孟麗輝,錢麗霞,郭曉媛
(1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系,山西 太原 030001;2.山西大醫(yī)院MR 室,山西 太原 030032)
乳腺癌發(fā)病率呈逐年上升且有年輕化的趨勢(shì),已成為嚴(yán)重威脅女性健康和生命的疾病。傳統(tǒng)的MRI 檢查對(duì)于乳腺癌的診斷具有敏感性高、特異性低的特點(diǎn)[1]。本研究嘗試通過后處理技術(shù),運(yùn)用乳腺M(fèi)RI 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(Time-intensity curve,TIC),并結(jié)合紋理分析技術(shù)中的灰度直方圖特征參數(shù),對(duì)乳腺纖維腺瘤與浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的信號(hào)及紋理特征進(jìn)行分析,探討其在臨床應(yīng)用中的價(jià)值。
回顧性分析2015 年6 月—2017 年12 月在我院進(jìn)行MRI 乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描并經(jīng)病理證實(shí)為乳腺纖維腺瘤或浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的47 例女性患者的資料,其中乳腺纖維腺瘤15 例,年齡29~56 歲,中位年齡44 歲;浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌32 例,年齡25~66 歲,中位年齡48 歲。
使用Philips Achieva 3.0T 超導(dǎo)MR 成像儀及8通道乳腺專用相控陣列線圈進(jìn)行乳腺平掃及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描?;颊咝韪┡P位、頭先進(jìn),雙乳垂直放置于線圈內(nèi),在掃描過程中患者需保持靜止?fàn)顟B(tài)。常規(guī)MRI平掃:層厚4 mm,間距0 mm,F(xiàn)OV=340 mm×340 mm。采用軸位T2W SPAIR SENSE:TR=4 500 ms,TE=90 ms;軸位T1W TSE SENCE:TR=400 ms,TE=10 ms。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描:層厚2 mm,F(xiàn)OV=340 mm×340 mm,eTHRIVE 序列:TR=4.67 ms,TE=2.31 ms,共10 期,每期掃描時(shí)間約60.38 s,Scan 為2 時(shí)注入造影劑。造影劑采用釓噴替酸葡甲胺(GD-DTPA),按0.1 mmol/kg通過高壓注射器經(jīng)手背靜脈注入。
TIC 曲線的繪制及記錄:將圖像傳入Philips Achieva 3.0 自帶工作站,手動(dòng)繪制感興趣(Region of interest,ROI),選擇強(qiáng)化程度明顯或認(rèn)為惡性程度較高的區(qū)域,要求避開出血、壞死及囊變等病變,形態(tài)為多邊形或圓形,面積需小于病灶面積但大于3 個(gè)體素。繪制并記錄TIC 曲線,參照Kuh1 分型分為3 型[2]:Ⅰ型為緩升型,Ⅱ型為平臺(tái)型,Ⅲ為流出型。Ⅰ型為良性病變的診斷標(biāo)準(zhǔn),Ⅱ、Ⅲ型為惡性病變的診斷標(biāo)準(zhǔn)。
ROI 的選擇及灰度直方圖特征參數(shù)的提?。翰捎眉y理分析MaZda 軟件,圖像需要進(jìn)行灰度標(biāo)準(zhǔn)化,從而減小亮度和對(duì)比度變化對(duì)分析結(jié)果的影響。本次研究選擇的序列包括T2WI 軸位以及增強(qiáng)掃描的1 期、3 期及10 期圖像。在增強(qiáng)掃描的3 期[3]選擇病灶最大層圖像,手動(dòng)勾畫ROI,液化、壞死、囊變、出血區(qū)均可包含在內(nèi),并保存選定的ROI,使其他序列ROI 與之保持一致,記錄選定ROI 的灰度直方圖特征參數(shù),包括均數(shù)、方差、偏度、峰度、第10 百分位數(shù)、第50 百分位數(shù)、第90 百分位數(shù)。
選用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC 曲線類型在乳腺纖維腺瘤和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌之間的差異用χ2檢驗(yàn),檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):α=0.05,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?;叶戎狈綀D各參數(shù)在良惡性之間的差異使用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn),所有統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,P<0.05 提示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?;叶戎狈綀D參數(shù)之間選擇Pearson 相關(guān)性分析,P<0.05 提示有相關(guān)性。
