乳腺病變的fmri診斷

1、2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,1,乳腺病變的fMRI診斷,復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科李克歡迎各位同道批評指正,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,2,磁共振波譜技術(shù) MRS,檢測乳腺不同病變內(nèi)代謝物質(zhì)含量的差異;最常用1H，31P兩種波譜;先作常規(guī)乳腺M(fèi)RI掃描，包括矢狀、冠狀及橫斷面圖像;在此基礎(chǔ)上定位三維像素區(qū)，即所要測量研究的乳腺區(qū)域，一般設(shè)定為1cm3;MRS對磁場均勻性要求很高，所測興

2、趣區(qū)ROI的磁場不均勻度必須小于0.1;波譜測量前要進(jìn)行勻場及水抑制調(diào)節(jié);測量的MR信號通過傅里葉轉(zhuǎn)換成MR波譜。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,3,磁共振波譜分析 (一) MRS,31P-MRS和1H-MRS研究結(jié)果均強(qiáng)烈提示乳腺癌與良性病變或未累及的乳腺組織相比，其膽堿水平明顯提高;31P-MRS測出乳腺癌的磷酸單酯及磷酸二酯水平值升高；在1H-MRS中提示，乳腺癌的水/脂肪比率明顯大于正常乳腺組織;多項(xiàng)研

3、究結(jié)果顯示，在1H-MRS波譜中，膽堿波峰的出現(xiàn)是診斷乳腺惡性腫瘤的重要標(biāo)準(zhǔn);MRS也可輔助診斷明確為良性的乳腺病灶，從而減少手術(shù)或活檢率。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,4,磁共振波譜分析 (二) MRS,在1.5 T的MR機(jī)上，立體定位1H-MRS波譜分析能夠提供足夠的敏感度和空間分辨率;利用分辨率為1 cm3的波譜程序和具有良好空間選擇性及波譜質(zhì)量的空間定位法，可觀察到存在于乳腺癌中的膽堿波峰;Mackinn

4、on等報道，利用高場強(qiáng)、多體素1H-MRS對未被腫瘤浸潤的乳腺組織進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)膽堿峰值在3.25時可區(qū)別良惡性組織。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,5,乳腺M(fèi)RS波譜形態(tài)特征,因相鄰的Cho（膽堿）及Cr（肌酸）峰組成“M”型波峰，據(jù)此將MRS波形大致分為兩類： Ⅰ型（非腫瘤型）含“M”型波峰; Ⅱ型（腫瘤型）“M”型波峰消失。 絕大多數(shù)乳腺癌以及大部分腺瘤的MRS上，Cho及Cr 之間的“M”型波峰消失,

5、通過觀察MRS波形，可以直觀地區(qū)分乳腺腫瘤性病變與良性病變或正常組織。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,6,乳腺癌的膽堿波峰1 H MRS,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,7,彌散加權(quán)成像 DWI,反映水分子的微觀運(yùn)動，主要通過對病變區(qū)域水分子表觀擴(kuò)散系數(shù)ADC的研究來分析診斷乳腺病變。先做乳腺M(fèi)RI常規(guī)矢狀位T2WI掃描，F(xiàn)SE序列。再行彌散成像DWI，采用單次激發(fā)EPI技術(shù)；起用兩個彌散梯度場（

6、b1=1000，b2=0）;掃描時間40s;可在一個層面上同時獲得一幀b=0的EPI-T2WI，三幀b=1000的沿X、Y、Z軸相互垂直方向的DWI和一幀彌散加權(quán)合成像;利用功能軟件對DWI圖像測量，取病灶中心層面，興趣區(qū)（ROI）略小于病灶，按ADC=ln（Sb1/Sb2）/（b1-b2）計算ADC值，分別計算彌散加權(quán)合成像及X、Y、Z軸三個方向DWI的ADC值。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,8,乳腺彌散成像b值

7、的確立,ADC值是用來量化水分子布朗運(yùn)動的，在活體組織測定中一個很重要的影響因素就是血流因素;Le Bihan的研究認(rèn)為由于乳腺浸潤性癌中含有較多的新生血管，在b小于400 s/mm2時將明顯地受毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)的血流灌注影響，因此不宜選擇低于400 s/mm2的b值。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,9,乳腺彌散成像b值的確立 --1.5 T MRS掃描及測量方法,在T2WI上確定病變大概位置后行橫斷位DWI檢查;采用單

