磁共振體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)對(duì)鑒別診斷乳腺良惡性病灶價(jià)值的初步研究

渠靜靜 王世威* 劉玉鳳 許茂盛 方珍

作者單位：310000 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院

乳腺癌是中國(guó)女性最常見的惡性腫瘤死亡原因之一。近年來我國(guó)已成為乳腺癌發(fā)病率增長(zhǎng)速度最快的國(guó)家，患乳腺癌的人群逐漸呈年輕化趨勢(shì)［1］。傳統(tǒng)ADC值包含了組織間水分子的真彌散和微循環(huán)灌注相關(guān)的假?gòu)浬刹糠郑荒軠?zhǔn)確的反映組織的生理行為。Le Bihan等［2］學(xué)者提出的體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像（IVIM）理論可以將微循環(huán)灌注產(chǎn)生的假?gòu)浬恼嬲乃肿訌浬⒅蟹蛛x出來，分別定量測(cè)量腫瘤細(xì)胞間隙水分子布朗運(yùn)動(dòng)相關(guān)的彌散和組織微循環(huán)灌注情況。IVIM作為一種全新的雙指數(shù)彌散成像技術(shù)，憑借定量測(cè)量獲得組織內(nèi)彌散及灌注信息方面的優(yōu)勢(shì)，逐漸引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。因此本文旨在探討體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)IVIM對(duì)于乳腺良惡性病灶鑒別診斷的意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析浙江省中醫(yī)院2016年3～12月期間就診的48例患有乳腺腫塊的患者，入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）檢查前均未行手術(shù)或穿刺活檢；（2）臨床擬診為乳腺癌的患者；（3）乳腺病灶直徑＞1cm。共有48例病灶，其中惡性37例，良性11例，患者均為女性，年齡23～70歲，平均（51.4±11.6）歲。

1.2 檢查方法 采用GE Discovery MR 750 3.0T超導(dǎo)型磁共振，8通道乳腺專用相控線圈。檢查前建立靜脈留置通道，對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺（Gd-DTPA），患者采用俯臥位，足先進(jìn)，雙側(cè)乳腺自然下垂于線圈內(nèi)，行雙側(cè)乳腺平掃，多b值擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）掃描，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像檢查（DCE-MRI）。（1）常規(guī)序列掃描：軸位常規(guī)T2加權(quán)像：掃描序列：FSE，F(xiàn)OV 32cm×32cm，層厚 4mm，層間距1mm，NEX 2。（2）IVIM-DWI掃描：采用單次激發(fā)自旋回波平面序列，脂肪抑制技術(shù)進(jìn)行掃描。b值取0，20，30，50，100，150，200，400，800，1500，施加在 X，Y，Z軸三個(gè)方向。TR：5200，層厚4.0mm，層間距1mm。（3）DCE-MRI掃描：共掃描7期，1期蒙片+6期增強(qiáng)，單期58s。首先掃描蒙片，觀察圖像有無異常，然后進(jìn)行增強(qiáng)對(duì)比劑團(tuán)注。對(duì)比劑為GD-DTPA，劑量按0.2ml/kg計(jì)算，經(jīng)肘正中靜脈由高壓注射器注入，注射速率1.8ml/s，注射完畢以同樣的速率注射0.9%氯化鈉液14ml沖管。掃描參數(shù)FOV 32cm×32cm，TR 5200，層厚 4mm，層間距1mm，NEX 1。

