乳腺癌功能磁共振成像發展現狀

周　紅，陳　東

（瀘州醫學院附屬醫院放射科，四川 瀘州　646000）

?綜述?

乳腺癌功能磁共振成像發展現狀

周紅，陳東

（瀘州醫學院附屬醫院放射科，四川 瀘州646000）

乳腺腫瘤；磁共振成像

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，近年來其發病率有逐漸上升的趨勢。美國癌癥協會（ACS）2014年最新數據顯示每8個美國女性中即有1人會發生乳腺癌［1］。在我國，乳腺癌是在女性中發病率最高的惡性腫瘤，嚴重危害女性身體健康。早期治療預后較好，故早發現、早診斷并早治療顯得尤為重要。MRI軟組織分辨率高，能多參數、多平面和多方位成像，且具有無創、無電離輻射等優點，已成為較常用的影像檢查方法。磁共振擴散加權成像（DWI）、動態增強（DCE-MRI）及波譜成像（MRS）是乳腺磁共振功能成像（fMRI）的重要組成部分，在乳腺癌的診斷及鑒別診斷、評估療效等方面具有重要價值。另外，國內外亦有學者就乳腺磁敏感成像（SWI）、擴散張量成像（DTI）進行了探索。現就近年來fMRI在乳腺癌中的應用及價值作如下綜述。

1　DWI在乳腺癌中的應用

DWI是通過人體內水分子擴散程度的差異所造成的信號改變形成組織對比，產生擴散圖像。常用表觀擴散系數（ADC）代替實際擴散系數（D）值。考慮到乳腺作為腺體器官在不同個體、年齡階段、月經周期會有差異，且不同儀器、掃描參數對ADC值的影響，有學者提出同時測量病變及對側相應部位的ADC值并計算出相對ADC（rADC）值，可部分消除ADC值的個體差異。王遠梅等［2］報道，對乳腺良惡性病變的診斷，rADC值較ADC值有更好診斷效能，并認為rADC有可能是DWI另一個鑒別乳腺良惡性病變有潛在價值的參數。

惡性軟組織腫瘤細胞繁殖旺盛，細胞密度高，細胞核漿比增大，細胞外容積減小以及細胞生物膜的限制和大分子物質（如蛋白質等）對水分子的吸附能力增強，這些因素綜合作用使得惡性腫瘤細胞內水分子擴散受限；正常組織或良性病變的細胞排列相對疏松，細胞外空間大，水分子的擴散限制小。理論上乳腺癌在DWI上表現為比正常組織和良性病變高的信號強度，ADC值較低。有研究報道當b值相同時，正常乳腺、良性病灶、惡性病灶的ADC平均值逐漸減小，乳腺良惡性病變的ADC值有顯著差異［3-4］。另有學者報道DWI在乳腺癌病理分型及病理組織學分級上提供了一些常規MRI序列無法獲得的有價值的信息。乳腺導管原位癌ADC值高于浸潤性導管癌，測量ADC值對二者鑒別診斷具有一定的意義［5］。隨著乳腺癌病理組織學分級級別增高，水分子擴散受限越明顯，ADC值越低，乳腺癌病理組織學分級與ADC值有相關性［6］，我們可根據ADC值初步判斷腫瘤的惡性程度，這為乳腺癌病理組織學分級的定量測量提供了一種新思路。

新輔助化療（NAC）是指對乳腺癌患者進行全身性、系統性的細胞毒性藥物治療，使腫瘤體積縮小，盡可能達到保乳治療的目的。化療藥物作用于腫瘤細胞，可改變細胞膜的完整性和通透性或導致細胞膜破裂，同時誘導細胞凋亡，導致細胞數量減少、密度減低，細胞外間隙擴大，二者皆導致水分子擴散增強。理論上乳腺癌患者對NAC有效，可表現為癌灶ADC值增高。較多研究報道［7-8］，患者在接受NAC后，可在腫瘤出現形態學改變 （如腫瘤體積縮小）之前測得ADC值增高，即可在治療后早期監測腫瘤的治療效果。另外Park等［9］發現，化療前低ADC值的病灶對化療敏感性更高，據此可在NAC之前為患者選擇有針對性的治療方案。乳腺癌的轉移途徑主要是淋巴轉移，因此區域淋巴結也是術前或治療前的重要檢查項目之一，為乳腺癌淋巴結評估、臨床分期及后續制定治療方案提供了重要的信息。研究發現，小的淋巴結可能含有癌細胞，大的淋巴結也可能僅是炎性反應或反應性增生，B超、CT及常規MRI等以形態學改變為主要診斷依據的檢查方法無法準確判斷僅有大小改變的淋巴結的良惡性。惡性軟組織細胞密度高，細胞核漿比增加，因此轉移性淋巴結內水分子擴散能力減低，在DWI上呈高信號，ADC值較低。較多研究也支持該結論［10-11］，故DWI可為乳腺癌轉移性淋巴結診斷提供參考信息。

