定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究课件.ppt

定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究中华放射学杂志2011年2月第45卷第2期作者单位:复旦大学附属肿瘤医院放射诊断科,定量动态增强MRI鉴别乳腺,目的：探讨定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的价值。结论：定量动态增强参数trans、Kep值可以对乳腺良恶性病变做出鉴别诊断,并表现出相对高的诊断效能，但对浸润性癌与导管原位癌鉴别效能较低。,目的：探讨定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的价值。,背 景,乳腺癌已成为近年来女性最常见的恶性肿瘤之。早期准确的诊断和治疗对疾病的发展和预后有着重要的意义。MR检查,尤其是功能MR检查在乳腺病变的诊断、鉴别诊断及乳腺癌治疗疗效的评估中发挥着越来越重要的作用。,背 景乳腺癌已成为近年来女性最常见的恶性肿瘤之。,资料与方法,资料与方法,资料与方法,收集118例乳腺病变但不能确诊的患者行定量动态增强MR检查,其中19例在检查过程中因体位改变造成中心频率偏移,导致数据采集失败而剔除,余99例(110个病灶)纳入作者的研究。女97例,男2例,年龄22 71岁,平均48岁。,一、临床资料：,资料与方法收集118例乳腺病变但不能确诊的患者行定量动态增强,所有病灶均经穿刺活检或手术病理证实,参照2003版WHO乳腺病理分型将病变分为良性组、恶性组。同时选取患者的正常对侧乳腺作为对照组。所有患者对本检查的方法及意义均知情同意。,一、临床资料：,资料与方法,所有病灶均经穿刺活检或手术病理证实,参照2003版WHO乳腺,采用GE Singa 3.0TMR扫描仪, HD8通道乳房相控线圈。患者取俯卧位,双侧乳房自然悬垂于线圈内。,二、检查方法：1、仪器与扫描体位：,资料与方法,采用GE Singa 3.0TMR扫描仪, HD8通道乳房相,FSE序列T1WI(TR960ms,TE8.9ms,层厚4mm,间隔0mm,矩阵352192,激励次数1次,F0 30cm30cm)T2WI加脂肪抑制序列(TR5220ms,TE48.2ms,层厚4mm,间隔0mm,矩阵352192,激励次数2次,FO 20cm30cm)行横断面扫描;FSE-XL T2WI加脂肪抑制(TR5.0ms,TE1.9ms,层厚4mm,间隔0mm,矩阵208192,激励次数2次,F0 20cm20cm)行矢状面扫描。,二、检查方法：2、常规扫描:,资料与方法,FSE序列T1WI(TR960ms,TE8.9ms,层厚4m,首先进行T1原始值图(T1map图)扫描,即利用多反转角技术,在增强前通过小反转角的T1map图与大反转角的蒙片图拟合,计算出定量的T1值。随后在相同参数下进行动态增强扫描,结合原始T1值,获得各定量参数及其伪彩图。,二、检查方法： 3、定量动态增强扫描:,资料与方法,首先进行T1原始值图(T1map图)扫描,即利用多反转角技术,扫描参数:乳腺容积成像序列横断面扫描(TR4.4ms,TE2.1ms,层厚2mm,间隔0mm,矩阵416320,激励次数0.75次,FOV34cm34cm),分别于注药前、注药后即刻、注药后70、140、210、280、350、420、490、560 、630s扫描,单次扫描时间为68s。对比剂采用Gd-DTPA,0.2mmol/kg,注射流率0.2ml/s, 加10ml盐水推注。,二、检查方法： 3、定量动态增强扫描:,资料与方法,扫描参数:乳腺容积成像序列横断面扫描(TR4.4ms,TE2,运用药代动力学两室模型,将观察组织假设为血管内和血管外两个模室, 计算定量动态增强参数包括:(1)容量转移常数(trans):对比剂从血管内扩散到血管外的速度常数,单位为min-l,(2)速率常数(Kep):组织间对比剂经扩散重新回到血管内的速度常数,单位为min-l,(3)血管外细胞外间隙容积比(e):血管外细胞外间隙占整个体素的百分比。