1.3 圖像處理 測(cè)量工作在后處理工作站GE aw4.6上進(jìn)行，將多b值DWI圖像傳至后處理工作站，使用Functool工具中的MADC軟件進(jìn)行后處理，結(jié)合DCEMRI掃描手動(dòng)畫取感興趣區(qū)（ROI），ROI區(qū)選取原則：ROI的選取范圍以每個(gè)病灶最大平面為中心，盡可能地包含病灶的主體，選取病灶強(qiáng)化最明顯的位置，盡量避開病變壞死、囊變區(qū)及血管區(qū)域，分別測(cè)量三次取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS Stastistics 22軟件對(duì)IVIM各參數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散系數(shù)stand ADC、真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)D值、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)D*值和灌注系數(shù)f值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。使用單樣本K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)各樣本的正態(tài)分布性，正態(tài)分布數(shù)據(jù)行兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)行非參數(shù)檢驗(yàn)（Mann-Whitney U檢驗(yàn)）進(jìn)行比較，聯(lián)合診斷采用Logistics回歸分析，分別繪制受試者特性曲線（ROC曲線），并評(píng)估有意義的各參數(shù)值對(duì)于乳腺良惡性病灶診斷的效能，確定各參數(shù)的診斷閾值及該閾值下的ROC面積、敏感性和特異性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 良性病灶與惡性病灶中IVIM 各參數(shù)的差異 見表1。

表1 良性組和惡性組各參數(shù)比較（±s）

表1 良性組和惡性組各參數(shù)比較（±s）

惡性組 良性組 t值 P值stand ADC（mm2/s） 0.98±0.26 1.34±0.23 4.081 ＜0.001 D值（mm2/s） 0.51±0.22 0.79±0.035 2.424 0.031 D*（mm2/s） 17.05±36.27 21.02±44.51 0.302 0.764 f值（%） 40.016±17.260 48.827±21.313 1.408 0.166

2.2 stand ADC和D值的比較及其ROC曲線 見表2，圖1。二者聯(lián)合診斷ROC下面積有一定增大為0.843，靈敏度提高為0.892，特異性為0.818，其ROC曲線見圖2。良惡性病灶典型圖像見圖3、4。

表2 stand ADC和D值的診斷效能

圖1 stand ADC、D值ROC曲線

圖2 stand ADC與D值聯(lián)合診斷的ROC曲線

圖3 37歲女性右乳浸潤(rùn)癌

圖4 45歲女性左乳乳腺增生

3 討論

DWI屬于功能MRI，是一種無創(chuàng)探測(cè)人體內(nèi)的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的唯一方法，其是通過定量參數(shù)ADC值對(duì)組織中的水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行定量檢測(cè)，是一種單指數(shù)模型［3］。最早應(yīng)用于急性腦梗死的研究，其臨床價(jià)值迅速得到廣泛認(rèn)可。然而，生物組織的微觀運(yùn)動(dòng)不僅包括毛細(xì)血管中水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，還包括血液的微循環(huán)。在高度不均質(zhì)的組織內(nèi)部，彌散加權(quán)信號(hào)實(shí)質(zhì)上是呈多指數(shù)衰減方式進(jìn)行，尤其當(dāng)b值較大時(shí)更是如此。Standard ADC代表了傳統(tǒng)的ADC值，當(dāng)乳腺發(fā)生惡性病變時(shí)，細(xì)胞繁殖速度較良性病灶快，細(xì)胞密度增加，細(xì)胞外容積減小，導(dǎo)致水分子運(yùn)動(dòng)范圍受限，因此本組資料中惡性組的stand ADC低于良性組是符合原理的，與以往的研究結(jié)果［4］相一致。此外，研究發(fā)現(xiàn)良性病灶和惡性病灶的D值均明顯低于stand ADC，說明后者不僅包含單純的水?dāng)U散運(yùn)動(dòng)，還包含組織的微循環(huán)灌注，并不能準(zhǔn)確地表達(dá)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散受限程度，進(jìn)一步契合了原理。

IVIM雙指數(shù)模型是1986年Le Bihan等［2］提出的一種新概念和方法，通過多b值DWI上組織信號(hào)強(qiáng)度的變化來描述體素微觀運(yùn)動(dòng)，其技術(shù)前提是假設(shè)血液的微循環(huán)和灌注是非一致性、無條理的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。IVIM不僅能夠提供體內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)的定量參數(shù)，還可以反映組織的擴(kuò)散情況，其信號(hào)變化與b值的關(guān)系為：Sb/S0=（1-f）×exp（-b×D）+f×exp［-b×（D+D*）］，其中Sb、S0分別代表b取某個(gè)b值（b≠0）及b=0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度；b值是擴(kuò)散敏感因子，單位s/mm2，D為真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)，D*為偽擴(kuò)散系數(shù)，代表體素內(nèi)由微循環(huán)引起的擴(kuò)散，單位mm2/s；f值為灌注分?jǐn)?shù)，代表體素內(nèi)快速擴(kuò)散占總體擴(kuò)散的百分率。由于惡性腫瘤細(xì)胞的增長(zhǎng)較良性病灶迅速，水分子受限更加明顯，因此，惡性病灶的D值較良性病灶低，與以往研究［5］的結(jié)果相一致。