乳腺纖維腺瘤和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌MRI TIC 曲線比較(表1):乳腺纖維腺瘤TIC 曲線類型以Ⅰ型(66.7%)為主,浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌以Ⅲ型(75.0%)曲線為主,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表1 乳腺纖維腺瘤和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC 曲線類型分布
乳腺纖維腺瘤和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌直方圖參數(shù)比較(表2):乳腺纖維腺瘤的峰度值高于乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,增強(qiáng)掃描第3 期差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.008,P<0.01),其余序列差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。均值在兩者之間比較無明顯差異。方差值在各序列乳腺纖維腺瘤中均小于浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。偏度值兩者均為負(fù)值,但乳腺纖維腺瘤偏度值的絕對(duì)值小于浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。各百分位數(shù)值在乳腺纖維腺瘤中均低于浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,且隨著百分位數(shù)增加,參數(shù)值增加,但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)性分析研究發(fā)現(xiàn)均值與方差值在增強(qiáng)掃描第1 期、第3 期及T2WI 呈正相關(guān),且具有顯著相關(guān)性(P<0.01);在增強(qiáng)掃描第10 期兩者呈正相關(guān),但不具有顯著相關(guān)性(P=0.356,P>0.05)。峰度值和偏度值在增強(qiáng)掃描第3 期均呈負(fù)相關(guān),且具有顯著相關(guān)性(P=0.000,P<0.05);在T2序列呈負(fù)相關(guān),但不具有顯著相關(guān)性(P=0.509,P>0.05)。
表2 MRI 直方圖參數(shù)診斷乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌病例數(shù)與病理結(jié)果對(duì)照
動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC 曲線、直方圖參數(shù)及兩者聯(lián)合診斷乳腺纖維腺瘤和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌比較(表3):聯(lián)合診斷病變的特異度及準(zhǔn)確度均較單獨(dú)應(yīng)用時(shí)升高,敏感度降低。
表3 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC 曲線、MRI 直方圖參數(shù)及聯(lián)合診斷乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的效能
圖1 女,43 歲,左乳浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌。圖1a:增強(qiáng)掃描第3 期左側(cè)乳腺內(nèi)類圓形結(jié)節(jié)影,手動(dòng)繪制ROI;圖1b:TIC 曲線,呈“流出型”;圖1c:增強(qiáng)掃描第3 期圖像導(dǎo)入MaZda 軟件,手動(dòng)繪制ROI;圖1d:增強(qiáng)掃描第3 期繪制ROI 的直方圖參數(shù)。Figure 1.Female,43 years old,left breast invasive ductal carcinoma.Figure 1a:Round-like nodule in the left breast in phase 3 of contrast-enhanced scan were drawn manually;Figure 1b:TIC curve was wash-out;Figure 1c:Imaging was imported into MaZda software with manually draw ROI;Figure 1d:histogram parameters of ROI in phase 3 of contrast-enhanced scan.
DCE-MRI 是從血流動(dòng)力學(xué)方面對(duì)乳腺病變進(jìn)行分析的方法,GD-DTPA 對(duì)比劑對(duì)乳腺病變并沒有特異性,病變區(qū)強(qiáng)化程度取決于新生血管的數(shù)量以及對(duì)比劑進(jìn)入細(xì)胞外間隙的多少[2,4]。乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌屬于惡性病變,有病程短、進(jìn)展快的特點(diǎn),腫瘤新生毛細(xì)血管密度高、血管壁通透性高且血管發(fā)育不成熟,可存在動(dòng)-靜脈異常吻合,所以對(duì)比劑通過病灶迅速,增強(qiáng)掃描時(shí)早期即出現(xiàn)明顯強(qiáng)化,后期廓清速度快,TIC 曲線以Ⅲ型多見(24/32)。乳腺纖維腺瘤屬于良性病變,病變進(jìn)展較緩慢,血管發(fā)育成熟度高,且血管密度較惡性病變低,TIC 曲線以Ⅰ型多見(10/15)[5]。但是仍有一部分病變表現(xiàn)為Ⅱ型曲線(4/15,7/32),在良惡性病變中存在重疊,所以曲線類型不能單獨(dú)作為判斷乳腺纖維腺瘤和乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的依據(jù)。本組病例中曲線類型分布與國內(nèi)外報(bào)道一致。