,三、MRI数据处理与分析,资料与方法,运用药代动力学两室模型,将观察组织假设为血管内和血管外两个模,000所有MRI数据均在ADW4.3工作站和CINE软件上进行后处理,通过选取R0I测量病变及正常腺体各定量参数值,并显示伪彩图。,三、MRI数据处理与分析,资料与方法,0三、MRI数据处理与分析资料与方法,病变ROI:根据后处理软件自带的“自动选取感兴趣区功能”进行病变兴趣区选取,每个病变测量3个层面:中心层面、中心两旁各1/2层面处,取三者平均值作为最后参数值。,四、ROI的选取及基本要求,资料与方法,病变ROI:根据后处理软件自带的“自动选取感兴趣区功能”进行,正常腺体组织ROI :手动选取对侧正常乳腺相对致密腺体为感兴趣区,尽量避开腺体边缘、血管、脂肪等结构,每个ROI面积不小于1cm2。每个患者至少测量3个层面,且ROI应放置在正常乳腺的不同位置,取其平均值。,四、ROI的选取及基本要求,资料与方法,正常腺体组织ROI :手动选取对侧正常乳腺相对致密腺体为感兴,所有数据用SPSS 15.0软件进行分析。计量资料首先采用单样本K-S拟合优度检验和Levene方差齐性检验,检验样本正态性及方差齐性。正常腺体组、良性组与恶性组间进行单因素方差分析,之后采用LSD法进行两两比较;浸润性癌与导管原位癌(含伴微浸润)组间定量参数行独立样本莎检验;,五、统计学分析,资料与方法,所有数据用SPSS 15.0软件进行分析。计量资料首先采用单,最后绘制ROC、计算曲线下面积(AUC)并进行z检验,根据最大约登指数(Youdm hdex;约登指数=敏感性+特异性-1)确定最佳诊断切点值,评价各参数值的诊断效能。计量资料以Xs表示,所有P 0.05时认为差异有统计学意义。,五、统计学分析,资料与方法,一,最后绘制ROC、计算曲线下面积(AUC)并进行z检验,根据最,结 果,结 果,结 果,99例患者共发现病灶110个,其中9例为2个病灶(3例为双侧,6例为单侧),1例为3个病灶(双侧)。良性组19例23个病灶,包括纤维腺瘤9个、硬化性腺病5个、大汗腺腺病1个、导管内乳头状瘤4个,脂肪瘤、化脓性乳腺炎、男性乳腺发育。,一、一般情况及病理类型,结 果99例患者共发现病灶110个,其中9例为2个病灶(3,恶性组80例87个病灶,包括导管原位癌(含伴微浸润)17个、浸润性导管癌61个、浸润性小叶癌2个、腺样囊性癌2个、恶性分叶状肿瘤3个、恶性淋巴瘤2个(图16)。99例除去4个双侧发病患者、12个对侧全部为脂肪型腺体的患者,取83个正常对侧腺体做为对照组。,一、一般情况及病理类型,结 果,恶性组80例87个病灶,包括导管原位癌(含伴微浸润)17个、,图1 正常腺体定量动态增强伪彩图。左乳正常腺体信号均匀,血流信号不明显,表现为强化较低的蓝色伪彩(箭), trans值为0.02I min-I,Kep为0.119min-I,e为0.174 图2 恶性病变定量动态增强伪彩图。右乳浸润性导管癌,肿瘤血流丰富,对比剂交换明显较高,显示为代表最高交换的红色伪彩(箭)。 trans值为1.085min-I,Kep为2.177min-I,e为0.499,图1 正常腺体定量动态增强伪彩图。左乳正常腺体信号均匀,血流,图3 左乳外伤性化脓性乳腺炎,伪彩图色彩较混杂(箭)。trans值为0.388min-1，Kep为0.421min-1,e为0. 922图4 右乳纤维腺瘤,边界清晰(箭), trans、Kep和e分别为0.44min-1,0.938min-1、0.469,图3 左乳外伤性化脓性乳腺炎,伪彩图色彩较混杂(箭)。tr,图5 右乳恶性分叶状肿瘤定量动态增强伪彩图,显示为高强化(箭)。 trans值为0.862min-1,Kep为3.900min-1,e为0.211. 