在傳統DWI基礎上延伸出一種序列——背景抑制磁共振全身彌散技術（DWIBS），由Takahara等于2004年首次報道，是利用STIR技術全身軸位DWI序列的快速掃描，從而獲取全身背景抑制磁共振彌散成像的序列。DWIBS使用STIR技術抑制正常組織和脂肪信號，使背景更加清晰，凸現異常病變信號，從而提高體部三維重建圖像的質量。重建后圖像可與常規T1、T2圖像融合，提供精確定位，類似于PETCT圖像，故又名類PET技術。臨床上DWIBS主要用于全身良惡性腫瘤的篩查及鑒別、檢測全身骨轉移及淋巴結轉移、尋找腫瘤原發灶、檢測腫瘤治療療效等。目前DWIBS用于乳腺癌的研究較少，文獻報道［12-13］DWIBS在評估乳腺損傷、檢測全身骨轉移及淋巴結轉移中具有重要價值，但各研究者所得結論欠統一，其臨床意義有待DWIBS新技術的進一步完善以及更大范圍的深入研究。

2　MRS在乳腺癌中的應用

MRS成像是利用磁共振現象和化學位移作用進行特定的原子核及其化合物定量分析的方法。MRS可以對多種原子核（如氫核、磷核等）進行成像，又以氫質子磁共振波譜成像（1H-MRS）技術在臨床最常應用。研究顯示，乳腺組織正常細胞向不典型增生細胞、腫瘤細胞轉變過程中，膽堿激酶活性以及磷脂酶C活性增加導致細胞膜磷酸卵磷脂分解代謝增加，膽堿類物質濃度逐漸增加。1H-MRS在乳腺疾病中的應用主要是檢測組織中的總膽堿峰（tCho峰，位置約為3.2 ppm）。對于絕大多數正常乳腺實質，MRS表現為在0～2 ppm處可見一高而寬的脂峰/乳酸峰 （Lip/Lac），而在3.2 ppm處無tCho峰。Stanwell等［14］將tCho峰細化后發現乳腺癌病灶的tCho峰位置在3.22 ppm，表明其信號可能來自磷酸膽堿，磷酸膽堿可以作為乳腺癌的生物標記。一項Meta分析顯示匯總95% CI的1H-MRS診斷乳腺良惡病灶特異度為88%，敏感度為73%，證實1H-MRS對鑒別乳腺良惡性病變具有較高價值［15］。Shin等［16］報道利用tCho峰絕對值、標化值以及SNR等參數還可以鑒別診斷乳腺浸潤性導管癌和原位癌，且同時對推測腫瘤侵襲性可能具有重要意義。

隨著乳腺癌的進展，腫瘤細胞不斷增殖、生長，瘤體內的Cho含量將明顯增高，而經NAC治療有效，腫瘤細胞增殖活性減低，生長代謝明顯減弱，細胞逐漸凋亡、壞死，Cho含量隨之降低，1H-MRS譜線上的tCho峰出現相應變化。研究發現，測量tCho峰高變化可先于腫瘤出現形態學改變之前預測NAC的療效［17］。Cho量的減少比腫瘤體積的減小更敏感［18］，且Cho量的明顯減少要比腫瘤體積的減小更能預示化療能夠取得病理完全緩解［19］。乳腺癌患者病灶對NAC有效表現為tCho峰降低或消失，但逐漸亦會出現腫瘤體積縮小，由于MRS空間分辨率低，小病灶（＜15mm）內的tCho峰很難被檢測到，腫瘤縮小可能導致MRS對tCho峰的檢測造成困難，從而夸大乳腺癌NAC療效；同時在治療過程中，腫瘤組織可能會發生壞死液化，導致腫瘤內代謝物發生質變和量變，從而影響tCho峰的檢測，導致不能準確判斷乳腺癌NAC療效。研究發現，乳腺癌已發生轉移的淋巴結的Cho水平明顯升高，因此，在一定程度上乳腺1H-MRS可判斷前哨淋巴結是否有轉移。綜上所述，MRS可以檢測tCho濃度變化并早期預測和評估乳腺癌NAC的療效，以及判斷前哨淋巴結是否有轉移。但在實際臨床工作中，由于MRS需在MRI平掃基礎上定位以及其他不足，故還需要結合MRI平掃及其他fMRI（如DCEMRI、DWI等）進行綜合判斷，為臨床提供更準確的信息。