8、次激發(fā)自旋平面回波序列（SE-EPI）;范圍包括整個乳房，彌散敏感剃度加在X、Y、Z軸三個方向上;DWI的主要參數(shù)包括序列脈沖的重復(fù)時間/回波時間（TR/TE）：5000ms/58.6ms；層厚：5mm；間隔：1 mm；矩陣：128×128；激勵次數(shù)：2；掃描視野（FOV）：28cm×28cm梯度因子（b）分別取0，500，1000 ，2000s/mm2;表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion c

9、oefficient, ADC）＝(1/b-b0) In(S/S0)，S為b分別取500，1000，2000 s/mm2時興趣區(qū)的信號值，而S0則為b=0（即b0）時興趣區(qū)的信號值。,取腫瘤橫斷中心層面，避開壞死區(qū)、囊變區(qū)和血管，避免取到腫瘤外正常組織，滿足以上條件者隨機(jī)取三點(diǎn)平均后為其ADC值;所有病灶在對側(cè)乳腺鏡像取點(diǎn)作為正常乳腺組織的ADC值。同時在DWI圖上測定病灶的信號強(qiáng)度（I），背景的信號強(qiáng)度作為噪聲（N），計算每個b值上

10、的平均信噪比（I/N）;以上測量都在GE Advantage Workstation Version 4.0上完成。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,10,右乳乳腺癌b取500(A、B)、1000（C、D）、2000（E、F ）s/mm2時DWI圖和ADC彩圖均未見磁敏感偽影和化學(xué)位移偽影與增強(qiáng)上顯示的病變（G）部位和形態(tài)基本一致,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,11,不同b值乳腺病變的平均ADC值將乳

11、腺病變分為乳腺癌、良性病變和囊腫。就同一種病變來說，平均ADC值、平均信號強(qiáng)度隨b值的增大而降低,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,12,右乳浸潤性導(dǎo)管癌b取500(A、B)、1000（C、D）、2000（E、F ）s/mm2時DWI圖和ADC圖。ADC和信號強(qiáng)度隨b值增加而衰減，噪聲幾乎一致，信躁比下降。每幅圖上標(biāo)志的①為病灶處，②為對側(cè)鏡像取點(diǎn)正常乳腺組織處，③為背景噪聲。G為增強(qiáng)上顯示的病變（箭），與DWI圖顯示

12、病灶一致,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,13,平均ADC值和平均信號強(qiáng)度在不同病變間的兩兩比較表格,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,14,平均ADC值和平均信號強(qiáng)度在不同病變間的兩兩比較,各病變的平均ADC值在b = 500，1000，2000 s/mm2時均符合方差齊性，采用LSD法多重比較，結(jié)果顯示在b=500 s/mm2和1000 s/mm2時，大部分乳腺各種病變之間平均ADC值比較差異顯著，而在b＝

13、2000 s/mm2時僅在乳腺癌和良性病變間有差異。,各病變的平均信號強(qiáng)度在b = 500，1000，2000 s/mm2時方差不齊，采用Tambane’s T2法多重比較，結(jié)果顯示在b＝2000 s/mm2時，所作檢查的幾種乳腺病變間信號強(qiáng)度差異均明顯，而在b=500 s/mm2和1000 s/mm2時，乳腺癌、良性病變、囊腫分別與正常組織相比較時有顯著性差異，而在這些病變之間比較則無顯著性差異。,2024/3/16,乳腺病變的fMR

14、I診斷,15,左乳纖維腺瘤b取500(A、B)、1000（C、D）、2000（E、F ）s/mm2時DWI圖和ADC圖。ADC和信號強(qiáng)度隨b值增加而衰減，噪聲幾乎一致，信躁比下降。每幅圖上標(biāo)志的①為病灶處，②為對側(cè)鏡像取點(diǎn)正常乳腺組織處，③為背景噪聲。G為增強(qiáng)上顯示的病變，與DWI圖顯示病灶一致,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,16,不同b值時設(shè)定ADC域值確定乳腺癌診斷指標(biāo)比較表格,2024/3/16,乳腺病變的fMR

