魏玲，江林，馬學(xué)進，李仕廣，2*

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率及死亡率位居女性惡性腫瘤之首，占全身各類惡性腫瘤的11．6%，2020年全球大約有226萬人被診斷為乳腺癌，約68．5萬人死于該疾病[1]。目前，我國乳腺癌的發(fā)病率正以每年3%～4%的速度急劇增長，且病人群體逐漸年輕化，給社會和家庭帶來沉重的經(jīng)濟負擔[2]。常規(guī)MRI已成為乳腺癌術(shù)前診斷較為敏感的無創(chuàng)性檢查手段，其中定量MRI（quantitative MRI，qMRI）可以對乳腺癌進行量化評估，有助于其診療策略的制定、預(yù)后判斷及療效評價[3-4]。因此，本文就qMRI包括動態(tài)增強MRI（dynamic contrastenhanced MRI，DCE-MRI）、擴散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）、體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像（voxel incoherent motion diffusionweighted imaging，IVIM-DWI）、合成MRI（synthetic MRI，SyMRI）、氫質(zhì)子MR波譜成像（proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）、MR彈性成像（MR elastography，MRE)、血氧水平依賴MRI（blood oxygen level-dependent MRI，BOLD-MRI）等在乳腺癌診斷中的定量分析的研究進展予以綜述。

1 DCE-MRI

DCE-MRI是目前檢測乳腺癌較為敏感的方法，有助于無創(chuàng)性地區(qū)分乳腺良惡性病變，其敏感度高達99%，特異度高達97%[5]。DCE-MRI不僅可以對乳腺病灶進行形態(tài)學(xué)分析，還可以通過后處理技術(shù)獲得相應(yīng)的半定量及定量參數(shù)。

1.1半定量參數(shù)DCE-MRI半定量分析是根據(jù)時間-信號強度曲線得出的半定量參數(shù)，不涉及藥代動力學(xué)模型，簡單易測量。常用的半定量參數(shù)包括達峰時間（time to peak，TTP）、強化開始時間、最大信號強度、病灶內(nèi)對比劑最大濃度、時間-信號強度曲線下面積和時間-信號曲線最大斜率等。Cheng等[6]采用容積定量DCE-MRI技術(shù)對105個乳腺癌和31個乳腺良性腫瘤進行研究，結(jié)果顯示，乳腺癌的平均病灶內(nèi)對比劑最大濃度、時間-信號曲線最大斜率和時間-信號強度曲線下面積值均明顯高于良性組，而平均TTP明顯低于良性組；半定量參數(shù)時間-信號強度曲線下面積、病灶內(nèi)對比劑最大濃度、TTP和時間-信號曲線最大斜率對區(qū)分乳腺良、惡性腫瘤的敏感度、特異度和準確度分別為81．0%～87．6%、77．4%～90．3%、80．1%～86．8%。

1.2 定量參數(shù)DCE-MRI還可通過兩室藥代動力學(xué)模型量化腫瘤灌注、滲透性和血管外細胞外空間體積。在DCE-MRI乳腺癌成像的藥代動力學(xué)分析中，有3個常用的定量參數(shù)具有代表性，包括容積轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、血管外細胞外間隙容積分數(shù)（ve）和速率常數(shù)（kep）。其中，Ktrans反映微血管血流、血管通透性和血管密度，kep僅反映血管通透性，ve受細胞密度和病變間質(zhì)的影響[6-7]。

有研究[6,8]發(fā)現(xiàn)，Ktrans和kep等定量灌注參數(shù)能比非定量灌注方法更好地區(qū)分乳腺良惡性病變，單純基于定量灌注參數(shù)邏輯模型的診斷準確度（95%）高于形態(tài)學(xué)特征加動力學(xué)曲線（89%）。由于乳腺惡性病變較良性病變可表現(xiàn)出更高的微血管血流、血管通透性以及間質(zhì)壓力和細胞外空間變窄[6]，因此其Ktrans和kep值比良性病變更高，而ve值更低[9-10]。此外，有研究[3]表明，Ktrans＜0．040或kep＜0．110可排除惡性腫瘤，陰性預(yù)測值為100%。Li等[11]通過直方圖分析乳腺病變的定量DCE-MRI參數(shù)特征，發(fā)現(xiàn)kep的第90百分位數(shù)可能是區(qū)分惡性和良性乳腺病變的最佳指標。