3　DCE-MRI在乳腺癌中的應用

DCE-MRI通過靜脈注射對比劑無創地評價組織和腫瘤血管特性，反映組織毛細血管水平的血流灌注情況，是最常用的MR灌注成像方法。其血流動力學主要取決于腫瘤血管密度、通透性、血流灌注和血管外細胞外間隙（EES）。在注射對比劑前后及該過程中，對感興趣區（ROI）連續多次掃描獲得一系列圖像，分析圖像可得知病變組織血供情況、病變組織及其周圍組織的微循環、血流灌注和毛細血管通透性的變化，從而獲悉病變組織的病理、病理生理及生化代謝等信息。DCE-MRI掃描數據的采集主要包括兩種方法：一種是對血管內對比劑敏感，稱為T2*或動態磁敏感對比增強（DSC），反映組織灌注和血容量，目前主要用于腦腫瘤；另一種對EES內對比劑敏感，稱為T1或基于弛豫率方法，反映微血管灌注、滲透性及EES間隙的大小，目前應用廣泛。對T1W DCE-MRI采集的數據，可通過定性、半定量和定量3種方法分析，以定量分析最精確，但其分析過程最復雜，臨床少用。與定量分析相比，半定量分析較簡便、直接，對軟件要求不高，且可對數據進行量化分析，故目前應用最廣泛。半定量分析基于時間-信號強度曲線 （TIC），通過多種指標對組織強化進行分析。TIC是病灶血流灌注、流出等多種因素的綜合反映，大致可將其分為3型：持續型、平臺型和流出型，一般認為持續型曲線多預示良性病變可能，流出型多預示多為惡性病變可能，平臺型曲線則良、惡性病變兼而有之。

由于乳腺良惡性病變增殖方式明顯不同，微血管密度存在差異。單純形態學評價乳腺腫瘤良惡性價值有限。乳腺癌DCE-MRI，病灶多表現為由邊緣環狀強化向中心滲透，呈向心樣強化，信號強度趨于快速明顯增高且快速減低（即流出型曲線），與周圍正常腺體組織輕度、漸進性強化有較明顯信號對比；故應用病灶TIC及形態學特征可對乳腺良惡性病變進行綜合評價及鑒別。研究表明，DCE-MRI對評估乳腺病變非常有價值，一項Meta分析報道其對乳腺癌診斷的敏感度為90%，特異度為75%［20］，是目前最成熟、最重要的乳腺MRI檢查方法。但乳腺良惡性病變TIC存在疊加，這是由于MRI對比劑（如Gd-DTPA）對乳腺腫瘤并無生物學特異性，其強化方式并不取決于腫瘤良惡性，而與微血管數量及分布有關。一般而言絕大多數乳腺癌為富血供腫瘤，少數為乏血供惡性病變，以及部分以纖維成分為主的小葉癌、導管癌等惡性病變MRI強化表現類似于良性病變；而少許纖維腺瘤、乳腺增生性病變（特別是嚴重的增生性病變）、乳腺炎癥等良性病變MRI強化表現類似于惡性病變。因此，對于MRI強化表現存在一定重疊的少數不典型的乳腺良、惡性病變的診斷須結合其相應的形態學表現、DWI和MRS進行綜合分析，以提高對乳腺病變診斷的特異性。