15、I診斷,17,不同b值時設(shè)定ADC域值確定乳腺癌診斷指標(biāo)比較結(jié)果,1.顯示b=500 s/mm2時檢出乳腺癌的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度和陰性預(yù)測值都是最高的，這些指標(biāo)隨b值的升高而降低。2.而陽性預(yù)測值則在b＝2000 s/mm2時最高。3.b = 500 s/mm2時,曲線下面積AZ500 = 0.775±0.046，P<0.001；b = 1000 s/mm2時，AZ1000 = 0.780±0.044

16、，P<0.001。提示這兩個b值對診斷乳腺癌有統(tǒng)計學(xué)意義。4.b = 2000時,AZ2000 = 0.620±0.062，P=0.056，提示b＝2000 s/mm2時對鑒別良惡性乳腺病變無統(tǒng)計性差異.,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,18,不同b值時平均信號強(qiáng)度、平均噪聲、平均信躁比比較平均信號強(qiáng)度和平均信躁比隨b值的不同而不同，而噪聲則與b取值無關(guān),2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,1

17、9,乳腺癌、良性病變、囊腫和正常組織在b為500 s/mm2（A）、1000 s/mm2（B）、2000 s/mm2（C）時的ADC值比較 在b值為500 s/mm2和1000 s/mm2時顯示乳腺癌、良性病變、正常組織的平均ADC值呈逐步遞增趨勢，而囊腫的ADC值是最大的，超過正常乳腺組織，各種病變間95％可信區(qū)間幾乎無重疊,,,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,20,乳腺癌、良性病變、囊腫和正常組織在b為500 s/

18、mm2（A）、1000 s/mm2（B）、2000 s/mm2（C）時的信號強(qiáng)度比較,,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,21,乳腺癌、良性病變、囊腫和正常組織在b為500 s/mm2（A）、1000 s/mm2（B）、2000（s/mm2C）時的ROC曲線比較,,,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,22,信號強(qiáng)度在b值逐漸增大過程中，信號強(qiáng)度曲線成指數(shù)樣變化，噪聲與b值變化無關(guān)，因此信噪比隨b值升高而降低,,

19、,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,23,乳腺腫瘤的磁共振彌散特征及參數(shù)選定,乳腺癌、良性病變、囊腫和正常乳腺組織的ADC值在b=500 s/mm2和1000 s/mm2時不同，通過ADC值的測定可以用來鑒別乳腺良惡性病變，并且有比較好的信躁比。高b值（2000 s/mm2 ）彌散由于信躁比的原因，其診斷與鑒別診斷作用不甚理想。乳腺癌、良性腫瘤、正常組織、囊腫的平均ADC值呈逐步遞增趨勢，在b=500 s/mm2和1000

20、s/mm2時設(shè)定ADC為1.5×10－3 mm2 /s和1.3×10－3 mm2 /s，對乳腺癌檢出有較高的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。同一種病變隨b值的升高信號強(qiáng)度逐漸衰減。同一b值時囊腫信號最高，其次為乳腺癌、良性病變，正常組織。通過b值改變后信號強(qiáng)度的變化可以幫助推測病變性質(zhì)。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,24,59例磁共振彌散成像確定乳腺癌范圍--腫瘤范圍測量,ADC測

21、量和腫瘤范圍確定都在GE Advantage Workstation Version 4.0上完成。取腫瘤橫斷中心層面作為范圍測定層面，記錄以下兩條徑線作為比較參照：病灶最大徑、過最大徑線中點(diǎn)并與之垂直的徑線，并將兩條徑線長度相加。ADC測量方法：比較DWI圖和ADC彩圖后，在ADC彩圖上作初步范圍確定。根據(jù)第一部分的研究結(jié)果，選擇b = 500 s/mm2時，ADC值1.5×10－3 mm2/s；b = 1000 s/mm

22、2時，ADC值1.3×10－3 mm2/s作為上限測定值。低于此值的異常區(qū)域可作為彌散所測病灶大小，經(jīng)過精確測量以確定兩根徑線長短并記錄。對ADC彩圖上表現(xiàn)不顯著者，以DWI上顯示異常為準(zhǔn)。多個病灶者作分別計算。興趣區(qū)（ROI）視病灶大小而定，取25mm2以上，在腫瘤邊緣區(qū)域取較小興趣區(qū)，以達(dá)到盡量精確。動態(tài)增強(qiáng)與DWI比較：以動態(tài)增強(qiáng)4分鐘時作為增強(qiáng)顯示病灶的測定點(diǎn)，測量異常強(qiáng)化區(qū)域的大小，同時測量同一層面DWI圖上顯示異