图6 右乳恶性分叶状肿瘤(与图5为同一病例)T2WI加脂肪抑制序列,可清晰显示肿块的分叶及“晕征”(箭),图5 右乳恶性分叶状肿瘤定量动态增强伪彩图,显示为高强化(箭,正常腺体、良性病变、恶性病变间trans、Kep和e值均呈正态分布且满足方差齐性。单因素方差分析显示正常腺体组织、良性、恶性病变间trans (F=78.85,P=0.000)，Kep(F=31.37,P=0.000)，e(F=5.96,P=0.003)差异均有统计学意义。,二、各组间定量参数值比较,结 果,正常腺体、良性病变、恶性病变间trans、Kep和e值均,恶性病变组trans、Kep平均值均高于良性病变组,良性病变组又高于正常腺体组;但e值表现为良性病变组最高,其次为恶性病变组。进一步两两比较,除正常腺体与良性病变间Kep, 良性与恶性病变间e差异无统计学意义外,余各参数内3组两两比较差异均有统计学意义(表1)。,二、各组间定量参数值比较,结 果,恶性病变组trans、Kep平均值均高于良性病变组,良性病,恶性病变组trans、Kep平均值均高于良性病变组,良性病变组又高于正常腺体组;但e值表现为良性病变组最高,其次为恶性病变组。进一步两两比较,除正常腺体与良性病变间Kep, 良性与恶性病变间e差异无统计学意义外,余各参数内3组两两比较差异均有统计学意义(表1)。,二、各组间定量参数值比较,结 果,恶性病变组trans、Kep平均值均高于良性病变组,良性病,注:正常腺体与良性病变、正常腺体与恶性病变及良性病变与恶性病变间trans差异均有统计学意义(t值分别为9.681、11.189、5.590,P值均0.O5 ),注:正常腺体与良性病变、正常腺体与恶性病变及良性病变与恶性病,浸润性癌与导管原位癌(含伴微浸润)定量参数比较:去除间叶起源相关的恶性分叶状肿瘤和恶性淋巴瘤,以及分化较好且少见的腺样囊性癌,继续在63个浸润性癌(包括浸润性导管癌和小叶癌)与17个导管原位癌(含伴微浸润)之间进行定量参数比较,发现浸润性癌trans 、Kep,e较导管原位癌(含伴微浸润)高,但差异均无统计学意义(表2)。,二、各组间定量参数值比较,结 果,浸润性癌与导管原位癌(含伴微浸润)定量参数比较:去除间叶起源,定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究课件,分叶状肿瘤特征:作者研究中3例分叶状肿瘤均为恶性,常规增强图像上均表现为边界清楚、明显强化的较大肿块影,其内可见分叶及“晕征”。定量动态增强伪彩图均显示为明显强化,三者trans、Kep,e平均值分别为(0.892 0.O42)min-1、(2.0861.573) min-1、0.534 0.072(表3)。,二、各组间定量参数值比较,结 果,分叶状肿瘤特征:作者研究中3例分叶状肿瘤均为恶性,常规增强图,定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究课件,以病理结果为金标准绘制trans、Kep,e三者ROC(图7),得到三者AUC分别为0.934、0.941、0.659,经z检验trans与Kep的AUC差异无统计学意义(z=0.162,P0.O5), trans与e、Kep与e间AUC差异有统计学意义(z值分别为4.099、3.997,P值均0.05 )。,三、诊断效能评估,结 果,以病理结果为金标准绘制trans、Kep,e三者ROC(,作者根据ROC,找出各判断指标的最佳诊断切点值(即最大约登指数),再根据最佳诊断切点值得到trans、Kep和e判断乳腺良恶性病变的敏感性、特异性,由结果可知trans的特异性、Kep的敏感性较高,分别为95.65%、91.95%(表4)。