定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的研究課件

1、定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的研究中華放射學(xué)雜志2011年2月第45卷第2期作者單位:復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺目的：探討定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的價值。結(jié)論：定量動態(tài)增強參數(shù)trans、Kep值可以對乳腺良惡性病變做出鑒別診斷,并表現(xiàn)出相對高的診斷效能，但對浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌鑒別效能較低。目的：探討定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的價值。背 景乳腺癌已成為近年來女性最常見的惡性腫瘤之。早期準(zhǔn)確的診斷和治療對疾病的發(fā)展和預(yù)后有著重要的意義。MR檢查,尤其是功能MR檢查在乳腺病變的診斷、鑒別診斷及乳腺癌治療療效的評估中發(fā)揮著越來越重要的作用

2、。背 景乳腺癌已成為近年來女性最常見的惡性腫瘤之。資料與方法資料與方法資料與方法收集118例乳腺病變但不能確診的患者行定量動態(tài)增強MR檢查,其中19例在檢查過程中因體位改變造成中心頻率偏移,導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集失敗而剔除,余99例(110個病灶)納入作者的研究。女97例,男2例,年齡22 71歲,平均48歲。一、臨床資料：資料與方法收集118例乳腺病變但不能確診的患者行定量動態(tài)增強所有病灶均經(jīng)穿刺活檢或手術(shù)病理證實,參照2003版WHO乳腺病理分型將病變分為良性組、惡性組。同時選取患者的正常對側(cè)乳腺作為對照組。所有患者對本檢查的方法及意義均知情同意。一、臨床資料：資料與方法所有病灶均經(jīng)穿刺活檢或手術(shù)病

3、理證實,參照2003版WHO乳腺采用GE Singa 3.0TMR掃描儀, HD8通道乳房相控線圈。患者取俯臥位,雙側(cè)乳房自然懸垂于線圈內(nèi)。 二、檢查方法：1、儀器與掃描體位：資料與方法采用GE Singa 3.0TMR掃描儀, HD8通道乳房相FSE序列T1WI(TR960ms,TE8.9ms,層厚4mm,間隔0mm,矩陣352192,激勵次數(shù)1次,F0 30cm30cm)T2WI加脂肪抑制序列(TR5220ms,TE48.2ms,層厚4mm,間隔0mm,矩陣352192,激勵次數(shù)2次,FO 20cm30cm)行橫斷面掃描;FSE-XL T2WI加脂肪抑制(TR5.0ms,TE1.9ms,層

4、厚4mm,間隔0mm,矩陣208192,激勵次數(shù)2次,F0 20cm20cm)行矢狀面掃描。二、檢查方法：2、常規(guī)掃描:資料與方法FSE序列T1WI(TR960ms,TE8.9ms,層厚4m首先進(jìn)行T1原始值圖(T1map圖)掃描,即利用多反轉(zhuǎn)角技術(shù),在增強前通過小反轉(zhuǎn)角的T1map圖與大反轉(zhuǎn)角的蒙片圖擬合,計算出定量的T1值。隨后在相同參數(shù)下進(jìn)行動態(tài)增強掃描,結(jié)合原始T1值,獲得各定量參數(shù)及其偽彩圖。 二、檢查方法： 3、定量動態(tài)增強掃描:資料與方法首先進(jìn)行T1原始值圖(T1map圖)掃描,即利用多反轉(zhuǎn)角技術(shù)掃描參數(shù):乳腺容積成像序列橫斷面掃描(TR4.4ms,TE2.1ms,層厚2mm,間

5、隔0mm,矩陣416320,激勵次數(shù)0.75次,FOV34cm34cm),分別于注藥前、注藥后即刻、注藥后70、140、210、280、350、420、490、560 、630s掃描,單次掃描時間為68s。對比劑采用Gd-DTPA,0.2mmol/kg,注射流率0.2ml/s, 加10ml鹽水推注。二、檢查方法： 3、定量動態(tài)增強掃描:資料與方法掃描參數(shù):乳腺容積成像序列橫斷面掃描(TR4.4ms,TE2運用藥代動力學(xué)兩室模型,將觀察組織假設(shè)為血管內(nèi)和血管外兩個模室, 計算定量動態(tài)增強參數(shù)包括:(1)容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(trans):對比劑從血管內(nèi)擴(kuò)散到血管外的速度常數(shù),單位為min-l,(2)速率