23、常信號區(qū)域的徑線，比較兩者是否一致。所有測量結(jié)果與手術(shù)病理大體及組織學(xué)進(jìn)行對照。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,25,ADC測量結(jié)果,ADC測量結(jié)果分三組：一致組指ADC設(shè)定值區(qū)域的徑線與病理所測一致；過度診斷組指ADC設(shè)定值區(qū)域的兩條徑線之和大于實(shí)際腫瘤20％；假陰性組指所測ADC值大于所設(shè)定的值（即沒有測量到小于ADC設(shè)定值的區(qū)域）。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,26,不同b值時不同類型乳腺癌的

24、平均ADC值,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,27,b取500 s/mm2（A）和1000 s/mm2（B）時各種病理類型乳腺癌平均ADC及其95％可信區(qū)間比較，顯示彼此都有重疊,,,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,28,各種乳腺癌在不同b值時平均ADC值兩兩比較 顯示在浸潤性導(dǎo)管癌和黏液腺癌間差異有顯著性，b=500 s/mm2時P=0.010，b＝1000 s/mm2時P=0.004，其余兩兩比較差異則無

25、顯著性,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,29,與病理結(jié)果比較不同b值測定腫瘤大小符合情況,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,30,乳腺浸潤性導(dǎo)管癌(范圍一致)C-E b為500 s/mm2（C-E）和1000 s/mm2（F-H）時測量大小一致，25cm ×20cm，與增強(qiáng)掃描（I）和病理測定符合（J）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,31,乳腺浸潤性導(dǎo)管癌(范圍一致) F-H b為5

26、00 s/mm2（C-E）和1000 s/mm2（F-H）時測量大小一致，25cm ×20cm，與增強(qiáng)掃描（I）和病理測定符合（J）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,32,乳腺浸潤性導(dǎo)管癌(范圍一致) I,Jb為500 s/mm2（C-E）和1000 s/mm2（F-H）時測量大小一致，25cm ×20cm，與增強(qiáng)掃描（I）和病理測定符合（J）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,33,乳腺浸潤

27、性導(dǎo)管癌伴不典型增生（過渡診斷）ADC測量范圍為41mm×28mm（A,C）大于DWI圖顯示范圍（B,D）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,34,乳腺浸潤性導(dǎo)管癌伴不典型增生（過渡診斷） 病理巨檢（E）顯示病灶范圍基本同ADC顯示，為40cm×20cm，但進(jìn)一步的組織學(xué)（F：HE×100）顯示病灶的外周為不典型增生區(qū)域（E箭范圍外黑點(diǎn)區(qū)），實(shí)際腫瘤大小為35cm×20cm,,202

28、4/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,35,過度診斷的解釋,過度診斷——即ADC設(shè)定值的異常區(qū)域徑線之和超過實(shí)際腫瘤20％。病理上顯示這2個病灶在腫瘤的周圍都有比較明顯的不典型增生改變。關(guān)于乳腺癌的發(fā)生發(fā)展有多種學(xué)說，其中的一種就是從正常導(dǎo)管上皮－增生－不典型增生－導(dǎo)管原位癌－導(dǎo)管原位癌伴微浸潤－浸潤性導(dǎo)管癌的發(fā)展模式，因此不典型增生與乳腺癌是有一定關(guān)系的。從病理的角度上來說，不典型增生的上皮細(xì)胞密度也是比較高的，這與Guo的研究

29、關(guān)于ADC值可反應(yīng)組織的細(xì)胞密度，并進(jìn)一步通過ADC值的差異來鑒別乳腺良惡性腫瘤的結(jié)果是一致的。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,36,左乳內(nèi)側(cè)導(dǎo)管原位癌伴微浸潤，15mm大小。根據(jù)DWI上定位測得b為500 mm2/s時ADC值為1.82×10－3 mm2/s（A、B），b為1000 mm2/s時ADC值為1.44×10－3 mm2/s（C、D），均超過設(shè)定域值，為ADC測定假陰性,2024/3/16,

