陳文靜,牟 偉,張文馨,徐 蕊,燕桂新,梁 穎五家渠市兵團(tuán)第六師醫(yī)院影像科,新疆 五家渠 800;美國(guó)Moffitt癌癥研究中心,佛羅里達(dá) 坦帕 6;國(guó)家癌癥中心//中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院腫瘤醫(yī)院//深圳醫(yī)院PET-CT中心,廣東 深圳 586
磁共振軟組織分辨率高,在乳腺檢查中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。MRI檢出浸潤(rùn)性乳腺癌的敏感度接近100%,但MRI的高敏感度也相應(yīng)帶來(lái)了很多問(wèn)題,由于MRI發(fā)現(xiàn)了似是而非的可疑病灶,或者是潛在的多灶性癌,使原本認(rèn)為可以保乳治療的患者可能改作根治術(shù)[2-3],計(jì)算機(jī)輔助紋理分析可使乳腺腫瘤病變特點(diǎn)更加清晰,磁共振結(jié)合紋理分析能夠提高診斷乳腺惡性結(jié)節(jié)的特異度[3-5]。以往乳腺腫瘤紋理分析MRI研究的主要掃描序列多為彌散功能成像和動(dòng)脈增強(qiáng)掃描[6-9],其在診斷敏感性、特異性均有較高診斷價(jià)值。平掃T2脂肪抑制序列(FS T2WI)技術(shù)作為乳腺M(fèi)RI平掃重要檢查序列,是乳腺M(fèi)RI平掃基線片的重點(diǎn),它通過(guò)抑制脂肪信號(hào)突現(xiàn)水的信號(hào)初步顯示病變內(nèi)成分及血管是否豐富[10-13],有研究表明平掃T1WI、T2WI及延時(shí)增強(qiáng)T1WI序列中,鑒別乳腺良、惡性病變的紋理特征主要來(lái)自T2WI序列,誤判率最小為4.35%,但未對(duì)平掃T2WI序列進(jìn)行單獨(dú)深入研究。對(duì)于只能完成平掃的患者,磁共振結(jié)合紋理分析能否初步判斷病灶性質(zhì),本文僅以FS T2WI序列為研究對(duì)象,期望能深入探討FS T2WI圖像聯(lián)合紋理特征分析診斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)的價(jià)值及不足。
收集2014年11月~2017年3月因乳腺結(jié)節(jié)接受MR檢查的女性患者60例,年齡24~68歲(41.28±9.67歲)。所有患者均接受手術(shù)切除,共切除61個(gè)病灶,直徑4~38 mm(14.07±7.03 mm)。手術(shù)病理證實(shí)良性結(jié)節(jié)33個(gè),其中纖維腺瘤27個(gè)、囊性增生4個(gè)、乳頭狀瘤2個(gè);惡性結(jié)節(jié)28個(gè),其中浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌25個(gè)、導(dǎo)管內(nèi)癌2個(gè)、導(dǎo)管來(lái)源印戒細(xì)胞癌1個(gè)。該研究經(jīng)患者知情同意,并經(jīng)過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意后實(shí)施。
采用Siemens Avanto 1.5 T超導(dǎo)MRI掃描儀及專用8通道乳腺線圈。患者取俯臥位,雙側(cè)乳腺自然懸垂并適當(dāng)固定于線圈中。平掃掃描順序如下:(1)軸位FS T2WI序列;(2)軸位DWI(b=50 s/mm2、800 s/mm2)及ADC圖像;(3)軸位FS T1WI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描、延時(shí)掃描和腋窩淋巴結(jié)掃描。重點(diǎn)是觀察平掃FS T2WI圖像。由2名放射科乳腺專業(yè)組的副主任醫(yī)師在不知病理結(jié)果的前提下對(duì)圖像進(jìn)行回顧性分析,意見(jiàn)分歧時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致,根據(jù)病灶的MRI表現(xiàn)進(jìn)行BI-RADS分級(jí)診斷,以2003年發(fā)布的BI-RADS分級(jí)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),Ⅰ~Ⅳa級(jí)為良性,Ⅳb~Ⅴ級(jí)為惡性[14]。
采用蛇形曲線在平掃序列FS T2WI圖像上勾畫乳腺結(jié)節(jié)輪廓,測(cè)量MR圖像的灰度值和結(jié)節(jié)體積,并使用Matlab計(jì)算提取結(jié)節(jié)的63個(gè)紋理特征,主要包括一階統(tǒng)計(jì)紋理特征、二階統(tǒng)計(jì)紋理特征和高階統(tǒng)計(jì)紋理特征[15]。比較FS T2W紋理特征參數(shù)的診斷效能,并選擇診斷效能最佳的FS T2WI紋理特征參數(shù)判斷結(jié)節(jié)良惡性分別及聯(lián)合與FS T2WI及病理結(jié)果對(duì)比。紋理分析和MRI圖像聯(lián)合診斷時(shí),如均診斷為惡性,即為惡性,如其中一種診斷為良性,則為良性[16-18]。
