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DWI 和DCE-MRI 鉴别诊断乳腺良恶性病变的价值

2021-03-21徐茂林

医学信息 2021年5期
关键词:信号强度差值比值

徐茂林,高 斌

(安徽医科大学第三附属医院影像中心,安徽 合肥 230000)

动态增强MRI(dynamic contrast-enhancedmagnetic resonance imaging,DCE-MRI)不仅时间分辨率、空间分辨率较高,还能提供肿瘤的形态及功能信息,对乳腺癌的诊断具有极好的敏感性及特异性[1]。乳腺动态增强MRI 能生成时间信号强度曲线,进而提取血流动力学参数,进行分析评价,为鉴别病变性质提供帮助[2]。扩散加权成像(DWI)作为一种辅助序列,广泛应用于乳腺磁共振成像,有效的降低了乳腺磁共振成像的假阳性。本次研究通过对乳腺病变血流动力学及微观结构特征的探讨,早发现及诊断乳腺癌,为临床提供参考,从而改善患者预后。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2017 年6 月~2019 年12月安徽医科大学第三附属医院经手术病理证实的40 例单侧乳腺癌及35 例乳腺良性病变患者资料,比较动态增强MRI(DCE-MRI)及扩散加权成像(DWI)影像资料。40 例乳腺癌患者,年龄24~82 岁,平均年龄(45.63±11.03)岁;35 例乳腺良性病变患者,年龄15~52 岁,平均年龄(41.31±8.84)岁。纳入标准:患者初次发病,无肿瘤家族史;治疗前均行DCE-MRI 及DWI 检查;所有病例结果均有病理证实。排除标准:MRI 检查前行乳腺穿刺活检;MRI 检查前未进行任何抗肿瘤治疗。

1.2 方法

1.2.1 MRI 平扫 采用德国SEIMENS3.0 T 磁共振扫描仪,美国进口MEDRED MR 高压注射器,8 通道乳腺相控阵表面线圈。检查时患者采取头先进俯卧位,双侧乳腺下垂位于线圈洞穴中央。平扫扫描序列:①T2WI:采用反转恢复抑脂技术,TR 3700.00 ms,TE 60.00 ms,反转角80°;②T1WI:采用非脂肪抑制三维扰相梯度回波成像,TR 6.03 ms,TE 2.45 ms,反转角20°;③DWI:采用平面回波成像及频率选择脂肪抑制技术,TR 6300.00 ms,TE 88.00ms,反转角90°,b=0、400、800s/mm2。

1.2.2 动态增强扫描 采用脂肪抑制三维扰相梯度回波序列T1-Vibe,TR 4.60 ms,TE 1.79 ms,反转角10°,FOV 320 mm×320 mm,层厚1.0 mm,重复6 次扫描,第1、2 次时相扫描间隔20 s,在第1 时相扫描结束时,注射造影剂。采用高压注射器以2.5 ml/s 的流率注射对比剂钆喷酸葡胺15 ml,然后注射20 ml生理盐水冲管。增强扫描包含蒙片共6 个时相,每个时相扫描时间约1 min 39 s。

1.3 图像分析与数据测量

1.3.1 DCE-MRI 数据测量 采用德国Siemens 独立工作站,利用Mean-Curve 软件,在病灶内绘制感兴趣区,同时避开病灶内血管及囊变坏死、出血区,生成TIC 曲线;利用三维MIP 软件,用增强后第2 个时相与蒙片减影,重建MRI 血管成像及3D 最大信号投影。由2 名有5 年以上工作经验的放射科主治医师记录时间信号强度曲线相应半定量参数及两侧乳腺血管数目,后得出早期强化率、早期强化比值、信号增强比、峰值强化率、时间-信号强度曲线(TIC)类型及两侧乳腺血管差值。计算方法如下:①早期强化率:早期强化率=(SIpost-SIpre)/SIpre×100%,其中SIpost 为病灶增强后第1 时相的信号强度,SIpre 为增强前初始信号强度;②早期强化比值:早期强化比值=(SIpost-Sipre)/强化峰值×100%;③信号增强比:信号增强比=(峰值信号强度-初始信号强度)/(流出信号强度-初始信号强度)×100%;④峰值强化率:峰值强化率=(峰值信号强度-初始信号强度)/初始信号强度;⑤两侧乳腺血管差值:乳腺血管数目的记录采用Kul S 等[3]提出的标准,选择血管长度≥3 cm 且直径≥2 mm,或长度<3 cm 且直径≥3 mm 的血管作为有意义的血管并计数,计数时不区分乳腺动脉和静脉。然后计算出每位乳腺患者两侧乳腺血管差值即患侧血管数减去对侧血管数,差值按0、1 及≥2 分为3 个层次。

