乳腺定量動態增強MRI的應用現狀及研究進展

李愛靜，陸崴，孫微，方軍杰，金銀華

作者單位： 315010寧波，寧波市第二醫院

近年來，乳腺癌已成為全球女性最常見的癌癥，占女性所有癌癥的23%，病死率僅次于肺癌。MRI檢查具有無創性及無輻射的特點，其軟組織分辨率較高，在乳腺疾病的早期檢出、良惡性病變鑒別及病變范圍的評估等方面具有較大價值。乳腺 MRI檢查不僅能夠顯示病灶的形態特征及功能成像，還可以反映病灶微血管的形成及從分子水平反映細胞代謝。乳腺定量MRI是功能成像的重要組成部分，通過在體分析病變新生血管的變化，對病變性質做出定量判斷。

動態增強MRI（DCE-MRI）近年來發展迅速，在臨床中的應用日益廣泛。DCE-MRI主要通過觀察病灶形態學特點并結合時間-信號強度曲線、強化開始時間及強化速率等指標對乳腺病變進行分析診斷。這種方式操作簡單，但不能精確反映出病灶內對比劑濃度的變化，嚴格意義上屬于半定量分析方法。而定量分析是通過動態監測對比劑在體內的吸收、代謝等藥代動力學過程來獲得定量的血流動力學參數，從而實現在細胞分子功能水平上反映組織血管分布及血流灌注等生理信息的作用。

1　DCE-MRI的原理

DCE-MRI定量分析主要是通過監測感興趣區（ROI）內對比劑的時間-信號強度變化特點，并結合適當的藥代動力學模型計算出血流參數，從而準確反映腫瘤分子水平的生物學信息，如組織血流灌注和血管分布情況等。DCE-MRI的定量分析與注入體內的對比劑藥代動力學，尤其是對比劑在體內的分布和清除有關，而這些過程是非常復雜的，為了能夠相對清楚地描述這一復雜過程，研究人員建立了多種允許數學分析的藥代動力學模型。在進行定量分析時，需選取一動脈血管，以其內血漿對比劑的濃度-時間變化曲線為基準來測量動態增強參數，該動脈血管稱為輸入動脈，其內對比劑濃度-時間變化過程稱為輸入動脈函數（AIF）。

藥代動力學模型的選擇是定量分析中相當重要的一步。目前常用的藥代動力學模型有：（1）經典Tofts“兩室”模型。是將ROI的血管外細胞外體積分數作為周邊室，血管內細胞外體積分數（即血漿）作為中央室，描述血管和周圍間質間對比劑交換的雙向過程，通常將Ktrans稱為容量轉移常數，代表對比劑從血漿分布到血管外細胞外間隙的速率，與滲透性有關，受心輸出量和高血壓的影響；Ve是血管外細胞外間隙容積比，是對比劑漏出的間隙或分布間隙；kep為再分布常數，指對比劑由血管外細胞外間隙返回至血漿的速率。隨著描述血管床和腫瘤區域對比劑分布“室”數量的增加，模型的準確性也增加。（2）“參照物”（RR）模型。假設參照區域（通常為肌肉組織）和ROI的對比劑濃度有相同的AIF曲線，這樣就避免了直接測量AIF，同時不用受空間分辨率的影響，可以在較低場強的MRI機器上實現。（3）“快速交換”模型。該模型綜合考慮了其他離子和對比劑之間的交換，克服了其他模型假定血管內外離子交換處于平衡狀態的缺點，結果更為精確。

2　DCE-MRI的臨床應用現狀

2.1在乳腺癌鑒別診斷中的效能 定量DCE-MRI對于鑒別乳腺良、惡性病變具有較高的價值。Ktrans診斷乳腺癌的敏感度可達100.0%，特異度為91.0%～95.6%，kep診斷的敏感度達92.0%。可能原因是惡性腫瘤的血供豐富及管壁滲透性高，而Ktrans是反映血管灌注速度的絕對參數。kep值增高反應了對比劑快速返回到脈管系統，與毛細血管通透性增加相符合。李瑞敏等研究顯示DCE-MRI定量參數Ktrans及kep值可以對乳腺良惡性病變做出鑒別診斷，其中惡性病變的Ktrans及kep值大于良性病變，并表現出相對高的診斷效能，但對浸潤性癌與導管原位癌鑒別效能較低。而Ve值在鑒別良惡性病變中的價值存在爭議，有學者認為乳腺良、惡性病變間的Ve值差異有統計學意義，惡性病變Ve值小于良性病變；而Li等認為Ve在良惡性病變間的均值差異無統計學意義，可能與病變發展過程中組織內血管外細胞外容積的相對比例變化較慢有關，使良惡性病變間的Ve值范圍存在一定重疊性。但也有研究者認為在增加圖像獲取時間的情況下，Ve具有更高的診斷效能。