6、常數(shù)(Kep):組織間對比劑經(jīng)擴(kuò)散重新回到血管內(nèi)的速度常數(shù),單位為min-l,(3)血管外細(xì)胞外間隙容積比(e):血管外細(xì)胞外間隙占整個體素的百分比。三、MRI數(shù)據(jù)處理與分析資料與方法運用藥代動力學(xué)兩室模型,將觀察組織假設(shè)為血管內(nèi)和血管外兩個模000所有MRI數(shù)據(jù)均在ADW4.3工作站和CINE軟件上進(jìn)行后處理,通過選取R0I測量病變及正常腺體各定量參數(shù)值,并顯示偽彩圖。三、MRI數(shù)據(jù)處理與分析資料與方法0三、MRI數(shù)據(jù)處理與分析資料與方法病變ROI:根據(jù)后處理軟件自帶的“自動選取感興趣區(qū)功能”進(jìn)行病變興趣區(qū)選取,每個病變測量3個層面:中心層面、中心兩旁各1/2層面處,取三者平均值作為最后參數(shù)

7、值。四、ROI的選取及基本要求資料與方法病變ROI:根據(jù)后處理軟件自帶的“自動選取感興趣區(qū)功能”進(jìn)行正常腺體組織ROI :手動選取對側(cè)正常乳腺相對致密腺體為感興趣區(qū),盡量避開腺體邊緣、血管、脂肪等結(jié)構(gòu),每個ROI面積不小于1cm2。每個患者至少測量3個層面,且ROI應(yīng)放置在正常乳腺的不同位置,取其平均值。 四、ROI的選取及基本要求資料與方法正常腺體組織ROI :手動選取對側(cè)正常乳腺相對致密腺體為感興所有數(shù)據(jù)用SPSS 15.0軟件進(jìn)行分析。計量資料首先采用單樣本K-S擬合優(yōu)度檢驗和Levene方差齊性檢驗,檢驗樣本正態(tài)性及方差齊性。正常腺體組、良性組與惡性組間進(jìn)行單因素方差分析,之后采用LS

8、D法進(jìn)行兩兩比較;浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)組間定量參數(shù)行獨立樣本莎檢驗;五、統(tǒng)計學(xué)分析資料與方法所有數(shù)據(jù)用SPSS 15.0軟件進(jìn)行分析。計量資料首先采用單最后繪制ROC、計算曲線下面積(AUC)并進(jìn)行z檢驗,根據(jù)最大約登指數(shù)(Youdm hdex;約登指數(shù)=敏感性+特異性-1)確定最佳診斷切點值,評價各參數(shù)值的診斷效能。計量資料以Xs表示,所有P 0.05時認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。五、統(tǒng)計學(xué)分析資料與方法一最后繪制ROC、計算曲線下面積(AUC)并進(jìn)行z檢驗,根據(jù)最結(jié) 果結(jié) 果結(jié) 果99例患者共發(fā)現(xiàn)病灶110個,其中9例為2個病灶(3例為雙側(cè),6例為單側(cè)),1例為3個病灶(雙側(cè))。良

9、性組19例23個病灶,包括纖維腺瘤9個、硬化性腺病5個、大汗腺腺病1個、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤4個,脂肪瘤、化膿性乳腺炎、男性乳腺發(fā)育。一、一般情況及病理類型結(jié) 果99例患者共發(fā)現(xiàn)病灶110個,其中9例為2個病灶(3惡性組80例87個病灶,包括導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)17個、浸潤性導(dǎo)管癌61個、浸潤性小葉癌2個、腺樣囊性癌2個、惡性分葉狀腫瘤3個、惡性淋巴瘤2個(圖16)。99例除去4個雙側(cè)發(fā)病患者、12個對側(cè)全部為脂肪型腺體的患者,取83個正常對側(cè)腺體做為對照組。 一、一般情況及病理類型結(jié) 果惡性組80例87個病灶,包括導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)17個、圖1 正常腺體定量動態(tài)增強偽彩圖。左乳正常腺體信

