中国经济与社会史评论稿件信息
1H-MRS、DWI联合DCE-MRI鉴别乳腺良恶性病变的价值
徐阿巧 李军 翁小波 郑静 何红琴 李芝清 王小玲*
作者单位： 绍兴市中心医院放射科 (徐阿巧、李军、翁小波、郑静、何红琴) 中心医院病理科（李芝清）浙江312030; 绍兴市人民医院放射科(王小玲) 浙江312000
[摘要] 目的：探讨乳腺动态增强磁共振成像（DCE-MRI）、氢质子磁共振波谱(1H-MRS)、扩散加权成像（DWI）三者联合应用诊断乳腺良恶性病变的诊断效能。方法：收集2017年1月至2018年9月经病理证实的乳腺良恶性病变80例，术前在乳腺常规MRI平扫基础上均行DCE-MRI、1H-MRS和DWI检查，分析乳腺病变形态学表现、时间-信号强度曲线、胆碱峰以及测量其ADC值，以病理结果为金标准绘制ROC曲线，评价DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+DWI+1H-MRS四组不同组合方式对乳腺病变的诊断效能，用Z检验对ROC曲线下面积进行比较；采用χ2检验比较四组不同组合方式诊断乳腺病变的准确率、敏感性、特异性差异。结果: 80例患者中共计86个病灶，良性病灶32例38个病灶，恶性病灶48例均为单发。DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+DWI+1H-MRS基于BI-RADS分类诊断乳腺病变ROC曲线的曲线下面积(AUC)分别为0.876、0.895、0.946、0.970，差异有统计学意义（Z值为 2.253，P= 0.024）；DCE、DCE+1H-MRS、DCE+1H-MRS+ DWI对乳腺恶性病变敏感度分别为79.2%、85.4%、93.8%、95.8%；特异度分别为71.1%、68.4%、84.2%、89.5%；DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+ DWI对乳腺良恶性病变诊断准确率分别为75.6%、79.1%、89.5%、93.0%，四组诊断准确率差异有统计学意义（χ2值为13.444 P=0.004）。结论：DWI诊断效能高于1H-MRS, 能较好鉴别乳腺良恶性肿瘤，联合DCE诊断效能与DCE、1H-MRS、DWI三者联合效能相近。
[关键词]乳腺癌；磁共振成像；扩散加权成像；氢质子波谱
A comparative study of MRI and digital tomography in the dense breast lesions
Xu A’qiao, Li Jun,Weng Xiaobo, Zheng Jing,He Hongqin ,Li Zhiqing,Zhao Wang Xiaoling ,Zhang Shengjian Radiolog and pathology department department (Xu A’qiao, Li Jun,Weng Xiaobo, Zheng Jing,He Hongqing) Shaoxing Center Hospital, Zhejiang, 312030; Radiology department (Wang Xiaoling)Shaoxing People’s Hospital, Zhejiang, 312000; china.
[Abstract]Objective: To investigate the diagnostic efficacy of dynamic enhanced breast magnetic resonance imaging(DCE-MRI), hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy(1H-MRS) and diffusion weighted imaging(DWI) in the diagnosis of benign and malignant breast lesions. TMethods: Collecting 80 cases of benign and malignant breast lesions confirmed by pathology from January 2017 to September 2018, DCE-MRI, 1H-MRS and DWI were performed on the basis of routine breast MRI scans. The morphological manifestations, time-signal intensity curves, and choline peaks were analyzed. The ADC value of the lesions was recorded, and the ROC curve was drawn for the gold standard with pathological results. The diagnostic efficacy of different combinations of DCE, DCE + 1H-MRS, DCE + DWI, DCE + DWI + 1H-MRS was evaluated. The area under the ROC curve was compared with Z test; The accuracy, sensitivity and specificity of the diagnosis of benign and malignant breast lesions were compared using chi-square test. Results: There were 86 lesions in 80 cases, 38 benign lesions in 32 cases and 48 malignant lesions in 48 cases. DCE, DCE + 1H-MRS, DCE + DWI, DCE + DWI + 1H-MRS based on the BI-RADS classification diagnosis of the curve of breast lesions ROC area(AUC) 0.876，0.895，0.946，0.970, The difference is statistically significant(Z value =2.253，P= 0.024); The diagnostic sensitivity of DCE, DCE + 1H-MRS, DCE + 1H-MRS + DWI to breast lesions was79.2%，85.4%，93.8，95.8%；The specificity was71.1%，68.4%，84.2%，89.5% 84.2%, 68.4%, and 92.1% respectively; The total diagnostic accuracy of DCE, DCE + 1H-MRS, DCE + DWI, DCE + 1H-MRS + DWI for breast lesions was 75.6%, 79.1%, 89.5%, and 93.0%, respectively. The difference in diagnostic accuracy between the four groups is statistically significant (chi square value was 13.444 P = 0.004). Conclusion: DWI has higher diagnostic efficacy than 1H-MRS and can better identify breast benign malignant tumors. The combined DCE diagnostic efficacy is similar to that of DCE, 1H-MRS, and DWI.
