張雪梅 林 江 葉 芳 姚秀忠 曾蒙蘇

目前乳腺MRI檢查已比較成熟，其中擴散加權成像(diffusion- weighted imaging, DWI）是乳腺MRI的重要組成部分[1-2]。DWI通過顯示水分子的擴散評價水分子隨機運動的動態(tài)分布狀況來反映腫瘤本身的病理生理信息，并與腫瘤的分級密切相關。正常乳腺組織、良性和惡性病變之間的表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）值各不相同。但我們檢索文獻發(fā)現大多數乳腺DWI成像研究都在1.5T上進行，應用3.0T進行乳腺DWI成像的報道較少[3-8]。由于隨著場強的升高，磁敏感偽影、化學位移偽影及呼吸運動偽影等也隨之增加，而DWI序列對此尤其敏感，因此3.0T乳腺DWI的圖像質量受到限制。本研究旨在克服這些偽影的基礎上，探討不同b值3.0T DWI對乳腺良惡性病變的診斷價值。

方 法

1.研究對象

201 0年10月至2011年6月間臨床觸診檢查、乳腺X線攝影和（或）超聲發(fā)現或懷疑有乳腺腫塊而行MR檢查并經手術或活檢病理證實的女性患者34例共36個病灶納入研究組，其中良性病變18例共20個病灶，包括纖維腺瘤 16個、導管內乳頭狀瘤 3個及漿細胞性乳腺炎1個，年齡24～55歲，平均41 歲；惡性病變16例共16個病灶，包括浸潤性導管癌13個、浸潤性小葉癌1個及導管原位癌2個，年齡23～62歲，平均45歲。

同期行乳腺MR檢查的健康女性體檢20例列為對照組，年齡25～55歲，平均46歲；無乳腺疾病史或家族史，無自覺癥狀，觸診未及腫塊，B 超檢查正常。

2.MR-DWI

采用SIEM ENS 3.0T超導掃描儀（Magnetom Verio; Siemens AG, Erlangen, Germany），掃描時受檢者俯臥于專用乳腺相控陣表面線圈上，使雙側乳房自然懸垂于線圈洞穴內。12例正常對照組及17例研究組病例共19個病灶的所有檢查序列（包括T2WI、DWI及T1WI動態(tài)增強掃描）均在3.0TMR上進行，其余8例正常對照組及17例研究組病例共17個病灶先在1.5TMR上進行上述所有檢查序列后，間隔2～3h再到3.0T上進行DWI檢查。3.0TMR DWI序列的參數如下：TR 11900ms，TE 77ms，FOV 350mm，層厚4mm，均采用EPI技術，并采用選擇性水激勵（water excitation）抑脂技術，GRAPPA加速因子為3，掃描時間共298s。b值取0，750 s/mm2、1000 s/mm2、1250 s/mm2，進行手動頻率校正；DWI成像后自動生成相應的ADC圖。

3.圖像分析及處理

3.1 圖像質量分析標準：根據有無偽影、圖像變形程度及解剖結構顯示情況，將圖像評為1～5分：1分為極差，圖像不能用于診斷；2分為差，有較多的偽影及圖像變形影響了診斷，但并不是所有解剖結構都無法辨認；3分為中，較少的偽影及圖像變形，圖像對所有的解剖區(qū)域的顯示和診斷是可信的；4分為良，少量的偽影，圖像解剖結構顯示清晰；5分為優(yōu)，圖像清晰沒有偽影。

3.2 測定ADC值和病灶對比噪聲比（cont rastnoise ratio, CNR）：所有圖像分析均在工作站（Siemens syngo MR B17）上進行，由兩位從事乳腺影像學的放射科醫(yī)師共同進行觀察和分析。①正常組：在b值為750 s/mm2、1000 s/mm2、1250 s/mm2的DWI上，各選擇3個掃描層面（以乳頭層面為中心），注意盡量避開偽影，選取富含纖維腺體組織部分，每個層面上在兩側乳腺隨機各取1個感興趣區(qū)（ROI，面積均取0.2cm2），在b值為（0，750），（0，1000）及（0，1250）擬合成的ADC圖上，復制上述ROI，以保持大小和位置一致，測定ADC值，計算平均值。②病灶組：在b值為750 s/mm2、1000 s/mm2、1250 s/mm2的DWI上，對照1.5T和（或）3.0T動態(tài)增強圖像，進一步明確DWI上病灶位置及其邊緣，取病灶的最大徑所在層面，ROI盡量大，但要避開偽影、囊變壞死及出血區(qū)，測定病灶信號強度，在b值為（0，750），（0，1000）及（0，1250）擬合成的ADC圖上，復制上述ROI，測定ADC值，計算平均值。在病灶周圍正常乳腺組織隨機選取2個ROI，測定乳腺組織信號強度，計算平均值。選擇相同測量層面，ROI置于雙側乳腺前方及正中前方無偽影處，測量背景噪聲的信號強度的標準差，計算平均值。根據公式：CNR=(SI病灶-SI乳腺組織)/SD背景計算病灶CNR，SI病灶代表病灶的信號強度，SI乳腺組織代表乳腺纖維腺體組織的信號強度，SD背景代表背景噪聲信號強度的標準差。