1.3.2 ADC 值 在ADC 图上,观察病变位置,手动绘制感兴趣区,避开囊变、坏死及出血区,连续重复测量3 次,取平均值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0 软件进行统计分析,计量数据以()表示,进行t检验,计数资料用百分数表示,进行χ2检验;绘制ROC 曲线。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果 35 例乳腺良性病变中,乳腺腺病10例,乳腺纤维腺瘤19 例,良性叶状肿瘤2 例,乳头状瘤1 例,乳腺慢性炎症2 例,浆细胞性乳腺炎1 例;40 例单侧乳腺癌中,33 例非特殊类型浸润性癌,3例导管原位癌,3 例浸润性小叶癌,1 例髓样癌。

2.2 乳腺良恶性病变ADC 值及各参数比较 两组峰值强化率比较,差异无统计学意义(P>0.05),乳腺癌组早期强化率、早期强化比值、信号增强比大于乳腺良性病变组,ADC 值小于乳腺良性病变组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

2.3 乳腺良恶性病变TIC 结果 乳腺癌组TIC 类型I型1 个、II 型12 个、III 型27 个,乳腺良性病变组TIC 类型I 型13 个、II 型20 个、III 型2 个,两组比较,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

2.4 乳腺良恶性病变血管差值 乳腺癌组两侧乳腺血管差值0 级6 个、1 级21 个、2 级13 个,乳腺良性病变组两侧乳腺血管差值0 级24 个、1 级10 个、2 级1个,两组比较,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表1 乳腺良恶性病变ADC 值及各参数比较()

表1 乳腺良恶性病变ADC 值及各参数比较()

表2 乳腺良恶性病变TIC 结果

表3 乳腺良恶性病变血管差值

2.5 乳腺MRI 多指标诊断良恶性病变效能 ADC、早期强化率、早期强化比值、信号增强比及两侧乳腺血管差值ROC 曲线下面积分别为0.947、0.666、0.785、0.933、0.804,敏感度为88.60%、90.00%、72.50%、82.50%、85.00%,特异度为95.00%、45.70%、80.00%、97.10%、68.60%,见表4、图1。

表4 乳腺MRI 多指标诊断良恶性病变效能

2.6 病例展示 乳腺癌TIC 多表现为III 型,患侧乳腺血管数目增多,并可见多发吻合支,ADC 图呈低信号,见图2;乳腺良性病变TIC 多表现为I 型及II型;患侧乳腺血管数目未见明显增多;ADC 图呈高信号,见图3。

图1 各参数ROC 曲线

图2 乳腺癌DCE-MRI 及ADC 图表现

图3 乳腺良性病变DCE-MRI 及ADC 图表现

3 讨论

目前,MRI 广泛应用于乳腺疾病的检测及诊断。大量研究及实验表明,MRI 对乳腺癌的检测及其特征的呈现较乳腺X 线及超声具有更高的准确性[4]。DCE-MRI 是临床乳腺MRI 检查的重要组成部分,它能很好反映肿瘤的血管生成程度、微血管灌注、恶性程度及临床分期,从而评估肿瘤的疗效及预后。通过时间信号强度曲线得到半定量参数早期强化率、早期强化比值、信号增强比及峰值强化率等,提高乳腺病变诊断的准确性[5]。