[Key words] breast cancer; magnetic resonance imaging; hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy; diffusion weighted imaging
随着乳腺专业线圈的应用，MRI 检查在鉴别乳腺良、恶性病变中发挥重要作用[1]，但其诊断效能仍有待进一步提高。乳腺影像报告和数字系统（BI-RADS）主要根据病灶的形态学特点和时间-信号强度曲线（time-signal intensity curve，TIC）评估病灶良恶性[2]，但 TIC 的特异度不高，尤其平台型曲线鉴别良、恶性病变困难[1]。随着各种功能磁共振技术包括氢质子磁共振频谱（Proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）及MR扩散加权成像（Diffusion weighted imaging，DWI）广泛应用于临床，不同程度提高对乳腺疾病的诊断和鉴别诊断能力。1H-MRS是依据体内胆碱及其代谢产物含量的变化进行波谱分析来鉴别乳腺良、恶性病变.。DWI是通过测定乳腺组织内水分子微观运动的ADC值对乳腺肿块做出定性分析。笔者旨在探讨功能磁共振成像1H-MRS、DWI鉴别乳腺良、恶性病变的价值，以及DCE-MRI、1H-MRS、DWI不同组合方式诊断乳腺良、恶性病变诊断效能，为国内妇女乳腺病变MRI检查序列的选择提供的参考依据。
1.资料与方法
1.1患者资料
收集2016年1月至2018年6月经临床检查同时满足以下条件者纳入本实验，纳入标准：（1）乳腺超声或普通数字乳腺X摄影检查发现（BI-RADS）≥2级的乳腺病变；（2）乳腺MRI影像资料完整；（3）最终诊断经手术或穿刺活检病理证实。 排除标准：（1）妊娠或哺乳期女性，或6个月内计划怀孕；（2）有乳腺疾病手术史且影响影像诊断者。（3）存在MRI检查禁忌症或钆剂过敏的患者。最终纳入80例，均为女性，年龄19～76岁，中位年龄47岁。临床症状包括：可触及肿块65例、乳头溢液6例、局部疼痛31例。本研究获得所在医院道德伦理委员会批准且患者同意参与研究并签署知情同意书。
1.2 影像检查方法
MRI 检查：采用德国Siemens Verio 3.0T超导型MRI扫描仪和8通道乳腺专用相控阵表面线圈，先行常规MRI平扫：采用快速自旋回波(TSE) ,T1 WI (TR 498 ms，TE 10 ms) ,T2 WI脂肪抑制(TR 3400ms,TE 90 ms)，层厚3mm，层间距0. 5 mm。DWI扫描：ASSET 校正，通过SE-EPI 采集，b=0和800 ms/m时，TR 4000ms ，TE 73ms, 层数 36，层厚 4mm，无间隔扫描，平均采集次数：2次。T1WI多时相动态增强扫描：T1WI脂肪抑制加水抑制（TR 5ms，TE 29ms），层厚1.0mm，无间距扫描，FOV 360 mm×360 mm，矩阵360×128。动态增强前先扫蒙片，然后经手背静脉以团注方式注入对比剂钆双胺，剂量为0.2mmol/kg，流率2.0mL/s，即刻进行扫描连续采集7个时相,，每时相150幅图像。1H-MRS扫描：1H-MRS采集前要进行匀场及水抑制,，采用SE-PRESS序列，呼吸门控；TR:2000ms TE:30ms, 体素大小20mm×20mm×20mm。平均采集次数：80次。翻转角：90度，带宽：1200HZ。常规乳腺MRI矢状、冠状及横断面基础上定位三维像素区，波谱测量调节感兴趣区选择非肿瘤坏死区，一般设定为10mm 3，多点取平均值，并与正常组织区对照，以减少对实验的影响。采集图像自动传至医师诊断工作站，显示还包括多期扫描的MPR, MIP及减影图像，生成时间信号曲线(TIC)。
1.3 图像分析和诊断标准
MRI、DBT图像分别由2个具有10年以上乳腺影像诊断经验的放射科医师双盲判读，所有影像资料分成4部分(DCE组、DCE+1H-MRS组、DCE+DWI、DCE+DWI+1H-MRS组)，两次阅片间隔至少2周。乳腺病变的X线及MRI评价均严格按照第5版乳腺影像报告及数据系统（breast imaging report and data system，BI-RADS）标准[3]。测量乳腺病变ADC值时，ROI置于病变实质部分，避开明显坏死囊变区，手动勾画病灶ROI，平均面积为30-40mm2，每组数据重复测量3次并取其平均值。测量乳腺病变1H-MRS，选取相对平稳基线并记录主要代谢物波峰指标，分析乳腺良恶性病变1H-MRS波谱3.2ppm处有无出现胆碱峰。ROI区尽量选择病灶中心区域，尽量远离胸壁、皮肤。
