合=早期強(qiáng)化率+(-7.976)/0.140×ADC值,兩項聯(lián)合預(yù)測患者預(yù)后的AUC為0.945。兩項聯(lián)合預(yù)測患者預(yù)后的效能優(yōu)于早期強(qiáng)化率和ADC值(Z=1.685、1.953,P值=0.045、0.040)。見表5,圖6。

圖6 早期強(qiáng)化率、ADC值及兩項聯(lián)合預(yù)測預(yù)后的ROC曲線

表5 分析各項指標(biāo)在預(yù)測乳腺癌患者預(yù)后中效能

3 討 論

乳腺癌是由多種高危因素和致癌因子聯(lián)合作用,激活原癌基因,致使乳腺上皮細(xì)胞基因突變,從而誘發(fā)癌細(xì)胞無限增殖、分裂的疾病[7]。乳腺癌發(fā)病率占據(jù)女性惡性腫瘤的首位,由于風(fēng)險性大,故需盡早發(fā)現(xiàn)、治療[8]。目前診斷乳腺癌的金標(biāo)準(zhǔn)為病理活組織檢查,雖準(zhǔn)確率較高,但需多次采樣,且操作復(fù)雜,會給患者帶來巨大疼痛、損傷,且部分患者穿刺活組織檢查會引起癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散,因此,尋找新的特異度、敏感度高的無創(chuàng)性診斷方式對疾病判斷至關(guān)重要[9]。

MRI能夠多序列、多參數(shù)、多方位成像,具有軟組織分辨率高、空間分辨率高等優(yōu)勢,可通過任何角度和方向進(jìn)行圖像重建,明顯顯示邊緣病灶、細(xì)小病灶形態(tài),利于判斷乳腺病灶良惡性,隨著乳腺線圈不斷改進(jìn),DCE-MRI、DWI得到大力推廣[10]。其中DCE-MRI不僅能夠動態(tài)觀察病變血流灌注情況,還可清晰顯示乳腺病變形態(tài)學(xué)特征,目前常通過TIC、早期強(qiáng)化率鑒別良惡性腫塊,其中早期增強(qiáng)率是反映病灶血流灌注情況、血管豐富程度的良好指標(biāo)[11]。本研究結(jié)果顯示,惡性腫塊早期強(qiáng)化率高于良性腫塊,預(yù)后良好組早期強(qiáng)化率低于預(yù)后不良組,此與病灶血管密度、細(xì)胞間隙滲透程度有關(guān),也方面說明早期強(qiáng)化率在分辨良惡性腫塊中具有一定價值,且可用于預(yù)判預(yù)后情況。分析原因,惡性腫塊的主要病理基礎(chǔ)為動靜脈瘺和毛細(xì)血管通透性增加,腫瘤血管數(shù)量異常增多,故表現(xiàn)出明顯早期強(qiáng)化率[12-13]。而從TIC分型來看,良性腫塊TIC類型以Ⅰ型、Ⅱ型為主,惡性腫塊TIC類型以Ⅱ型、Ⅲ型為主,雖存在一定差異,但Ⅱ型曲線在良惡性腫塊中有一定重疊,故需結(jié)合瘤內(nèi)鈣化灶、腫瘤形態(tài)學(xué)特點(diǎn)鑒別[14]。DWI是檢測活體組織中水分子微觀運(yùn)動最佳方法,可通過分子變化體現(xiàn)人體內(nèi)水分含量,為早期診斷提供可靠依據(jù)[15]。目前主要依據(jù)ADC值量化分析,本研究結(jié)果顯示,惡性腫塊ADC值偏低,良性病灶A(yù)DC值偏高,與細(xì)胞密度、繁殖情況有關(guān)。進(jìn)一步分析原因是惡性腫瘤細(xì)胞復(fù)制能力強(qiáng),相應(yīng)的增大了細(xì)胞密度,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動受限,導(dǎo)致ADC值偏低;良性腫瘤密度相對低,增生速度慢,水分子運(yùn)動便更快速[16],但DWI圖像欠清晰,單獨(dú)診斷無明確診斷意義,且空間分辨率低,對磁場要求較高,故推廣聯(lián)合診斷。為了進(jìn)一步探索DCE-MRI、DWI診斷效能,本研究采用ROC曲線模型分析,結(jié)果顯示,兩項聯(lián)合診斷乳腺惡性腫塊的AUC為0.953,預(yù)測預(yù)后的AUC為0.945,均具有較高效能,故在條件允許下首選聯(lián)合技術(shù)。

綜上所述,DCE-MRI、DWI對于乳腺癌患者均具有一定診斷價值,兩項聯(lián)合具有更高特異度和敏感度,可為疾病早期診斷、病情預(yù)后預(yù)測提供可靠影像依據(jù)。