10、號均勻,血流信號不明顯,表現(xiàn)為強化較低的藍(lán)色偽彩(箭), trans值為0.02I min-I,Kep為0.119min-I,e為0.174 圖2 惡性病變定量動態(tài)增強偽彩圖。右乳浸潤性導(dǎo)管癌,腫瘤血流豐富,對比劑交換明顯較高,顯示為代表最高交換的紅色偽彩(箭)。 trans值為1.085min-I,Kep為2.177min-I,e為0.499圖1 正常腺體定量動態(tài)增強偽彩圖。左乳正常腺體信號均勻,血流圖3 左乳外傷性化膿性乳腺炎,偽彩圖色彩較混雜(箭)。trans值為0.388min-1，Kep為0.421min-1,e為0. 922圖4 右乳纖維腺瘤,邊界清晰(箭), trans、Kep和

11、e分別為0.44min-1,0.938min-1、0.469 圖3 左乳外傷性化膿性乳腺炎,偽彩圖色彩較混雜(箭)。tr圖5 右乳惡性分葉狀腫瘤定量動態(tài)增強偽彩圖,顯示為高強化(箭)。 trans值為0.862min-1,Kep為3.900min-1,e為0.211. 圖6 右乳惡性分葉狀腫瘤(與圖5為同一病例)T2WI加脂肪抑制序列,可清晰顯示腫塊的分葉及“暈征”(箭) 圖5 右乳惡性分葉狀腫瘤定量動態(tài)增強偽彩圖,顯示為高強化(箭正常腺體、良性病變、惡性病變間trans、Kep和e值均呈正態(tài)分布且滿足方差齊性。單因素方差分析顯示正常腺體組織、良性、惡性病變間trans (F=78.85,P=

12、0.000)，Kep(F=31.37,P=0.000)，e(F=5.96,P=0.003)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。二、各組間定量參數(shù)值比較 結(jié) 果正常腺體、良性病變、惡性病變間trans、Kep和e值均惡性病變組trans、Kep平均值均高于良性病變組,良性病變組又高于正常腺體組;但e值表現(xiàn)為良性病變組最高,其次為惡性病變組。進(jìn)一步兩兩比較,除正常腺體與良性病變間Kep, 良性與惡性病變間e差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,余各參數(shù)內(nèi)3組兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。二、各組間定量參數(shù)值比較 結(jié) 果惡性病變組trans、Kep平均值均高于良性病變組,良性病惡性病變組trans、Kep平均值均高于良性病變組

13、,良性病變組又高于正常腺體組;但e值表現(xiàn)為良性病變組最高,其次為惡性病變組。進(jìn)一步兩兩比較,除正常腺體與良性病變間Kep, 良性與惡性病變間e差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,余各參數(shù)內(nèi)3組兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。二、各組間定量參數(shù)值比較 結(jié) 果惡性病變組trans、Kep平均值均高于良性病變組,良性病注:正常腺體與良性病變、正常腺體與惡性病變及良性病變與惡性病變間trans差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為9.681、11.189、5.590,P值均0.01);正常腺體與惡性病變、良性病變與惡性病變間Kep差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為5.287、3.874,P值均0.O5);正常腺體與良性病變、正

14、常腺體與惡性病變間Ve差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為2.293,2.562, P值均0.O5 ) 注:正常腺體與良性病變、正常腺體與惡性病變及良性病變與惡性病浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)定量參數(shù)比較:去除間葉起源相關(guān)的惡性分葉狀腫瘤和惡性淋巴瘤,以及分化較好且少見的腺樣囊性癌,繼續(xù)在63個浸潤性癌(包括浸潤性導(dǎo)管癌和小葉癌)與17個導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)之間進(jìn)行定量參數(shù)比較,發(fā)現(xiàn)浸潤性癌trans 、Kep,e較導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)高,但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(表2)。 二、各組間定量參數(shù)值比較 結(jié) 果浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)定量參數(shù)比較:去除間葉起源定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺

15、良惡性病變的研究課件分葉狀腫瘤特征:作者研究中3例分葉狀腫瘤均為惡性,常規(guī)增強圖像上均表現(xiàn)為邊界清楚、明顯強化的較大腫塊影,其內(nèi)可見分葉及“暈征”。定量動態(tài)增強偽彩圖均顯示為明顯強化,三者trans、Kep,e平均值分別為(0.892 0.O42)min-1、(2.0861.573) min-1、0.534 0.072(表3)。二、各組間定量參數(shù)值比較 結(jié) 果分葉狀腫瘤特征:作者研究中3例分葉狀腫瘤均為惡性,常規(guī)增強圖定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的研究課件以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)繪制trans、Kep,e三者ROC(圖7),得到三者AUC分別為0.934、0.941、0.659,經(jīng)z檢驗tr

16、ans與Kep的AUC差異無統(tǒng)計學(xué)意義(z=0.162,P0.O5), trans與e、Kep與e間AUC差異有統(tǒng)計學(xué)意義(z值分別為4.099、3.997,P值均0.05 )。三、診斷效能評估 結(jié) 果以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)繪制trans、Kep,e三者ROC(作者根據(jù)ROC,找出各判斷指標(biāo)的最佳診斷切點值(即最大約登指數(shù)),再根據(jù)最佳診斷切點值得到trans、Kep和e判斷乳腺良惡性病變的敏感性、特異性,由結(jié)果可知trans的特異性、Kep的敏感性較高,分別為95.65%、91.95%(表4)。 三、診斷效能評估 結(jié) 果作者根據(jù)ROC,找出各判斷指標(biāo)的最佳診斷切點值(即最大約登指定量動態(tài)增強MR

17、I鑒別乳腺良惡性病變的研究課件定量動態(tài)增強MRI鑒別乳腺良惡性病變的研究課件討 論一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值；二、定量動態(tài)增強在浸潤性癌與非浸潤性癌之間的比較分析；三、定量動態(tài)增強在診斷分葉狀腫瘤中的作用。討 論一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值；該組資料顯示正常腺體trans、Kep和e值均較低,偽彩圖顯示為代表增強較低的藍(lán)色區(qū)域;惡性病變trans、Kep值較高,偽彩圖上顯示為代表最高強化的紅色區(qū)域,良性病變trans、Kep介于兩者之間,偽彩圖顏色較混雜 。分析原因考慮與正常組織及病變組織的生物學(xué)特性有關(guān)。 一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論該組資料顯示正常腺體

18、trans、Kep和e值均較低,偽彩正常腺體組織血管較少,血流灌注較低,表現(xiàn)為輕度強化;而惡性腫瘤細(xì)胞生長旺盛,腫瘤新生血管增多,微血管密度增加,結(jié)構(gòu)紊亂,血管通透性明顯增高，表現(xiàn)為對比劑的高交換;良性病變過程中血管反應(yīng)性增生,血管通透性略升高,交換速度也略加快,介于惡性與正常腺體之間,反映在定量動態(tài)增強參數(shù)值上亦介于兩者之間。 一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論正常腺體組織血管較少,血流灌注較低,表現(xiàn)為輕度強化;而惡性腫作者研究中trans、Kep鑒別良惡性病變的參數(shù)界值均高于Huang等的研究,分析原因可能為所選用數(shù)學(xué)模型不同造成的,不同的數(shù)學(xué)模型所假設(shè)的理想條件不同,得出的一系

19、列血流動力學(xué)參數(shù)可能存在偏差,但同一模型計算出來的結(jié)果間具有可比性,并且可以反映腫瘤血管血供情況,具有較好的診斷及鑒別診斷價值。 一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論作者研究中trans、Kep鑒別良惡性病變的參數(shù)界值均高于作者研究結(jié)果還顯示,良惡性病變間e差異無統(tǒng)計學(xué)意義, 良性病變的e值最高。Tofts的研究結(jié)果也顯示e值較不穩(wěn)定,他們認(rèn)為可能與e常受病變周圍水腫的影響有關(guān)。一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論作者研究結(jié)果還顯示,良惡性病變間e差異無統(tǒng)計學(xué)意義, 良性作者認(rèn)為也可能與病變發(fā)展過程中組織內(nèi)血管外細(xì)胞外容積的相對比例變化較慢有關(guān),使良惡性病變間的e值范圍存在一定