盡管定量DCE-MRI在鑒別乳腺良惡性腫瘤方面具有諸多優(yōu)勢，但其藥代動力學(xué)模型仍然具有局限性，因為必須預(yù)知幾個參數(shù)，如腫瘤/組織的增強前T1值（Pre-T1）和動脈輸入函數(shù)（即對比劑在動脈血中隨時間變化的濃度）[5]。這2個參數(shù)的測量都有獨特的方法，并可能產(chǎn)生誤差。因此，為了充分發(fā)掘DCE-MRI定量測量的真正潛力，還需進一步標準化成像技術(shù)。

2 DWI

2.1 DWI DWI是一種通過測量組織內(nèi)水分子的擴散運動，反映細胞微環(huán)境的非增強MRI技術(shù)，其優(yōu)勢是掃描時間短，且病變檢測不受背景實質(zhì)強化、乳腺密度、絕經(jīng)狀態(tài)或月經(jīng)周期的影響。表觀擴散系數(shù)（ADC）是水分子在組織中擴散的度量，可以使用擴散加權(quán)影像來計算，該參數(shù)鑒別乳腺良性和惡性腫瘤的敏感度為91．5%，特異度為86．5%[12]。

已有大量研究表明ADC值在鑒別乳腺良惡性病變方面具有重要作用，且惡性病變的ADC值明顯低于良性病變，設(shè)定ADC閾值能夠提高良惡性病變鑒別診斷準確度。如Zhang等[13]研究應(yīng)用不同的ADC值來區(qū)分乳腺良惡性腫瘤，結(jié)果顯示ADC值范圍為（0．9～1．76）×10-3mm2/s。一項有關(guān)Meta分析的研究[13]中建議區(qū)分乳腺良惡性病變的ADC閾值為1．23×10-3mm2/s。Tezcan等[14]報道116例Ⅲ型時間-信號強度曲線病灶的最佳ADC閾值為0．89，對鑒別乳腺良惡性病變的敏感度和特異度度分別為95%、92%。一項有關(guān)乳腺腫瘤的前瞻性多中心研究[15]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用ADC閾值（1．53×10-3mm2/s）可在不降低敏感度的情況下將活檢率降低20．9%。由此可見，目前DWI定量應(yīng)用的最大局限性是ADC值在鑒別乳腺良惡性病變的特異度、敏感度和閾值等方面存在差異，并且缺乏前瞻性驗證的閾值來支持診斷決策，使得DWI無法納入乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（BI-RADS）。

b值的選擇對DWI影像質(zhì)量和ADC值的測量至關(guān)重要。有研究[16]表明較高的b值會提高DWI影像的特異度，但是會導(dǎo)致信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）降低，從而影響ADC值的測量。因此，一些研究對DWI的最佳b值進行探討，最終推薦將最大b值設(shè)為800 s/mm2或1 000 s/mm2。歐洲乳腺放射學(xué)會推薦最大b值800 s/mm2用于評估ADC值，使用2個以上的b值可以減少ADC測量的誤差，但沒有證明對乳腺病變的區(qū)分有任何明確的診斷作用[17]。也有研究[18]表明DWI鑒別乳腺良惡性病變的診斷效能不受b值選擇的顯著影響。

2.2 體素內(nèi)不相干運動成像（IVIM）在普通單指數(shù)模型中，ADC值不僅受水分子擴散的影響，還受毛細血管微循環(huán)灌注量的影響。這使得組織的ADC值降低，尤其是血流灌注豐富的組織，因此普通單指數(shù)DWI模型的ADC值不足以診斷乳腺病變。IVIM DWI是由Le Bihan等[19]提出的一種新技術(shù)，該技術(shù)通過將多個b值的信號衰減擬合到雙指數(shù)模型來分離擴散和灌流影響，并根據(jù)水分子和微循環(huán)灌注信息提供組織擴散信息。定量參數(shù)包括組織擴散系數(shù)（D）、血流灌注分數(shù)（f）和假擴散系數(shù)（D*）。與正常ADC相比，這3個參數(shù)能更準確地反映基于IVIM模型的組織生理和病理變化。IVIM已經(jīng)被應(yīng)用于乳腺癌等各種癌癥的診斷。