乳腺动态增强磁共振成像可以得到TIC 曲线,从而获取早期强化率、早期强化比值、信号增强比等半定量参数。早期强化率及早期强化比值反映病灶的血管生成程度及灌注情况[6];信号增强比不仅能反映病灶的血流灌注情况,还能反应病灶内对比剂的排泄情况,从而也可推测病灶单位时间内血流量的差异[7]。本次研究中乳腺良、恶性病变早期强化率敏感性、特异度分别为90.00%、45.70%,说明乳腺良恶性病灶存在一定的重叠性,假阳性率高。早期强化比值敏感性、特异度分别为72.50%、80.00%,信号增强比敏感性、特异度分别为82.50%,97.10%,特异度高于早期强化率。恶性肿瘤生长快,需要大量营养物质,微血管密度高且通透性大,存在大量动静脉吻合支,病灶内对比剂廓清速度相对较快[8]。因此,乳腺癌组TIC 曲线大多表现为Ⅲ型,乳腺良性病变TIC 曲线表现为I 型及II 型,与王玲红等[9]研究相一致。

本次研究中,乳腺癌患侧乳腺血管平均数较对侧增多,两侧乳腺血管差值大于乳腺良性病变组,其敏感性为85%、特异性为68.5%。表明乳腺癌血管较良性丰富、增多,因恶性肿瘤在生长过程中,需要大量营养物质,同时分泌血管内皮生长因子,促进血管的分化及生成,使血管数目增加[10]。Bleicher RJ 等[11]研究报道,如两侧乳腺血管差值大于或等于2,提示血管增多侧乳腺存在恶性病变,与本次研究结果基本一致。本次研究部分乳腺癌两侧乳腺血管差值小于2,文献报道乳腺癌也能引起对侧血管数目增多,还可能与样本量较少、肿瘤大小及分子分型有关,洪又佳等[12]报道,Luminal A 及Luminal B 型乳腺癌瘤周血管数量低于HER-2 过表达及三阴性型乳腺癌。乳腺良性病变中一例浆细胞性乳腺炎表现为两侧乳腺血管差值大于2,表现为假阳性,原因可能是乳腺内炎症范围大,可分泌大量炎性因子,引起血管通透性增加,小动脉及毛细血管扩张所致[13],但可综合临床症状、ADC 值及DCE-MRI 半定量参数加以鉴别。

DWI 可以通过监测布朗运动来反映正常组织及不同病理组织的微观结构特征。DWI 对水在细胞内及细胞外间隙的微扩散比较敏感。ADC 值宏观表达MRI 中水分子向四周扩散的速度及范围。大量研究表明,ADC 值对乳腺良、恶性病变的鉴别诊断具有较大价值[13]。乳腺癌细胞增殖快且排列紧密,细胞密度相对较高,核浆比大,细胞外间隙小,同时细胞膜对水分子阻挡及吸附作用,故水分子向周围扩散受限,ADC 图多表现为低信号。本次研究中,ADC值对乳腺病变诊断的敏感度及特异度分别为88.6%、95.0%,b=800 s/mm2,ADC 平均值为(1.02±0.15)×10-3mm2/s,低于乳腺良性病变的平均值(1.50±0.30)×10-3mm2/s,与以往研究基本相符[15]。

本次研究,乳腺癌与乳腺良性病变DCE-MRI半定量参数及血管差值部分重叠,有可能因样本量相对较少及乳腺癌分子分型相关,可增加样本量深度研究及乳腺MRI 多指标联合诊断,以提高准确性。通过对乳腺癌血流动力学及血管数量的研究,可进一步预测其与乳腺癌分子分型及预后的相关性。

综上所述,DCE-MRI 及DWI 是诊断乳腺良、恶性病变有效的方法,ADC 值、早期强化比值、信号增强比及两侧乳腺血管差值在乳腺癌与乳腺良性病变之间差异显著,对乳腺良、恶性病变鉴别诊断具有较大价值。

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