30、乳腺病變的fMRI診斷,37,ADC測定假陰性的解釋,1）磁共振之所以可以在乳腺上行DWI檢查，一個很大的硬件發(fā)展是得益于EPI的廣泛應(yīng)用，但同時EPI有一個比較大的缺點(diǎn)便是磁敏感偽影，腫瘤中的出血部分會產(chǎn)生磁敏感偽影而使病灶的ADC值升高；腫瘤中的壞死部分也會使ADC值升高，這2個因素使本組4個浸潤性導(dǎo)管癌伴出血壞死病灶超過設(shè)定的ADC值而被判為陰性；2）相比較常規(guī)的MR成像，彌散加權(quán)成像空間分辨率相對比較低，因此對一些比較小的病灶

31、容易遺漏。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,38,動態(tài)增強(qiáng)形態(tài)與DWI測量界定腫瘤大小比較,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,39,右乳黏液腺癌，增強(qiáng)顯示病灶較小而DWI測定符合病灶在b為500 mm2/s和1000 mm2/s的DWI圖和ADC彩圖上病灶均顯示明顯，ADC值大于設(shè)定值，ADC測定陰性,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,40,右乳黏液腺癌，增強(qiáng)顯示病灶較小而DWI測定符合大小測量兩根徑

32、線在500 mm2/s和1000 mm2/s時均為17mm，與病理測量符合,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,41,右乳黏液腺癌，增強(qiáng)顯示病灶較小而DWI測定符合在增強(qiáng)上測量則為10.3×9.3，小于病理測量,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,42,增強(qiáng)病灶較大而DWI測定符合左乳2個浸潤性導(dǎo)管癌分別位于外側(cè)和內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)的病灶在DWI上測得（A、B：30mm×14mm）與增強(qiáng)上測量（C：30

33、.1mm×10.6mm）及病理測量基本一致,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,43,增強(qiáng)病灶較大而DWI測定符合外測的病灶在DWI上測得（D、E：19mm×6mm）與病理測量符合在增強(qiáng)上測量則較大（F：24.3mm×11.1mm）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,44,增強(qiáng)病灶符合而DWI不顯示浸潤性導(dǎo)管癌伴出血病灶在b為500 s/mm2（A、B）和1000 s/mm2（C

34、、D）時的DWI圖和ADC彩圖上均未見明確顯示,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,45,增強(qiáng)病灶符合而DWI不顯示浸潤性導(dǎo)管癌伴出血在T1WI平掃上也未見病灶（E），增強(qiáng)后病灶呈環(huán)形強(qiáng)化（F，箭），病理巨檢顯示腫瘤10mm，局部有比較明顯的出血改變（G，箭）,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,46,增強(qiáng)病灶符合而DWI范圍較大右乳浸潤性導(dǎo)管癌DWI圖上(A,B，67mm×34mm)顯示兩根徑線之和

35、超過病理測量的20％；增強(qiáng)上測量（C，52.2mm×21.6mm）與病理符合。組織學(xué)檢查顯示病灶周圍有比較明顯的不典型增生（D：HE×200）,,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,47,磁共振彌散成像（DWI）和表觀彌散系數(shù)（ADC）測定對乳腺癌范圍評價的意義,磁共振彌散成像（DWI）和表觀彌散系數(shù)（ADC）測定可以對乳腺癌范圍進(jìn)行評價。不同的b取值對不同病理類型乳腺癌范圍判斷準(zhǔn)確性不同，對導(dǎo)管原位癌來說

36、b取500 s/mm2對測量病灶大小更為準(zhǔn)確。伴有出血壞死的乳腺癌、黏液腺癌和較小的導(dǎo)管原位癌容易表現(xiàn)為ADC測量假陰性。相比較動態(tài)增強(qiáng)，對黏液腺癌和浸潤性導(dǎo)管癌3級的范圍評價，彌散成像有其優(yōu)勢。,2024/3/16,乳腺病變的fMRI診斷,48,感謝湯偉軍,汪曉紅和顧雅佳醫(yī)生為本研究作出的貢獻(xiàn)!,謝謝各位!歡迎大家訂閱和投稿>上海市烏魯木齊中路12號(200040)021-6249831862498318@163