目前已有研究報道惡性病變的f值和D*值高于良性病變，D值低于良性病變，聯(lián)合使用f值和D值可提高診斷敏感度；D值鑒別乳腺病變的診斷效能更高，而D*值在惡性病變間的測量重復(fù)性差，缺乏一致結(jié)果。Liang等[20]通過Meta分析方法探討IVIM成像鑒別乳腺良惡性腫瘤的診斷效能，結(jié)果顯示兩者間D值、f值、D*的標準化均數(shù)差分別為-1．50、0．89、-0．30，由于D*值測量不穩(wěn)定，無法進一步提高診斷敏感度和特異度。Meng等[21]通過比較123個乳腺病灶的IVIM成像參數(shù)發(fā)現(xiàn)，惡性病變組D*和f值均大于良性組，分別為（31．12±8．23）×10-3mm2/s和（27．04±7．11）×10-3mm2/s，（5．45±1．46）%和（3．96±1．72）%。Mao等[22]通過分析124個乳腺病變的f、D、D*值，發(fā)現(xiàn)用于鑒別乳腺良惡性病變的D值和f值的最佳閾值分別為1．21和7．86；D值鑒別乳腺良惡性病變的敏感度、特異度和準確度分別為83．0%、86．7%和85．5%；f值的敏感度、特異度和準確度分別為64．9%、57．4%和62．1%。雖然在乳腺病變中應(yīng)用IVIM成像獲得了很高的診斷準確度，但由于臨床上不同機構(gòu)測量IVIM成像參數(shù)時使用不同范圍的b值，因此目前還沒有一致的方法和最佳的b值范圍來區(qū)分擴散和灌注效應(yīng)[23]。

3 SyMRI

SyMRI是近年發(fā)展起來的一項新興成像技術(shù)，該技術(shù)使用多回波和多延遲采集方法同時量化T1和T2值，以及質(zhì)子密度（PD）影像。其優(yōu)勢是通過一次掃描同時獲得定量T1、T2值和PD影像。SyMRI主要應(yīng)用于大腦成像，近年也有研究報道SyMRI有助于評估乳腺癌的弛豫時間。Meng等[24]研究顯示SyMRI獲得的定量T1和T2值可以有效鑒別乳腺良惡性病變，T1值對乳腺良惡性病變的診斷效能最高，受試者操作特征曲線下面積（AUC）為0．931，而乳腺癌的T2值為75．00～84．75 ms，低于良性病變的T2值（91．20～95．48 ms）[25]。Matsuda等[26]研究發(fā)現(xiàn)注射對比劑后的T1值可區(qū)分乳腺癌低增殖組和高增殖組，最佳閾值為98．5 ms時的敏感度、特異度和準確度分別為77．8%、87%和82%；Matsuda等[27]另一項研究還顯示乳腺惡性腫瘤的Pre-T1、ΔT1、T1/T2均顯著高于良性腫瘤，Pre-T1最佳閾值為1 265 ms時，鑒別乳腺良惡性腫瘤的診斷準確度為71．8%。Jung等[28]研究比較應(yīng)用SyMRI和多回波自旋回波T2mapping技術(shù)測量的乳腺癌T2值及其2項數(shù)值間的相關(guān)性，結(jié)果顯示SyMRI可用于評估乳腺癌的T2值，其T2值為84．75 ms。且2種成像方法測量的T2值呈正相關(guān)。Liu等[29]研究顯示，乳腺惡性病變的平均T2值顯著低于良性病變，分別為82．7 ms和95．5 ms，隨著T2值每增加一個單位（ms），病變?yōu)閻盒缘母怕曙@著降低。

4 1H-MRS

1H-MRS成像是一種應(yīng)用點分辨光譜序列或來自圍繞乳腺病變的MR體素的刺激回聲采集模式序列，在增強MR成像之后獲得波譜成像數(shù)據(jù)的無創(chuàng)性MRI診斷技術(shù)。該技術(shù)在研究乳腺癌代謝方面有良好的應(yīng)用前景。定量參數(shù)包括總膽堿（total choline，tCho），水脂比（W/F）、脂質(zhì)代謝峰。

目前基于惡性病變中tCho水平增加的理論，應(yīng)用MRS來區(qū)分乳腺良惡性病變。Sodano等[30]定量分析103個乳腺病變的tCho水平并預(yù)測淋巴結(jié)狀態(tài)，結(jié)果顯示惡性病變的tCho水平顯著高于良性病變，以tCho≤0．8 mmol/L為閾值，鑒別乳腺癌的敏感度＞95%；同時，原發(fā)病灶的tCho水平可預(yù)測淋巴結(jié)狀態(tài)，當tCho＜2．4 mmol/L時，沒有觀察到轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，其敏感度高達100%。Fardanesh等[31]研究顯示乳腺惡性和良性病變的平均tCho分別為1．1 mmol/kg和0．4 mmol/kg，以1．45 mmol/kg為閾值，鑒別良惡性病變的敏感度為73．2%，特異度為76．7%。另有研究[32]表明，使用tCho SNR有助于區(qū)分乳腺良惡性腫瘤，選擇SNR≥2作為惡性腫瘤的臨界值可提供更好的診斷準確性。