DCE-MRI可對乳腺癌NAC療效做出相對無創、較客觀、準確的預測和評價。研究發現，乳腺癌NAC治療后，腫瘤內血流顯著降低，其強化模式發生改變。在DCE-MRI上，如乳腺癌患者對NAC有效，一方面形態學上可表現為腫瘤體積的縮小；另一方面，腫瘤強化程度減低，TIC類型發生變化，由流出型轉變為持續性。另有學者［21］通過DCE-MRI定量分析參數（如對比劑轉運常數（Ktrans）等）對NAC的療效進行預測和評估，發現1～2個周期的NAC治療后，Ktrans值下降，預示治療有效；而持續為高Ktrans值，預示患者對NAC不敏感，可早期為此類病人選擇最佳治療方案，但考慮到DCEMRI定量分析目前尚無公認的最優化模型和處理軟件，且很難獲取精確的動脈輸入函數，故定量的精確性尚有待提高。

4　SWI、DTI應用于乳腺檢查的探索

SWI是利用組織間的磁敏感性差異來產生組織間的獨特對比的磁共振成像技術。對于顯示靜脈血管、血液成分（如出血后各期代謝產物）、鈣化、鐵沉積等非常敏感。目前已較多應用于各種出血性病變、腫瘤及變性類疾病的診斷及鐵含量的定量分析等。在腫瘤的診斷與鑒別診斷方面，目前在顱內腫瘤運用較成熟；文獻報道，SWI在顱內腫瘤的評估、診斷、良惡性分級等方面都顯示出較高的臨床應用價值，尤其是增強SWI的應用，將為腦腫瘤的診斷及鑒別診斷提供新的研究思路。在乳腺癌診斷中，鈣化是一個非常重要的征象，常規MRI、DWI等很難顯示鈣化，而SWI相位圖相對而言可以很好的識別鈣化。但目前SWI應用于乳腺癌報道很少，僅有李敏等［22］用3.0T磁共振對乳腺癌患者行SWI及DWI序列掃描，以研究SWI對癌灶內鈣化或微鈣化的檢出能力，結果顯示SWI診斷乳腺病變的敏感度及特異度均顯著低于DWI，可能與SWI圖像對磁場均勻性依賴較大，而乳腺組織富含脂肪及導管結構，磁場均勻性較差，故其圖像組織分辨率低；且乳腺導管在SWI圖像上呈低信號，不易與鈣化及腫瘤微靜脈引起的信號丟失相辨別。故目前認為SWI序列用于乳腺病變診斷無顯著臨床優勢。但相信隨著SWI軟硬件設施的改進，有望逐步解決或克服其存在的不足，更好的服務于臨床。

DTI是近年來在MR-DWI基礎上發展起來的成像及后處理技術，它利用組織中水分子的自由熱運動的各向異性的原理，探測組織的微觀結構。常用參量為各向異性分數（FA）和平均彌散率（MD）。DTI在中樞神經系統（如顱內腫瘤、腦先天發育畸形、腦白質病變等）中應用廣泛，在乳腺中的研究較少。Tsougos等［23］研究顯示乳腺癌FA值高于良性病變；但Partridge等［24］研究顯示乳腺癌、乳腺囊腫FA值均顯著低于正常乳腺；Cakir等［25］研究亦顯示FA值無助于乳腺良、惡性病變診斷，但乳腺癌MD值低于乳腺良性病變及正常乳腺。故對于DTI應用于乳腺病變的價值尚存在爭議，有待大量樣本更深入細致的研究去進一步證實。

總之，fMRI在乳腺癌的診斷與鑒別診斷、病理分型、分級、監測NAC療效以及評估預后等方面都顯示出較高的臨床應用價值。但在實際運用過程中，仍存在一些問題需要解決，如對微小病灶及鈣化不敏感或敏感性低、良惡性腫瘤間存在交叉現象、良惡性淋巴結鑒別等，診斷的敏感度、特異度及準確度有待提高。相信隨著多種磁共振功能成像的聯合應用，以及磁共振技術的發展、軟硬件設施的完善，fMRI在乳腺癌中的應用價值也將得到進一步提高。

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The current development status of functional magnetic resonance imaging of breast cancer

ZHOU Hong，CHEN Dong
（Department of Radiology，the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College，Luzhou Sichuan 646000，China）

R737.9；R445.2

B

1008-1062（2015）01-0047-03

2014-08-04；

2014-09-08

周紅（1989-），女，四川江安人，在讀碩士研究生。

陳東，瀘州醫學院附屬醫院放射科，646000。