20、重疊性,導(dǎo)致e在良惡性病變間的均值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。但也有學(xué)者認(rèn)為較高空間分辨率的情況下,e比trans具有更高的診斷效能。一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論作者認(rèn)為也可能與病變發(fā)展過程中組織內(nèi)血管外細(xì)胞外容積的相對比分析各組研究間產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能與輸人動脈的選擇有關(guān)。輸入動脈的選擇對trans及e的準(zhǔn)確性有較大的影響,最好選擇病變組織供血血管或病變周圍大血管,以便更好更準(zhǔn)確地反映病變微血管血流情況。一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論分析各組研究間產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能與輸人動脈的選擇有關(guān)。一大多情況下,病變的直接供血血管或周圍大血管的顯示均欠佳,所以各研究組通常會選

21、取非供血動脈作為輸人動脈,但各組間選擇有所不同。作者研究選擇胸廓內(nèi)動脈作為輸人動脈,因其位置較為恒定,MR檢查時易于顯示。另外e的偏差也可能與個體差異造成的血管內(nèi)對比劑到達(dá)時間及達(dá)峰時間不同有關(guān)。一、定量動態(tài)增強在乳腺病變鑒別中的價值討 論大多情況下,病變的直接供血血管或周圍大血管的顯示均欠佳,所以該研究還進(jìn)一步比較了浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)間各定量參數(shù)值的差異,結(jié)果顯示浸潤性癌trans、Kep和e值均有相對較高趨勢,但兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。分析原因可能與浸潤性癌新生血管豐富,血管通透性高,對比劑交換加快有關(guān), trans、Kep和e值表現(xiàn)升高。二、定量動態(tài)增強在浸潤性癌與 非浸潤

22、性癌之間的比較與分析討 論該研究還進(jìn)一步比較了浸潤性癌與導(dǎo)管原位癌(含伴微浸潤)間各定但由于該研究中導(dǎo)管原位癌組內(nèi)包含了較多伴微浸潤病例,而在導(dǎo)管原位癌微浸潤形成的過程中,新生血管亦增多,因此在腫瘤血管生長情況的監(jiān)測參數(shù)中可能存在一定的重疊性。另外,導(dǎo)管原位癌組病例數(shù)相對較少,也可能是形成誤差的另一原因。二、定量動態(tài)增強在浸潤性癌與 非浸潤性癌之間的比較與分析討 論但由于該研究中導(dǎo)管原位癌組內(nèi)包含了較多伴微浸潤病例,而在導(dǎo)管3例惡性分葉狀腫瘤均表現(xiàn)為高強化,偽彩圖表現(xiàn)大致同表現(xiàn)為腫塊樣病變的惡性上皮性腫瘤,定量參數(shù)值與惡性上皮性腫瘤參數(shù)值亦較為接近。作者認(rèn)為3例分葉狀腫瘤僅靠定量動態(tài)增強較難與

23、惡性上皮性腫瘤相鑒別,但常規(guī)MRI上可明確顯示“分葉”及“暈征”的特征性改變來鑒別。三、定量動態(tài)增強在診斷分葉狀腫瘤中的作用討 論3例惡性分葉狀腫瘤均表現(xiàn)為高強化,偽彩圖表現(xiàn)大致同表現(xiàn)為腫塊ROC及AUC作為一種評價診斷方法準(zhǔn)確性的指標(biāo)已得到廣泛應(yīng)用和認(rèn)可,該研究用ROC來評價定量動態(tài)增強3個參數(shù)在乳腺良惡性病變診斷與鑒別診斷方面的效能,結(jié)果顯示trans、Kep的AUC較大,均在0.9以上,診斷效能較高。兩者間的AUC比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,說明兩者具有同樣高的診斷效能。 四、診斷效能分析討 論ROC及AUC作為一種評價診斷方法準(zhǔn)確性的指標(biāo)已得到廣泛應(yīng)用而e的AUC較小,并與trans、Kep的AUC差異有統(tǒng)計學(xué)意義,表明e診斷效能較trans、Kep低。最后利用ROC計算出最大約登指數(shù),約登指數(shù)最大時判別的符合率最高,同時再以最大約登指數(shù)對應(yīng)的切點值為最佳診斷切點值判斷各定量參數(shù)的敏感性和特異性,即trans、Kep、e分別為四、診斷效能分析討 論而e的AUC較小,并與trans、Kep的AUC差異有統(tǒng)0.858min1 、0.676 min1、0.777