4.統計分析

采用Stata 11.0數據分析軟件包完成數據處理和統計分析。計量資料用均數±標準差（x±s）表示；不同b值時DWI圖像質量評分的比較和乳腺病灶CNR的比較、各組間ADC值的比較以及相同b值各組ADC值的比較均采用單因素方差分析。若結果具有統計學差異后再做各組間兩兩比較。以P＜0.05時認為有統計學差異，P＜0.01時有顯著的統計學差異。

以病理診斷為金標準，各b值惡性病變平均ADC值的95%可信區(qū)間上限為界值，以小于該值作為判斷惡性病變的標準，對診斷試驗作評價（敏感性、特異性、準確性、陽性預測值及陰性預測值），用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristics curve,ROC)及曲線下面積AUC評估各b值時ADC值診斷乳腺癌的價值。

結 果

1.不同b值時DWI圖像質量比較

全部54例受檢者不同b值時DWI圖像主觀質量評分結果見表1。b=750 s/mm2時DWI圖像質量平均評分為3.31±0.77，主觀質量評分達到3分（可以診斷）及以上的為44例，占總檢查例數的81.48%；b=1000 s/mm2時DWI圖像質量平均評分為3.13±0.89，主觀質量評分達到3分及以上的為40例，占總檢查例數的74.07%；b=1250 s/mm2時DWI圖像質量平均評分為2.91±0.92，主觀質量評分達到3分及以上的為35例，占總檢查例數的64.81%。統計結果顯示不同b值時DWI圖像質量沒有統計學差異（F=3.02，P=0.0516＞0.05）。

表1 不同b值時DWI圖像質量評分（n=54）

2.不同b值時乳腺病灶CNR的比較

研究組34例共36個病灶，b=750 s/mm2、1000 s/mm2、1250s/mm2時平均CNR分別為165.90±72.74、118.17±50.59和102.14±57.12（圖1），統計顯示有顯著差異（F=10.69，P=0.0001＜0.01），兩兩比較顯示b=750 s/mm2時CNR明顯優(yōu)于b=1000 s/mm2及1250s/mm2時（P值為0.004及0.000），而b=1000與1250s/mm2之間沒有顯著性差異（P=0.800＞0.05）。

圖1 不同b值CNR比較。

3.各b值時各組ADC值的比較

相同b值時（表2，圖2），正常乳腺組織、良性病變及惡性病變的A DC值差異均有顯著性（P=0.000）；兩兩比較顯示正常乳腺組織ADC值顯著＞乳腺良性病變（P＜0.05），良性病變ADC值非常顯著＞惡性病變（P＜0.01）。

表2 正常乳腺組織及乳腺良惡性病變在不同b值時的平均ADC值

圖2 不同b值時各組ADC值的比較。

而就同一組別而言（表2），隨著b值增大，ADC值逐漸降低，但三種組織或病變的不同b值下的ADC值未見顯著性差異（P均＞0.05）。

4.各b值時乳腺癌診斷的ADC閾值界定

以各b值惡性病變平均ADC值95%可信區(qū)間的上限作為界定乳腺癌ADC的閾值，小于這個閾值作為判斷乳腺癌的標準，則b=750 s/mm2、1000 s/mm2、1250s/mm2時，ADC閾值分別為1.33×10－3mm2/s、1.25×10－3mm2/s、1.16×10－3mm2/s。以病理為金標準，上述閾值判斷乳腺癌的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值和陰性預測值見表3。三者的曲線下面積（圖3，AUCb750=0.8781，AUCb1000=0.8672，AUCb1250=0.8828）未見顯著性差異（P=0.1925＞0.05）。

圖3 不同b值的ROC曲線及曲線下面積。

表3 不同b值ADC閾值診斷乳腺癌的比較

討 論

DWI是目前唯一能觀察活體水分子微觀擴散運動的成像方法，能從分子水平反映人體組織的空間組成信息和病理生理狀態(tài)下各組織成分之間交換水分的功能狀況，從而能夠檢測出與組織含水量改變有關的形態(tài)學和病理學的早期改變。在DWI乳腺成像方面，目前國內多在1.5T上進行，其掃描技術日趨成熟，臨床應用廣泛。而在3.0T上由于隨著場強的增加，各種偽影（磁敏感偽影、化學位移偽影、呼吸運動偽影等）隨之增加，圖像質量不理想，因此限制了其使用[9]。乳腺組織含有大量脂肪成分，高信號的脂肪會掩蓋病灶的信號，降低病灶的檢出率；同時，脂肪會產生嚴重化學位移偽影，脂肪-空氣界面會產生較重的磁敏感偽影。因此，為了突出病灶的對比度有利于病灶的檢出，并消除上述偽影，在乳腺DWI中，尤其是3.0T成像上，應用適宜的脂肪抑制技術尤顯重要。我們在3.0T上采用的脂肪抑制技術為選擇性水激發(fā)技術（water excitation）。該技術是依據脂肪和水分子中質子的進動頻率差異，以水分子中氫質子的進動頻率來選擇性激發(fā)和采集，而脂肪中的氫質子不被激發(fā)，從而達到脂肪抑制效果。與1.5T上常用的頻率選擇脂肪飽和法和短反轉時間反轉恢復技術相比，其選擇性高，信噪比好，掃描時間短，特異吸收率即SAR值也較低，且對磁場的均勻性要求相對較低，故在高場強中頗具優(yōu)勢。本研究各b值圖像均獲得較高圖像質量，相信與采用該脂肪抑制技術有關。