DWI诊断标准参考程流泉[4]等在乳腺MRI手册提出的诊断标准，ADC界值为1．25×10-3 mm2/s。将ADC值小于界值判读为恶性或阳性；大于界值判读为良性或阴性。1H-MRS诊断标准：于波谱3．24 ppm处出现胆碱峰(Cho)峰判读为恶性或阳性；未见明确胆碱峰(Cho)峰判读为良性或阴性。联合四种技术的诊断标准：DWI和1H-MRS均为阳性，或其中一种为阳性，判读为恶性或阳性，DWI和1H-MRS均为阴性，判读为良性或阴性。
1.4 病理分析
穿刺或手术标本经过常规固定、石蜡包埋、5um切片、HE染色及树脂封片后，由2名病理科从事乳腺疾病诊断的高年资医师负责所有病理切片诊断工作，严格参照2012版WHO乳腺肿瘤病理分类诊断标准进行。
1.5 统计学方法
用SPSS22．0软件进行统计学分析，以病理结果为金标准，采用ROC曲线分析DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+DWI的诊断效能，用Z检验对ROC曲线下面积进行比较。计数资料采用频数（率）的形式表示，采用χ2 检验比较DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+DWI对乳腺良恶性病变的诊断准确率、灵敏度、特异度的差异。
2 结 果
2.1病理诊断结果
本组在手术后病理证实为乳腺恶性病变者80例，共计86个病灶，证实为恶性病变的48例，均单发，包括非特殊类型浸润性癌（IDC,NOS）31例，非特殊类型浸润性癌为主伴有部分导管原位癌成分(IDC,NOS+DCIS)6例，导管原位癌(DCIS)4例、乳腺导管内癌伴微浸润(DCIS-MI)3例，黏液腺癌 2例,小叶原位癌 1 例，鳞状细胞癌1例。证实为良性病变的32例，共38个病灶，其中纤维腺瘤19例，乳腺增生伴腺瘤样结构形成、硬化性腺病12例，导管内乳头状瘤3例，囊肿1例，良性叶状肿瘤1例,错构瘤 1 例，乳腺炎1例。
2.2 四组检查技术对乳腺良恶性病变诊断结果的比较
DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+DWI对乳腺良性病变诊断准确率分别为71.1%、68.4%、84.2%、89.5%，四组诊断准确率差异无统计学意义（χ2值为8.615，P=0.013）。DCE、DCE+1H-MRS、1H-MRS+DWI、DCE+1H-MRS+ DWI对乳腺恶性病变诊断准确率分别为79.2%、87.5%、93.8%、95.8%，四组诊断准确率差异有统计学意义（χ2值为8.287 P=0.040）。DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+ DWI对乳腺病变总诊断准确率分别为75.6%、79.1%、89.5%、93.0%，四组诊断准确率差异有统计学意义（χ2值为13.444 P=0.004）（见表 1）。两两比较，DCE+1H-MRS+ADC对乳腺良恶性病变准确性均高于DCE（χ2值为4.070，P=0.041、χ2值为6.095 P=0.014）.DCE+DWI对乳腺恶性病变的准确率高于DCE（χ2值为4.360，P=0.037），差异有统计学意义，DCE +1H-MRS与 DCE之间均无统计学意义。DCE+1H-MRS+DWI联合方式对于乳腺良恶性病变性质判读最具优势（见图1）。
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表1 四组不同检查技术对乳腺病变的正确诊断结果比较（例） |
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检查方法 |
诊断准确率 |
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良性(38个) |
恶性(48个) |
共计（86个） |
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例数（比率%） |
例数（比率%）） |
例数(比率%) |
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DCE |
27 (71.1) |
38（79.2) |
65（75.6） |
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DCE +1H-MRS |