紋理分析是一種描述圖像像素之間灰度相關(guān)性的數(shù)學(xué)方法。它提供了一種計(jì)算紋理特征數(shù)學(xué)值的方法,可用于描述組織的底層結(jié)構(gòu)。其優(yōu)勢(shì)在于患者不需要進(jìn)行額外的掃描,也不依靠影像診斷醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)及主觀判斷,只提供圖像本身的灰度客觀數(shù)據(jù),可揭示一些肉眼無法識(shí)別的分布特征。研究表明,紋理分析是提高乳腺癌MRI 特異性的一種方法,甚至可以揭示乳腺癌分子水平之間的差異,特別是灰度共生矩陣中的多個(gè)參數(shù)(熵和、方差和、熵)有較高的特異度[3]。本研究選擇紋理分析中的灰度直方圖來探討對(duì)乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的鑒別診斷價(jià)值。有研究顯示[3,6],乳腺增強(qiáng)掃描第2 分鐘左右紋理特征對(duì)比顯著,也有研究[7]認(rèn)為T2序列對(duì)紋理特征顯示有較好的差異性,所以本研究選擇增強(qiáng)掃描第1 期(對(duì)比劑還未進(jìn)入之前的時(shí)相)、第3 期(動(dòng)態(tài)增強(qiáng)2 min)、第10 期(對(duì)比增強(qiáng)延遲10 min)以及T2WI 圖像進(jìn)行對(duì)比診斷,結(jié)果表明增強(qiáng)掃描第3 期峰度值對(duì)乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的鑒別診斷有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.008,P<0.05)。
偏度是用來描述數(shù)據(jù)分布的對(duì)稱性,以0 為分界點(diǎn),如果曲線向左偏為負(fù)值,曲線向右偏為正值,正態(tài)分布為0。本研究發(fā)現(xiàn),乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的偏度值在各期均為負(fù)值,曲線均左偏,但浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的偏度更大,數(shù)值更負(fù)??赡芨橄俳?rùn)性導(dǎo)管癌的血供較纖維腺瘤更豐富,且增強(qiáng)掃描第3 期病灶強(qiáng)化程度較明顯有關(guān)。在增強(qiáng)掃描第3 期,乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌密度也較纖維腺瘤大,可能也與此時(shí)病灶血供豐富程度及強(qiáng)化程度有關(guān)。峰度值是對(duì)樣本構(gòu)成的分布是否陡峭或者平坦的描述,正態(tài)分布時(shí)峰度為3,當(dāng)大于3 時(shí)分布呈陡峭狀,小于3時(shí)分布呈平坦?fàn)?。本研究顯示,乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的峰度分布在各序列中均小于3,均呈平坦分布,但是乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的峰度值更小,分布更加平坦,同樣在增強(qiáng)掃描第3 期,兩者之間差值最大,這種分布可能跟惡性病變生長(zhǎng)較快,內(nèi)部成分較良性病變更加復(fù)雜有關(guān)。相關(guān)性分析中偏度值與峰度值在增強(qiáng)掃描各期均存在強(qiáng)負(fù)相關(guān)性,在T2WI 上存在不相關(guān),也可以說明乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的血供豐富,組成成分更復(fù)雜。本研究表明對(duì)直方圖紋理特征的顯示增強(qiáng)掃描第3 期較T2WI 更能顯示差異性。
第一,研究雖然選取病變的最大截面,但是乳腺病變是立體的,所研究數(shù)據(jù)并不能體現(xiàn)乳腺病變的整體特征。第二,本研究為手動(dòng)勾畫ROI,會(huì)出現(xiàn)不能準(zhǔn)確判斷病變邊界的情況,可能會(huì)出現(xiàn)漏選及多選的情況。第三,本研究為回顧性研究,符合條件的樣本數(shù)較少,臨床應(yīng)用時(shí)可能存在偏差,在今后的研究中有待搜集更多樣本數(shù)進(jìn)行研究驗(yàn)證。
綜上所述,在乳腺常規(guī)動(dòng)態(tài)MRI 增強(qiáng)掃描的基礎(chǔ)上,結(jié)合TIC 曲線及直方圖參數(shù)可以提高對(duì)乳腺纖維腺瘤及浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌診斷的特異度及準(zhǔn)確度,對(duì)早期乳腺癌的檢出有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。