在DWI中的b值是一個非常重要的技術參數，代表施加的擴散敏感梯度場強的大小。b值的大小與擴散敏感梯度場的強度、持續(xù)時間以及兩個梯度場的間隔時間有關。b值越大，越偏重擴散像；b值越小，越偏重T2加權。但是由于活體組織的擴散還受到許多微循環(huán)因素如毛細血管灌注、體液的流動、細胞的滲透性等影響；同時又受宏觀因素如心跳、脈搏、呼吸、腸道蠕動等生理活動的影響，因而在臨床應用中，通常使用ADC值來衡量病變的擴散程度?；铙w組織水分子的擴散運動主要受細胞膜結構的限制，并與大分子物質如蛋白質等對水分子的吸附作用有關，因此細胞繁殖越旺盛，細胞密度越高，細胞膜對水分子的限制越明顯。乳腺惡性腫瘤細胞較良性組織而言，繁殖旺盛，有較高的細胞密度，細胞也比正常組織腫脹，細胞外間隙減少，ADC值要低于細胞密度較低的良性病變及正常乳腺組織。國內外多項研究[10-15]表明在乳腺良惡性病變中，其ADC值有顯著差異，但多數研究結果在1.5T上獲得。本組研究結果證實，在3.0T上，正常乳腺組織的平均ADC值＞乳腺良性病變＞乳腺惡性病變，其趨勢同1.5T一致。

在組織中，由于微觀運動受水分子擴散和毛細血管微循環(huán)灌注的雙重影響，ADC值常高于預測值，尤其在小b值中明顯，因為小b值序列受灌注效應的影響較大，因此不宜選擇過小的b值；而用大b值進行DWI時，所測的ADC值受微循環(huán)血流灌注影響較小，能較好地反映組織內水分子擴散的真實狀況，但是隨著b值的增加，組織的信噪比和病灶的對比噪聲比逐漸減低，這是因為隨著b值的增加，回波時間增加，信號衰減加重，圖像質量下降，因此亦不宜選擇過大的b值。目前文獻報道中乳腺DWI選用的b值并不統一，而b值不同，影響到良惡性病變的ADC閾值，文獻報道[10-15]1.5T DWI診斷乳腺良惡性病變的敏感度（64.0%～93.0%）、特異度（45.8%～96.7%）差異較大，即同b值的選擇有關。在1.5T上b值多選擇500～1000s/mm2之間，以1000 s/mm2最為常用；而在3.0T上DWI成像參數的選擇，特別對適宜b值的選取應有別于1.5TMRI，需考慮到磁場強度升高、各種偽影影響、SAR值的限制和其他諸多參數變化的協同作用。目前有限的幾篇使用3.0T的文獻報道結果也并不一致：王雙玉等[7]認為b=1200s/mm2對乳腺解剖結構顯示及病變定性診斷最有價值；而Bogner等[8]認為b值為50s/mm2和850s/mm2時成像具有最優(yōu)的ADC值和最佳的DWI圖像質量，對乳腺病變的良惡性鑒別最有價值。本研究在克服各種偽影的基礎上，分別選擇中等和較高的三組b值（0，750；0，1000及0，1250s/mm2），診斷乳腺癌ADC閾值分別為1.33×10-3mm2/s、1.25×10-3mm2/s及1.16×10-3mm2/s，其敏感度、特異度、準確性及ROC曲線下面積均無統計學差異，說明b值為750s/mm2時已基本消除了微灌注的影響；而b值為750s/mm2時，圖像質量及病變的對比噪聲比均高于b值為1000 s/mm2及1250s/mm2，因此我們認為在3.0T上乳腺DWI成像的最佳b值為0，750s/mm2。

總之，根據我們的初步研究發(fā)現，結合選擇性水激勵技術，3.0T乳腺DWI成像是可行的，圖像質量基本可以得到保證。b值為0，750 s/mm2；0，1000 s/mm2及0，1250s/mm2時對乳腺癌的檢出均有較高準確性，但結合圖像質量及病灶的對比噪聲比考慮，我們推薦的最佳b值為0，750s/mm2。

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