26 (68.4) |
42 (87.5) |
68（79.1） |
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DCE +DWI |
32 (84.2) |
45 (93.8) |
77 (89.5) |
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DCE+1H-MRS+DWI |
34(89.5) |
46（95.8） |
80 （93.0） |
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X2值 |
6.928 |
8.287 |
13.444 |
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P值 |
0.074 |
0.04 |
0.004 |
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a b c d
e f g 图 1 女性 47岁，散在纤维腺体型，右侧乳房上象限IDC,NOS Ⅱ级。图`a为MRI增强早期横断位T1WI压脂像，肿块形态不规则，边缘毛刺清晰显示；b为MRI增强矢状位T1WI压脂像；c、d为病灶DWI图像及对应ADC图，病灶ADC值为0.81×10-3 mm2/s e时间信号曲线为平台型；f为 1H-MRS图像，显示肿块的tCho峰；g为高倍镜下（400X）HE染色。 2.3四组检查技术诊断乳腺恶性病变的诊断效能 以病理结果为金标准，绘制DCE、DCE+1H-MRS、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+DWI的ROC曲线（图2），曲线下面积分别为 0.876、0.895、0.946、0.970，DCE+1H-MRS+DWI的曲线下面积高于DCE曲线下面积，差异有统计学意义（Z值为 2.253，P= 0.024），其余两两比较曲线下面积均无统计学意义。DCE、DCE+1H-MRS 、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+ADC约登指数分别为50.3、53.8、78.0、85.3。DCE、DCE+1H-MRS 、DCE+DWI、DCE+1H-MRS+ADC对乳腺恶性病变敏感度分别为79.2%、85.4%、93.8%、95.8%；特异度分别为71.1%、68.4%、84.2%、89.5%。 (见表2)
图2. 四组不同检查技术诊断乳腺恶性病变的ROC曲线，DCE+1H-MRS+DWI联合方式对于乳腺 良恶性病变性质判读最具优势，DCE+DWI与其诊断效能相近。 表 2四组检查技术诊断乳腺恶性病变的效能(%)
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3.1 DCE+1H-MRS对乳腺良恶性病变的诊断准确率和效能 本研究中DCE+1H-MRS检测乳腺恶性肿瘤的敏感性、准确率均略高于单独采用DCE检查，但其特异性低，比较两者曲线下面积无统计学意义。本组实验中48例恶性肿瘤中有31例出现胆碱峰，多项研究结果[5-8]显示，在1H-MRS波谱中，胆碱波峰的出现是诊断乳腺恶性肿瘤的重要标准，异常升高胆碱峰是由于恶性肿瘤增殖速度快且代谢旺盛、快速的细胞分裂导致胆碱的合成和分解代谢活跃所致。国外学者Faeghi F [7]等研究提出MRI与1H-MRS结合后明显提高阳性预测值（阳性预测值从单纯诊断55%提高至82%），减少Cho峰阴性患者不必要的活检率。国内学者辛德友[8]等研究提出联合应用1H-MRS 和DCE-MRI对乳腺癌进行定性诊断，很大程度的提高用乳腺癌诊断的敏感度、准确率，本实验结果与上述研究结果不相符，分析原因考虑以下因素有关：一、1H-MRS与乳腺病灶体积关系密切，本实验究9例病灶小于2cm恶性肿瘤未检测到胆碱峰，文献中病灶统计几乎不包含1.5cm以下的肿块[7]，与MRI相对空间分辨力低有关，从而限制了1H-MRS在小体积乳腺恶性病变中的应用。二、小部分乳腺癌病理类型不容易检测到胆碱峰，IDC伴坏死出血亦影响1H-MRS检出，本组实验中5例非肿块强化DCIS、3例IDC伴坏死或出血以及2例粘液癌1H-MRS均未见胆碱峰出现，文献报道亦有此类病例报道[9]。在良性病变中有2例体积较大纤维腺瘤和良性叶状肿瘤却检测到胆碱峰，考虑与该病灶生长速度快、代谢旺盛、膜转运增加及血供丰富等有关，故诊断此类病变时候应慎重。三、乳腺组织是脂肪和腺体相混合特殊器官，因此1H-MRS对机器的水、脂肪抑制及磁场的均匀度要求很高，受机器性能、脉冲序列的选择、患者不配合等多因素影响，容易出现波谱峰变形，降低波谱质量导致无法准确判读情况。由于1H-MRS的扫描时间长、诊断效能低以及观察范围有限，限制了临床诊断中应用。 |