乳腺組織癌變與脂類代謝的改變有關(guān)，表現(xiàn)為乳腺組織中水分和脂類成分的改變，基于這一理論，有研究[33]顯示惡性腫瘤的脂肪分數(shù)顯著低于良性病變和正常乳腺組織，良性病變與正常乳腺組織之間的脂肪分數(shù)無明顯差異，且聯(lián)合使用tCho和W/F比單獨使用tCho能更好地鑒別良惡性病變。Thakur等[34]探討脂肪酸峰對乳腺癌的鑒別診斷價值發(fā)現(xiàn)，惡性病變在L09（0．9ppm，×10-6）、（L21＋L23）[（2．1+2．3）ppm]、（L52+L53）[（5．2+5．3）ppm]脂肪峰的平均脂質(zhì)代謝濃度明顯低于良性病變，表明L52+L53脂質(zhì)代謝峰是最有前景的生物標志物，在區(qū)分良、惡性病變方面AUC值最高。

5 MRE

MRE是一種基于相位對比的MRI方法，通過引入剪切波并利用MRI技術(shù)對其傳播進行成像，可以定量測量活體組織的黏彈性，包括組織硬度、彈性和黏度。MRE技術(shù)包括3個主要步驟：在軟組織中產(chǎn)生機械波，采用改進的相襯MR序列來成像波動，以及應(yīng)用反轉(zhuǎn)算法將波動圖像轉(zhuǎn)換為彈性圖。MRE臨床應(yīng)用最多的是對慢性實質(zhì)性肝病的評估，此外還應(yīng)用于脾、腎臟、乳腺、大腦及骨骼肌等。MRE的初步臨床研究表明，基于惡性腫瘤的硬度較高，MRE可用于區(qū)分乳腺良惡性腫瘤。一項對20例乳腺癌病人和15名健康志愿者進行的乳腺MRE研究[35]顯示，在60 Hz時乳腺惡性腫瘤的硬度為8～28 kPa（中位數(shù)15．9 kPa），良性腫瘤的硬度為2～8 kPa（中位數(shù)7 kPa）。

6 BOLD-MRI

BOLD-MRI是一種以內(nèi)源性脫氧血紅蛋白作為順磁性對比劑，增加血液和周圍組織中水的MR橫向弛豫率（R2*），從而使用參數(shù)R2*評估腫瘤血氧和血流功能的MRI方法，其主要優(yōu)點是不需要外源性對比劑。高R2*值表明組織脫氧血紅蛋白水平增加，因此血液氧合相對較低。雖然BOLD-MRI已常規(guī)用于評估大腦功能，也用于前列腺癌、腦腫瘤和乳腺癌等腫瘤學(xué)領(lǐng)域，但目前與乳腺癌相關(guān)的BOLD-MRI定量研究較少。

缺氧和血管生成是乳腺癌的基本特征，BOLDMRI正是基于這一理論來觀察乳腺癌組織的氧合狀態(tài)。Wang等[36]研究報道98個浸潤性導(dǎo)管癌病灶的平均R2*值為（52．8±18．6）Hz，腫瘤直徑≤20 mm的病灶R2*值（47．1 Hz）顯著小于直徑＞20 mm的R2*值（61．7 Hz）；有腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病人的R2*值（58．1 Hz）顯著高于無腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病人的R2*值（47．6 Hz）。也有研究[37]顯示乳腺良、惡性病變間的R2*平均值、標準差、偏斜度和峰度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Fusco等[38]研究也得出相同的結(jié)論。這可能與乳腺癌的異質(zhì)性、運動偽影及研究納入的病人數(shù)較少有關(guān)。

7 小結(jié)

綜上所述，DCE-MRI、DWI、IVIM、SyMRI、MRS、MRE和BOLD-MRI等qMRI技術(shù)已廣泛應(yīng)用于乳腺癌的量化評估，有些機構(gòu)已將qMRI用于指導(dǎo)臨床，具有臨床應(yīng)用前景。但目前qMRI的量化分析結(jié)果尚存在差異，可重復(fù)性有待提升，這可能是由于樣本納入的偏倚、樣本量不同、實驗設(shè)備廠家與型號差別及成像參數(shù)不同等多因素所致，因此現(xiàn)有乳腺癌的qMRI技術(shù)尚不能被廣泛推廣。未來的研究中可以通過擴大樣本量、純化樣本組成、標準化掃描參數(shù)來對乳腺癌的現(xiàn)有qMRI技術(shù)進行探索，此外，還可以開發(fā)更多的qMRI技術(shù)進行量化評估。