2.2監測腫瘤的分子生物學進程及評估預后 MRI定量增強參數可在一定程度上提示乳腺癌的不同亞型和預后。雌激素受體（ER)、孕激素受體（PR)陰性患者的Ktrans及kep值高于陽性患者，預示乳腺癌預后差；人類表皮生長因子受體-2（HER2）陽性和陰性患者的參數值差異均無統計學意義。有學者研究認為在組織級別高和ER表達陰性的腫瘤中平均Ve值降低，表明Ve值降低也是乳腺癌預后差的因素。Ve減低與細胞環境活躍有關，以血管外細胞外間隙更緊湊為特征。有研究表明：Ve值不穩定，并認為這可能與病變周圍水腫而影響Ve值有關。

乳腺癌在分子層面上具有高度異質性及高度異源性，因此基因分子亞型不同會導致生長因子表達及局部微環境的不同，并最終影響腫瘤的生物學發展。因此，乳腺癌的分子生物學指標可以準確地評估疾病的發展特點。李愛靜等報道，三陰性乳腺癌（TNBC）的Ktrans、kep值高于Lum inal型，且差異有統計學意義。Ktrans值在HER-2過表達型和Lum inal型之間不存在差異。這是由于在不同的分子分型中，TNBC的內皮生長因子水平最高，TNBC的新生血管最豐富。趙莉蕓等也認為通過Ktrans、kep和Ve值可鑒別LuminalA型乳腺癌和TNBC。但也有學者研究發現，雖然與Luminal相比，TNBC平均kep增高，Ve降低，但是兩組間Ktrans值無統計學差異，他們認為Ktrans常會受到血流量、對比劑跨壁速度及在細胞間隙中的擴散速度等影響，因此改變血流量的因素均會影響Ktrans值。各個學者之間的研究結果有所不同，可能與他們采用不同的分析方法所致，比如研究人群及納入病例的不同、后處理軟件不同、所選擇的血流動力學模型不同及乳腺癌灌注動力學中的大量異質性。因此，需要進一步論證結果的準確性。

2.3對新輔助化療療效進行評估 新輔助化療（NAC）是進展期乳腺癌全身治療的一個重要手段，早期評價療效對及時調整治療方案、增加患者的保乳手術機會都至關重要。治療是否有效，在形態學上主要依賴腫瘤體積的變化，但形態學的變化往往晚于功能學的變化。DCE-MRI定量分析顯示出了明顯的優勢，可以更為客觀地顯示腫瘤血管的通透性變化，定量參數Ktrans、kep、Ve相比形態學改變可以更早、更精確地反映療效變化。有研究發現，在多種血流動力學參數中，Ktrans值是早期預測NAC是否有效的最有價值的參考因素，NAC治療有效的患者多在化療1～2周便出現Ktrans值的明顯下降。關于Ve在乳腺癌治療中的變化，目前各研究結果尚不統一，推測結果可能因化療過程中腫瘤周圍組織出現不同程度的水腫致Ve值不穩定所致。

然而，對于血流動力學參數的準確性，很多學者提出了質疑，Padhani等認為，在評估乳腺癌NAC療效的指標中，最準確的還是形態學觀察腫瘤大小的變化，DCE-MRI定量分析的價值尚需更多的研究證實。

3　總結與展望

關于乳腺癌定量分析，目前仍無統一的定論，如果能有一套公認的最優化測量和處理軟件，這些參數會具有恒定性，可以允許患者個體內、個體間及不同研究中心之間進行對照。隨著各項研究的不斷深入，憑借定量分析自身所具有的優勢，其在乳腺癌的診斷與鑒別診斷、生物學指標及預后的關系、早期預測乳腺癌NAC的療效、腫瘤分級及分期方面具有很好的應用前景。