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3.2 DCE+DWI对乳腺良恶性病变的诊断准确率和效能 DCE+DWI检测乳腺恶性肿瘤的敏感性、特异性、准确率均高于单独采用DCE检查，差异有统计学意义，其诊断效能与DCE+1H-MRS+DWI三者联合效能相近。DWI通过在体内无创性评价水分子运动，从微观分子水平反映组织、器官的病理生理情况，ADC值是其量化的参数，去除了T2透过效应的影响，能更确评价病变的扩散受限程度。DWI在乳腺组织应用中重要的影响因素就是血流因素，Le Bihan[10]的研究认为由于乳腺浸润性癌中含有较多的新生血管，在b小于400s/mm2时将明显地受毛细血管网内的血流灌注影响，参考国内外文献[4、10-12]后本研究b值选用1000 s/mm2来降低血流因素的影响。 本实验中，2例乳腺粘液癌被误诊，粘液癌包括单纯型和混合型两种类型[11]，其ADC高于临界值，其病理特点为较多的粘液湖的存在，而水分子含量少，不具备水弥散的特征。3例良性肿瘤导管内乳头状瘤DWI图相仿，平均ADC为1.080, 提示导管内乳头状瘤组织学行为交界性特点，Tamura[12]等提出导管内乳头状瘤ADC值与恶性肿瘤类似，该研究结果需更大样本量证实。另外2例表现为非肿块形式乳腺恶性病变ADC测量出现假阴性，一方面与组织病理相关，更主要原因考虑为非肿块乳腺病灶中正常的脂肪和腺体，不可避免存在测量误差，导致ADC值偏高，其余病灶判读结果均与病理结果一致。由于恶性肿瘤细胞密度较良性肿瘤细胞密度高，细胞外间隙较小、细胞膜对水分子吸附阻挡作用限制了水分子的弥散，因此随着b值的增加恶性病灶信号衰减不如良性病灶明显，从而导致良、恶性病灶信号强度比的差异。DWI检查时间短，无需使用对比剂，为乳腺恶性病变早期的检出提供一个可靠、灵敏及相对简便的方法。 3.3 DCE+1H-MRS+DWI联合诊断乳腺良恶性病变的准确率和效能 本研究DCE+1H-MRS+DWI检测乳腺恶性肿瘤的敏感性、特异性、准确率最高,统计学有显著差异。由于部分良、恶性肿瘤的形态学表现有重叠，病灶的强化程度与血管密度、血管渗透性、对比剂的扩散速度及肿瘤实质成分含量等多种因素相关，表现为多样性，造成临床工作乳腺肿瘤鉴别诊断困难。DCE联合1H-MRS、DWI可从形态学、血流动力学、水分子微观运动和生化代谢信息等方面综合分析，丰富了乳腺病变的诊断信息，有助于乳腺病变的性质判读，提高MRI诊断的特异性，为临床工作中减少不必要乳腺活检、避免过度治疗具有重要意义。 综上所述， DWI技术诊断效能高于1H-MRS, 能较好鉴别乳腺良恶性肿瘤，联合DCE诊断效能与DCE、1H-MRS、DWI三者联合效能相近，具有良好临床应用前景。
参考文献： [1] Durando M, Gennaro L, Cho GY,etal. Quantitative apparent diffusion coefficient measurement obtained by 3.0 Tesla MRI as a potential noninvasive marker of tumor aggressiveness in breast cancer[J]. Eur J Radiol, 2016, 85(9): 1651 - 1658. [2] 刘万花等.乳腺定量 MRI 的进展及研究方向 [J].中华放射学杂志,2016, 50(5):321 - 323. [3] Mercado CL. BI-RADS update[J]. Radiologic Clinics of North America,2014, 52(3): 481-487. [4] 程流泉，龙莉艳．乳腺MRI手册[M].北京：人民军医出版社，2013：144-150．
[5] 李玉春,冯翠兰,蒙志刚等.MR扩散加权成像与不同成像序列组合对乳腺良恶性病变的诊断价值[J].中国临床医学影像杂志,2017,28(2):95-98.
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