本組資料中，惡性病灶的f值低于良性病灶，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Tamura等［6］得出浸潤(rùn)性乳腺癌的f值顯著低于非浸潤(rùn)性乳腺癌的結(jié)果，并認(rèn)為惡性組織中細(xì)胞密度增高，導(dǎo)致傳統(tǒng)ADC值降低，伴隨f值的降低，靳雅楠等［7］認(rèn)為乳腺惡性病變f值顯著降低，究其原因在于：一方面惡性病變的細(xì)胞密度高，細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)的微血管受壓，導(dǎo)致快速擴(kuò)散成分比例降低；另一方面，惡性病變組織內(nèi)新生血管常扭曲變形且分支紊亂，造成微血管灌注降低，進(jìn)而降低組織內(nèi)快速擴(kuò)散成分；而Liu等［8］研究顯示惡性病灶的f值高于良性病灶，認(rèn)為f值應(yīng)隨著組織微循環(huán)灌注的增加而增大，因惡性腫瘤血供豐富，f值高于良性病變。造成這兩種結(jié)果的原因在于，Pang等［9］發(fā)現(xiàn)f值受b值影響較大，一定范圍內(nèi)，腫瘤內(nèi)f值會(huì)隨b值的增加而增加，超過一定范圍后，隨b值增高，f值反而降低，本資料采用的高b值較多，f值反而會(huì)降低。故采用較高的b值，會(huì)影響f值的準(zhǔn)確性，因此導(dǎo)致了惡性病灶的f值較低，良惡性病灶之間的差異不明顯。

本組實(shí)驗(yàn)中，惡性病灶的D*值低于良性病灶，但其差異不明顯，其原因可能是D*與細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)的微血管密度有關(guān)，惡性病變細(xì)胞密度高，導(dǎo)致細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)的微血管受壓，灌注水平降低，在一定程度上降低了惡性病變的D*值，另一方面不同組織類型及不同分級(jí)的乳腺癌的血管分布及血管復(fù)雜程度不同，導(dǎo)致D*的復(fù)雜性，造成D*在乳腺良、惡性病變中差異不顯著。

利用ROC曲線對(duì)stand ADC、D鑒別乳腺良惡性病變的診斷效能評(píng)估，得到stand ADC曲線下面積最大（AUC=0.818），且敏感度、特異度較D值高，當(dāng)stand ADC=1.26×10-3mm2/s，敏感度特異度分別為0.818、0.865，而蔡林峰等［10］的研究結(jié)果是D值的診斷效能更高，其認(rèn)為剔除了微循環(huán)灌注的影響因素，直接反映了組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，提高診斷的敏感性，因此D值的ROC曲線下面積大于stand ADC。而本組數(shù)據(jù)二者聯(lián)合診斷ROC下面積有一定增大為0.843，靈敏度提高為0.892，由此可見二者聯(lián)合診斷可以提高診斷率和敏感度，無疑IVIM提出了一種新的有效的診斷方法。

本研究的局限性在于樣本量偏小，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果有一定的偏差，需要進(jìn)一步增加樣本量，以確定其在鑒別診斷乳腺良惡性病灶中的價(jià)值。另外，b值的選擇和掃描參數(shù)的設(shè)置對(duì)診斷敏感性和特異性有一定的影響，因此在今后的檢查中，選擇合適b值以及掃描參數(shù)對(duì)于鑒別診斷乳腺病變尤為重要。