潘佳玲,李曉虹,陳新杰,鄧凌達(dá),杜勇興,陳海雄,楊少民,2,胡秋根,郭保亮*
乳腺癌發(fā)病率居女性惡性腫瘤之首,是女性癌癥死亡的主要原因之一[1-2]。MRI是乳腺癌的重要診斷工具[3-5],隨著MRI的廣泛應(yīng)用,MRI乳腺影像報(bào)告與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)(Breast Imaging Reporting and Data System,BI-RADS)在臨床中得到了普遍認(rèn)可[6]。但是,BI-RADS 沒有提供利用乳腺病灶的影像特征進(jìn)行臨床決策的具體方法[7-8]。Kaiser 評(píng)分是基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法而提出的決策樹結(jié)構(gòu)的評(píng)分方法[9-10],可為臨床醫(yī)生判斷患者是否需要活檢提供客觀參考指標(biāo)。表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)是水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的量化指標(biāo)[11],乳腺惡性病灶的ADC低于良性病灶及正常乳腺組織[12-13],目前ADC已廣泛用于評(píng)估乳腺病灶。Kaiser評(píng)分和ADC[12-13]均可用于鑒別乳腺良惡性病灶、指導(dǎo)臨床決策。但是,目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于聯(lián)合應(yīng)用兩者能否提高診斷價(jià)值的文獻(xiàn)報(bào)道少見,Meng 等[14]探討了此類問(wèn)題,但是其研究主要應(yīng)用于BI-RADS 4 類病灶,也未探討Kaiser 評(píng)分在腫塊及非腫塊強(qiáng)化病灶中的差異。故本項(xiàng)研究分析了Kaiser 評(píng)分、ADC 及兩者聯(lián)合應(yīng)用在腫塊及非腫塊強(qiáng)化病灶中價(jià)值,旨在比較Kaiser 評(píng)分和ADC在對(duì)乳腺病灶的診斷效能及其降低非必要活檢的能力,為患者個(gè)性化治療方案的制訂提供客觀參考指標(biāo)。
本研究為回顧性研究,經(jīng)南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),免除受試者知情同意,批準(zhǔn)文號(hào):20200910?;仡櫺苑治?019年1月至2021年9月在南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院行乳腺M(fèi)RI檢查的患者資料,納入標(biāo)準(zhǔn):(1) MRI檢查前未行乳腺手術(shù)及放化療;(2)病灶經(jīng)穿刺或手術(shù)活檢,病理結(jié)果完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)圖像質(zhì)量欠佳,如運(yùn)動(dòng)偽影過(guò)重圖片不能用于診斷分析或無(wú)法測(cè)量ADC 值者;(2)臨床、MRI 影像資料不完整者。
采用Siemens Magnetom skyra 3.0 T 超導(dǎo)MR 掃描儀及4 通道相控陣乳腺線圈,患者取仰臥位,雙側(cè)乳房自然下垂。掃描序列包括:T1WI序列:TR 5.4 ms,TE 2.5 ms,層厚4 mm,視野(FOV) 330 mm×330 mm;T2WI 及T2WI 壓脂序列:TR 5630 ms,TE 81 ms,層厚4 mm,F(xiàn)OV 210 mm×470 mm;DWI序列:TR 6370 ms,TE 62 ms,層厚5 mm,F(xiàn)OV 190 mm×340 mm,b 值取0、800 s/mm2。常規(guī)掃描后行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,靜脈注射釓噴酸葡胺(馬根維顯,德國(guó)Bayer 公司),劑量為0.2 mL/kg,注射速度約2 mL/s,掃描參數(shù):TR 5.6 ms,TE 2.1 ms,F(xiàn)OV 200 mm×530 mm,連續(xù)掃描6期。