采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。首先對(duì)FS T2WI序列所有特征進(jìn)行ROC曲線分析,選出序列AUC值較高的紋理特征參數(shù),以AUC值最高的紋理特征作為紋理分析參數(shù)判斷乳腺結(jié)節(jié)良惡性,并與病理結(jié)果對(duì)照,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
經(jīng)紋理分析,每個(gè)結(jié)節(jié)獲得63個(gè)紋理特征參數(shù),F(xiàn)S T2WI序列診斷效能最高的紋理特征參數(shù)是重點(diǎn)運(yùn)行高灰度級(jí)(HGRE),界值為7.60,曲線下面積為0.701。HGRE紋理特征診斷乳腺惡性結(jié)節(jié)29個(gè),手術(shù)病理證實(shí)19個(gè)惡性(17個(gè)浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌、1個(gè)導(dǎo)管內(nèi)癌、1個(gè)導(dǎo)管來(lái)源印戒細(xì)胞癌),10個(gè)良性(均為纖維瘤);診斷乳腺良性結(jié)節(jié)32個(gè),手術(shù)病理證實(shí)23個(gè)良性(纖維腺瘤17個(gè)、囊性增生4個(gè)、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤2個(gè)),9個(gè)惡性(8個(gè)浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌、1個(gè)導(dǎo)管內(nèi)癌)。HGRE診斷乳腺惡性結(jié)節(jié)的敏感度為65.52%(19/29),特異度為71.88%(23/32),誤判率為31.15%(19/61),陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為67.85%(19/28)和陰性預(yù)測(cè)值為69.70%(23/33)。
根據(jù)BI-RADS分級(jí),F(xiàn)S T2WI圖像診斷惡性結(jié)節(jié)32個(gè),經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)20個(gè)惡性結(jié)節(jié)(17個(gè)浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌、2個(gè)導(dǎo)管內(nèi)癌、1個(gè)導(dǎo)管來(lái)源印戒細(xì)胞癌),12個(gè)良性結(jié)節(jié)(9個(gè)纖維瘤、1個(gè)囊性增生、2個(gè)乳頭狀瘤)。根FS T2WI圖像診斷良性結(jié)節(jié)29個(gè),經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)21個(gè)良性結(jié)節(jié)(18個(gè)纖維腺瘤、3個(gè)囊性增生),8個(gè)惡性結(jié)節(jié)(浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌)。FS T2WI圖像診斷乳腺惡性結(jié)節(jié)的敏感度為71.43%(20/28),特異度為63.64%(21/33),誤判率為32.79%(20/61),陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為62.50%(20/32),陰性預(yù)測(cè)值為72.41%(21/29)。
FS T2WI圖像與HGRE紋理特征參數(shù)診斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=12.47,P=0.68),兩者聯(lián)合診斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)的敏感度為64.29%(18/28),特異度78.79%(26/33),誤判率為27.86%(17/61),與單獨(dú)FS T2WI比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=72.255,P=0.000,表1)。
表1 FS T2WI與紋理分析聯(lián)合診斷與病理結(jié)果對(duì)比(n)
FS T2WI技術(shù)作為磁共振平掃重要檢查序列之一,一直在乳腺磁共振檢查及診斷中發(fā)揮重要作用,F(xiàn)S T2WI技術(shù)主要采用短反轉(zhuǎn)時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù),它是基于脂肪組織短T1長(zhǎng)T2特性的脂肪抑制技術(shù),腫瘤組織內(nèi)細(xì)胞數(shù)增多、含水量增加時(shí)在T2WI上信號(hào)增高,抑脂技術(shù)的應(yīng)用更突出了病變與正常結(jié)構(gòu)間的信號(hào)對(duì)比。通常認(rèn)為FS T2WI對(duì)判斷病變成分、性質(zhì)具有一定意義[19],如以黏液成份為主的黏液腺癌在FS T2WI上呈明顯高信號(hào)。乳腺癌大多含有較多細(xì)胞及水,腫瘤細(xì)胞的胞漿豐富,間質(zhì)水腫,內(nèi)部有小灶狀壞死或微血管網(wǎng)內(nèi)見(jiàn)少量出血[20],這些改變都可使病變呈相對(duì)稍高信號(hào)或混雜信號(hào),說(shuō)明乳腺病變?cè)?FS T2WI上的信號(hào)表現(xiàn)與其病理學(xué)改變(細(xì)胞、水、纖維成分的組成比例)密切相關(guān),已有文獻(xiàn)報(bào)道FS T2WI序列還可以通過(guò)觀測(cè)病灶區(qū)的水腫有效評(píng)估乳腺癌患者的預(yù)后[17]。本研究主要針對(duì)乳腺病變的術(shù)前診斷,磁共振檢查FS T2WI技術(shù)對(duì)大部分乳腺病灶均可顯示,但單獨(dú)一個(gè)序列判斷結(jié)節(jié)良惡性的敏感性和特異性均欠佳,本組中敏感度為71.43%(20/28)、特異度為63.64%(21/33)。