,三、诊断效能评估,结 果,作者根据ROC,找出各判断指标的最佳诊断切点值(即最大约登指,定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究课件,定量动态增强MRI鉴别乳腺良恶性病变的研究课件,讨 论,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值；二、定量动态增强在浸润性癌与非浸润性癌之间的比较分析；三、定量动态增强在诊断分叶状肿瘤中的作用。,讨 论一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值；,该组资料显示正常腺体trans、Kep和e值均较低,伪彩图显示为代表增强较低的蓝色区域;恶性病变trans、Kep值较高,伪彩图上显示为代表最高强化的红色区域,良性病变trans、Kep介于两者之间,伪彩图颜色较混杂 。分析原因考虑与正常组织及病变组织的生物学特性有关。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,该组资料显示正常腺体trans、Kep和e值均较低,伪彩,正常腺体组织血管较少,血流灌注较低,表现为轻度强化;而恶性肿瘤细胞生长旺盛,肿瘤新生血管增多,微血管密度增加,结构紊乱,血管通透性明显增高，表现为对比剂的高交换;良性病变过程中血管反应性增生,血管通透性略升高,交换速度也略加快,介于恶性与正常腺体之间,反映在定量动态增强参数值上亦介于两者之间。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,正常腺体组织血管较少,血流灌注较低,表现为轻度强化;而恶性肿,作者研究中trans、Kep鉴别良恶性病变的参数界值均高于Huang等的研究,分析原因可能为所选用数学模型不同造成的,不同的数学模型所假设的理想条件不同,得出的一系列血流动力学参数可能存在偏差,但同一模型计算出来的结果间具有可比性,并且可以反映肿瘤血管血供情况,具有较好的诊断及鉴别诊断价值。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,作者研究中trans、Kep鉴别良恶性病变的参数界值均高于,作者研究结果还显示,良恶性病变间e差异无统计学意义, 良性病变的e值最高。Tofts的研究结果也显示e值较不稳定,他们认为可能与e常受病变周围水肿的影响有关。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,作者研究结果还显示,良恶性病变间e差异无统计学意义, 良性,作者认为也可能与病变发展过程中组织内血管外细胞外容积的相对比例变化较慢有关,使良恶性病变间的e值范围存在一定重叠性,导致e在良恶性病变间的均值差异无统计学意义。但也有学者认为较高空间分辨率的情况下,e比trans具有更高的诊断效能。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,作者认为也可能与病变发展过程中组织内血管外细胞外容积的相对比,分析各组研究间产生不同结果的原因可能与输人动脉的选择有关。输入动脉的选择对trans及e的准确性有较大的影响,最好选择病变组织供血血管或病变周围大血管,以便更好更准确地反映病变微血管血流情况。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,分析各组研究间产生不同结果的原因可能与输人动脉的选择有关。一,大多情况下,病变的直接供血血管或周围大血管的显示均欠佳,所以各研究组通常会选取非供血动脉作为输人动脉,但各组间选择有所不同。作者研究选择胸廓内动脉作为输人动脉,因其位置较为恒定,MR检查时易于显示。另外e的偏差也可能与个体差异造成的血管内对比剂到达时间及达峰时间不同有关。,一、定量动态增强在乳腺病变鉴别中的价值,讨 论,大多情况下,病变的直接供血血管或周围大血管的显示均欠佳,所以,该研究还进一步比较了浸润性癌与导管原位癌(含伴微浸润)间各定量参数值的差异,结果显示浸润性癌trans、Kep和e值均有相对较高趋势,但两者差异无统计学意义。