采用SYNGO Via 軟件對(duì)圖像進(jìn)行后處理。影像分析采用雙盲法由2 名有5 年以上乳腺M(fèi)RI 診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師進(jìn)行閱片,評(píng)估內(nèi)容包括病灶類型、大小、邊緣、內(nèi)部強(qiáng)化特征、周圍水腫情況、時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度曲線(time intensity curve,TIC)的類型,意見不一致時(shí)協(xié)商解決。ADC 值的測(cè)量:結(jié)合增強(qiáng)及DWI圖像,在ADC圖上選取病變的最大層面同時(shí)避開壞死、囊變、出血區(qū)勾畫ROI (平均大小為5~10 mm2),測(cè)量三次,最終結(jié)果取平均值。按照Kaiser 評(píng)分、KS+評(píng)分規(guī)則分別計(jì)算每個(gè)病灶的分值,范圍為1~11,評(píng)分規(guī)則見圖1、2,病例圖像見圖3、圖4。據(jù)以往的研究發(fā)現(xiàn),Kaiser 評(píng)分[9-10]最佳閾值為4,Kaiser 評(píng)分大于4 時(shí),病灶存在惡性可能,建議病理活檢;ADC 最佳閾值[15]為1.26×10-3mm2/s,ADC小于等于1.26×10-3mm2/s 時(shí),病灶存在惡性可能,建議病理明確。
圖1 Kaiser評(píng)分流程圖。
圖2 KS+評(píng)分流程圖。
圖3 女,24 歲,右乳腫塊,T2WI-FS (3A)、T1WI 圖像(3B)、TIC 圖(3C)、ADC 圖(3D)示病灶邊緣多發(fā)毛刺,周圍見水腫,TIC 呈流出型,Kaiser 評(píng)分為11 分,ADC 為0.97×10-3 s/mm2,KS+評(píng)分11 分,均提示惡性病灶,最終病理為浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌。 圖4 女,62 歲,右乳異常強(qiáng)化灶,動(dòng)態(tài)增強(qiáng)早期圖像(4A)、T2WI-FS(4B)、TIC 圖(4C)、ADC 圖(4D)示病灶邊緣多發(fā)毛刺,右乳彌漫性水腫,TIC 呈流出型,Kaiser 評(píng)分為11 分,ADC 為1.29×10-3 s/mm2,KS+評(píng)分7 分,Kaiser評(píng)分及KS+評(píng)分提示惡性病灶,ADC 考慮良性病灶,最終病理為浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌。注:T2WI-FS:T2 增強(qiáng)抑脂序列;TIC:時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度曲線;ADC:表觀擴(kuò)散系數(shù);KS+評(píng)分:Kaiser評(píng)分聯(lián)合ADC。
采用Medcalc 20和SPSS 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),正態(tài)分布資料用±s 表示,不符合正態(tài)分布的資料用M (P25,P75)表示。采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較乳腺良惡性病灶的Kaiser 評(píng)分、ADC值。計(jì)算Kaiser 評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分的AUC、準(zhǔn)確度、敏感度、特異度,AUC 通過(guò)Delong 檢驗(yàn)進(jìn)行比較,敏感度、特異度通過(guò)McNemar 檢驗(yàn)進(jìn)行比較。P<0.05 時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2019 年1 月至2021 年9 月間行乳腺M(fèi)RI 檢查的患者257 例,有手術(shù)及放化療史者41 例,缺乏病理資料者68 例,影像資料不完整者21 例,本研究最終納入患者127 例,均為女性,年齡18~82 (47.3±12.9)歲,共134 個(gè)病灶(其中7 例患者有2 個(gè)病灶),大小5~146 (31.0±26.1) mm,其中腫塊強(qiáng)化病灶88 個(gè),非腫塊強(qiáng)化病灶46 個(gè)。惡性病變87 個(gè),其中63 個(gè)病變?yōu)榻?rùn)性導(dǎo)管癌(63/87,72.4%),其中1 個(gè)病變?yōu)榻?rùn)性乳腺癌伴黏液癌、1 個(gè)病變?yōu)榻?rùn)性導(dǎo)管癌合并小葉癌,13 個(gè)病變?yōu)閷?dǎo)管原位癌伴或不伴微浸潤(rùn)(13/87,14.9%);良性病變47 個(gè),25 個(gè)為纖維囊性乳腺病(25/47,53.2%),其中1 個(gè)病變?yōu)槔w維囊性乳腺病伴纖維腺瘤、2個(gè)病變?yōu)槔w維囊性乳腺病伴導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤,13個(gè)病變?yōu)槔w維腺瘤(13/47,27.7%)。
惡性病灶Kaiser 評(píng)分[6 (5,8)]高于良性病灶Kaiser 評(píng)分[3 (2,4)],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。惡性病灶A(yù)DC[0.80×10-3s/mm2(0.67×10-3s/mm2,0.90×10-3s/mm2)]低于良性病灶A(yù)DC [1.14×10-3s/mm2(0.92×10-3s/mm2,1.34×10-3s/mm2)],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),見圖5A、5B。