計(jì)算機(jī)輔助紋理分析通過(guò)計(jì)算機(jī)分析結(jié)節(jié)內(nèi)部構(gòu)造,將圖形信息變?yōu)閿?shù)字信息,通過(guò)數(shù)字的細(xì)微差別,找出結(jié)節(jié)內(nèi)部不同特點(diǎn)和差別,已有研究開始將MR紋理分析應(yīng)用乳腺腫瘤高危人群的篩查中[21],本組將平掃FS T2WI序列得到的紋理特征數(shù)據(jù)放入SPSS中,運(yùn)用ROC曲線選出曲線下面積最大紋理特征參數(shù),F(xiàn)S T2WI曲線下面積最大的紋理特征參數(shù)是HGRE,AUC值0.701。HGRE主要是評(píng)估圖像紋理高灰度等級(jí)的特點(diǎn), FS T2WI序列主要是通過(guò)抑制脂肪組織突現(xiàn)水信號(hào),乳腺惡性結(jié)節(jié)FS T2WI上主要表現(xiàn)為明顯不均勻稍高/高信號(hào),高灰度級(jí)別特點(diǎn)較為顯著,其原因主要是FS T2WI序列回波時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),故而增加了組織間的對(duì)比度[18]。本研究選取紋理分析曲線下面積值和準(zhǔn)確率最大的HGRE診斷判斷乳腺良惡性結(jié)節(jié),其敏感度為65.52%(19/29),特異度為71.88%(23/32),誤判率為32.79%(20/61)。
FS T2WI與紋理參數(shù)判斷乳腺良惡性結(jié)節(jié)對(duì)比,兩種方法差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.68)。兩種方法聯(lián)合判斷與手術(shù)病理結(jié)果一致乳腺惡性結(jié)節(jié)18個(gè),診斷敏感度為64.29%,特異度為78.79%,誤判率27.87%,與單獨(dú)應(yīng)用FS T2WI圖像判斷比較特異度提高了14.85%,誤判率降低了4.92%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。有報(bào)道顯示,F(xiàn)S T2WI序列紋理特征在鑒別診斷乳腺良、惡性病變時(shí)的誤判率可低至4.35%(3/69),明顯低于本組[7],這可能是因?yàn)槠溲芯窟x擇了病灶最大層面的圖像,手動(dòng)勾畫 ROI,計(jì)算選定 ROI 的紋理特征參數(shù),為了達(dá)到用紋理分析進(jìn)行鑒別診斷的目的,提取了紋理特征參數(shù)后,又進(jìn)行具鑒別價(jià)值的紋理特征參數(shù)的選擇,再進(jìn)行進(jìn)一步的紋理特征分類分析,降低了診斷的誤判率。本組對(duì)FS T2WI序列病灶的每一張圖像都進(jìn)行手動(dòng)勾畫,通過(guò)軟件測(cè)量MR圖像的灰度值和結(jié)節(jié)體積,并提取整個(gè)結(jié)節(jié)病灶的63個(gè)紋理特征,紋理特征參數(shù)體現(xiàn)的是整個(gè)病灶容積結(jié)節(jié)的紋理特征,而非單純最大層面紋理特征,雖然也對(duì)紋理特征參數(shù)進(jìn)行選擇,因方法的不同沒(méi)有再將其進(jìn)行分類分析,診斷誤判率略高,但能夠更加全面體現(xiàn)結(jié)節(jié)內(nèi)部特征。還有文獻(xiàn)報(bào)道月經(jīng)周期亦可對(duì)T2WI上正常乳腺的信號(hào)產(chǎn)生影響[18, 22],在一定程度上也可影響FS T2WI對(duì)病灶信號(hào)強(qiáng)度的判斷。本組因受患者、臨床要求及科室檢查流程影響,沒(méi)有將檢查時(shí)間固定在月經(jīng)期前7~10 d內(nèi)[22-24],這些均可能是導(dǎo)致本研究結(jié)果略低于現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的原因。
作為乳腺磁共振平掃必選序列,F(xiàn)S T2WI序列結(jié)合紋理分析大大提高了平掃診斷的準(zhǔn)確度,對(duì)于一些配合不佳未能完成全部檢查或體檢乳腺癌篩查者可初步完成診斷,達(dá)到診斷目的。磁共振沒(méi)有輻射,軟組織分辨率高,若能用單純平掃序列完成乳腺癌篩查工作,一定會(huì)有非常廣闊的應(yīng)用前景。本研究還存在一些局限,如回顧性分析、樣本量較少,未區(qū)分是在月經(jīng)哪一階段檢查等,應(yīng)在后續(xù)的研究中予以改進(jìn)。