分析原因可能与浸润性癌新生血管丰富,血管通透性高,对比剂交换加快有关, trans、Kep和e值表现升高。,二、定量动态增强在浸润性癌与 非浸润性癌之间的比较与分析,讨 论,该研究还进一步比较了浸润性癌与导管原位癌(含伴微浸润)间各定,但由于该研究中导管原位癌组内包含了较多伴微浸润病例,而在导管原位癌微浸润形成的过程中,新生血管亦增多,因此在肿瘤血管生长情况的监测参数中可能存在一定的重叠性。另外,导管原位癌组病例数相对较少,也可能是形成误差的另一原因。,二、定量动态增强在浸润性癌与 非浸润性癌之间的比较与分析,讨 论,但由于该研究中导管原位癌组内包含了较多伴微浸润病例,而在导管,3例恶性分叶状肿瘤均表现为高强化,伪彩图表现大致同表现为肿块样病变的恶性上皮性肿瘤,定量参数值与恶性上皮性肿瘤参数值亦较为接近。作者认为3例分叶状肿瘤仅靠定量动态增强较难与恶性上皮性肿瘤相鉴别,但常规MRI上可明确显示“分叶”及“晕征”的特征性改变来鉴别。,三、定量动态增强在诊断分叶状肿瘤中的作用,讨 论,3例恶性分叶状肿瘤均表现为高强化,伪彩图表现大致同表现为肿块,ROC及AUC作为一种评价诊断方法准确性的指标已得到广泛应用和认可,该研究用ROC来评价定量动态增强3个参数在乳腺良恶性病变诊断与鉴别诊断方面的效能,结果显示trans、Kep的AUC较大,均在0.9以上,诊断效能较高。两者间的AUC比较差异无统计学意义,说明两者具有同样高的诊断效能。,四、诊断效能分析,讨 论,ROC及AUC作为一种评价诊断方法准确性的指标已得到广泛应用,而e的AUC较小,并与trans、Kep的AUC差异有统计学意义,表明e诊断效能较trans、Kep低。最后利用ROC计算出最大约登指数,约登指数最大时判别的符合率最高,同时再以最大约登指数对应的切点值为最佳诊断切点值判断各定量参数的敏感性和特异性,即trans、Kep、e分别为,四、诊断效能分析,讨 论,而e的AUC较小,并与trans、Kep的AUC差异有统,0.858min1 、0.676 min1、0.777时,可得出trans具有较高的特异性(95.65%)、Kep具有较高的敏感性(91.95%),此结论与Baek等的研究有着相似之处。作者研究中最佳诊断切点值的确定为病变的诊断提供了量化指标,并为定量动态增强MRI在临床的应用提供了可行性。,四、诊断效能分析,讨 论,0.858min1 、0.676 min1、0.777时,作者研究显示3.0T定量动态增强MR参数trans、Kep在乳腺病变诊断与鉴别诊断中具有可行性,其参数的完全量化,为反映良恶性病变中血管生成的差异、良恶性病变的鉴别提供了更好、更客观的方法。,四、诊断效能分析,讨 论,作者研究显示3.0T定量动态增强MR参数trans、Kep,但Ve在良恶性病变的鉴别中没有太大的意义,可能与病变周围水肿有关,或与病变发展过程中组织内血管外细胞外容积的相对比例变化较慢有关,其根本原因有待进一步探讨。另外作者研究的初步结果还为今后的定量动态增强参数在乳腺癌治疗疗效评估中的价值探讨奠定了很好的基础。,四、诊断效能分析,讨 论,但Ve在良恶性病变的鉴别中没有太大的意义,可能与病变周围水肿,病例一,病例一,DWI,DWI,T2WI脂肪抑制,T2WI脂肪抑制,T1WI +C,T1WI +C,DCE-MRI,DCE-MRI,病理：乳腺浸润性导管癌，腋窝淋巴结（0/17）未见癌转移。,病 理,病理：乳腺浸润性导管癌，腋窝淋巴结（0/17）未见癌转移。病,病例二,病例二,乳腺浸润性导管癌,DWI,乳腺浸润性导管癌 DWI,乳腺浸润性导管癌,T2WI脂肪抑制,乳腺浸润性导管癌 T2WI脂肪抑制,乳腺浸润性导管癌,T1WI +C,乳腺浸润性导管癌 T1WI +C,DCE-MRI,DCE-MRI,DCE-MRI,DCE-MRI,南京军区福州总医院医学影像中心,病理： 乳腺浸润性导管癌，腋窝淋巴结（3/12）见癌转移。,病 理,南京军区福州总医院医学影像中心病理： 乳腺浸润性导管癌，腋窝,谢 谢,谢 谢,