圖5 乳腺良、惡性病變Kasier評(píng)分(5A)、ADC值(5B)差異分析箱體圖。
Kaiser評(píng)分AUC優(yōu)于ADC,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.0404),兩者AUC最大差異在于非腫塊病變。KS+的AUC優(yōu)于ADC,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.0400)。Kaiser 評(píng)分與KS+的AUC 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.7604),見圖6、表1。
表1 Kaiser評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分診斷效能比較
圖6 Kasier評(píng)分、ADC值、Kasier評(píng)分聯(lián)合ADC(KS+評(píng)分)對(duì)乳腺病灶的ROC分析。6A:Kaiser評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分對(duì)所有乳腺病灶的ROC圖;6B~6D:分別為Kaiser評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分對(duì)乳腺腫塊及非腫塊強(qiáng)化病灶的ROC圖。注:ADC:表觀擴(kuò)散系數(shù);KS+評(píng)分:Kaiser評(píng)分聯(lián)合ADC。
Kaiser 評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分結(jié)果與病理結(jié)果對(duì)比見表2。Kaiser評(píng)分的特異度優(yōu)于ADC,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.0215)。Kaiser 評(píng)分與ADC 的敏感度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.6875)。KS+評(píng)分的特異度優(yōu)于ADC,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。KS+評(píng)分與ADC 的敏感度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.375)。Kasier 評(píng)分與KS+評(píng)分的敏感度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.500),Kasier 評(píng)分與KS+評(píng)分的特異度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.999),見表3。
表2 Kaiser評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分結(jié)果與病理結(jié)果對(duì)比
表3 Kaiser評(píng)分、ADC、KS+評(píng)分降低非必要活檢的能力
Kaiser 評(píng)分[9-10]通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法從17 個(gè)影像特征中篩選了5 個(gè)影像特征評(píng)估乳腺病灶的惡性可能,病灶分值越高,惡性可能性越大。本研究比較了Kaiser 評(píng)分、ADC 及兩者聯(lián)合應(yīng)用的診斷價(jià)值,發(fā)現(xiàn)Kaiser 評(píng)分的診斷價(jià)值優(yōu)于ADC,聯(lián)合應(yīng)用Kaiser評(píng)分及ADC不能提高診斷效能。通過(guò)分組分析發(fā)現(xiàn)在非腫塊強(qiáng)化病灶中Kaiser 評(píng)分的AUC 最佳,Kaiser 評(píng)分在非腫塊強(qiáng)化病灶的診斷中具有優(yōu)勢(shì)。本研究通過(guò)計(jì)算Kaiser評(píng)分、ADC、兩者聯(lián)合應(yīng)用的敏感度、特異度比較了其降低非必要活檢能力,發(fā)現(xiàn)Kaiser 評(píng)分同時(shí)具有高敏感度、高特異度,更適用于臨床,可為臨床醫(yī)生判斷患者是否需要活檢提供客觀參考指標(biāo)。
本研究結(jié)果顯示,良惡性病灶的Kaiser 評(píng)分值、ADC 值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,兩者均可用于良惡性病灶的鑒別,Kaiser評(píng)分對(duì)乳腺病灶的診斷效能優(yōu)于ADC。這可能是因?yàn)镵aiser 評(píng)分[9-10]包含的五個(gè)影像特征均側(cè)面反映了乳腺病灶的異質(zhì)性。其中根征及邊緣情況反映了病灶的形態(tài)學(xué)特點(diǎn),TIC類型及內(nèi)部強(qiáng)化特征反映了病灶的血流動(dòng)力學(xué)特征。灶周水腫與乳腺癌的腫瘤微環(huán)境密切相關(guān),提示淋巴轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)增加[16]。Kaiser評(píng)分綜合分析乳腺病變,ADC僅通過(guò)水分子擴(kuò)散受限情況評(píng)估乳腺病灶,存在一定的局限性。通過(guò)分組分析,發(fā)現(xiàn)兩者AUC 在非腫塊病變中差異最大,這與Jajodia 等[17]研究中Kaiser評(píng)分在乳腺非腫塊病灶中有較高的診斷效能相一致,但是本研究中Kaiser 評(píng)分在非腫塊病灶中的AUC 為0.900,而Jajodia的研究中其AUC僅為0.715,原因可能是其研究納入對(duì)象為鉬靶或者乳腺M(fèi)RI診斷不明確的病例,診斷的難度更大。
聯(lián)合應(yīng)用Kaiser評(píng)分和ADC無(wú)法提高診斷效能,與Meng等[14]研究一致,但是本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)Kaiser評(píng)分與KS+評(píng)分在腫塊強(qiáng)化病灶中AUC一致,在非腫塊病灶中Kaiser評(píng)分的AUC稍高于KS+評(píng)分。分析其原因可能如下:第一,ADC受較多因素的干擾,一方面患者的脈搏、呼吸、乳腺病灶中細(xì)胞間質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等均可影響ADC值的大小,另一方面MRI掃描儀及DWI的采集參數(shù)的不同亦可影響ADC值[18];第二,由于ADC的圖像分辨率低且存在幾何失真,ADC在乳腺亞厘米級(jí)非腫塊病灶中的診斷效能欠佳[11];第三,Kaiser評(píng)分的五個(gè)影像特征除邊緣均與乳腺癌的診斷顯著且獨(dú)立相關(guān),而ADC值在乳腺良惡性病灶中存在一定的重疊,特異性不高[19]。
本研究中,ADC、Kaiaer 評(píng)分及KS+評(píng)分的敏感度相仿,但是ADC 的特異度僅為42.6%,明顯低于Kaiser 評(píng)分及KS+評(píng)分。與Kaiser 評(píng)分相比,KS+評(píng)分可以多減少一例非必要活檢,但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一例假陰性結(jié)果。回顧性分析此假陰性病灶表現(xiàn)為非腫塊樣強(qiáng)化病灶,Kaiser 評(píng)分為5,建議病理活檢;ADC 為1.8×10-3mm2/s,KS+評(píng)分為1,不建議進(jìn)一步檢查,最終病理結(jié)果為導(dǎo)管內(nèi)原位癌。這可能與導(dǎo)管內(nèi)原位癌的病理特征有關(guān),導(dǎo)管內(nèi)原位癌腫瘤血管密度低且血管化程度不一[20],而TIC 類型與腫瘤血管化程度密切相關(guān)[21],故導(dǎo)管內(nèi)原位癌TIC 曲線表現(xiàn)多樣;導(dǎo)管內(nèi)原位癌細(xì)胞密度低,纖維間質(zhì)多,水分子擴(kuò)散受限不明顯,ADC 值減少有限[22-23]。此外,此病灶表現(xiàn)為非腫塊強(qiáng)化病灶,無(wú)明確邊界,其內(nèi)夾雜脂肪和腺體組織,ADC值的測(cè)量可能存在誤差。
本研究存在一定的局限性。第一,本研究為回顧性分析,可能會(huì)導(dǎo)致病例選擇和統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚;第二,本研究中部分病例的病理結(jié)果為穿刺活檢結(jié)果,穿刺位置與ADC的ROI位置不能完全匹配,ADC可能存在一定的誤差;第三,本研究的樣本數(shù)量有限,且良性病變數(shù)較少,有待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量。
綜上所述,Kaiser 評(píng)分和ADC 均用于鑒別乳腺良惡性病灶,但Kaiser 評(píng)分的診斷效能明顯優(yōu)于ADC,其在診斷非腫塊強(qiáng)化病變時(shí)具有顯著性。Kaiser評(píng)分能減少非必要的活檢的能力亦優(yōu)于ADC,聯(lián)合應(yīng)用Kaiser評(píng)分和ADC無(wú)法提高診斷效能及降低非必要活檢能力,Kaiser評(píng)分更適用于臨床實(shí)踐。
作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無(wú)利益沖突。