MRI动态增强对早期乳腺癌诊断的应用

收稿日期: 2009�03�10 MRI 动态增强对早期乳腺癌诊断的应用 勾素华 � 朱 � 红 � 申大光 � 陈少华 � 李骞昊 (深圳市罗湖区人民医院影像科 � 深圳 � 518001) 摘要 � 目的:探讨乳腺癌病灶 M RI动态增强半定量参数与肿瘤微血管密度的相关性。方法: 对 18 例早期乳腺癌患者分别进 行动态增强 MRI 扫描及手术后乳腺癌标本免疫组织化学的。结果: 18 例乳腺癌免疫组化微血管密度( M VD )癌组织部分 为 37� 47� 11� 49,癌旁正常组织为 15� 85 � 2� 41( P < 0� 001)。18 例乳腺癌 MRI 扫描最大增强线形斜率( SS)值为( 2� 40 � 0� 39) % / s, 增强峰值( PH)为( 620� 28 � 134� 41) H U ; 与 MVD 进行相关比较, 呈正相关( r 分别为 0� 717、0� 696, P < 0� 001)。 信号强度峰值时间( T peak)为( 50� 6 � 11� 0) s,与 M VD 进行相关比较,呈负相关( r = - 0� 463, P < 0� 05)。结论: MRI 动态增 强的半定量参数( SS、PH)可以反映乳腺癌的微血管分布的高低, 从而能在客观上反映乳腺癌血管生成状况,有望成为非创伤 性早期诊断和评估肿瘤血管生成的新方法。 关键词 � 乳腺癌;肿瘤血管生成; 磁共振成像 中图分类号: R739� 97� � � 文献标志码: A � � � 文章编号: 1005�930X( 2009) 05�0763�02 � � 作为血管依赖性疾病的乳腺癌, 其生长、发展及转移均 由复杂的微血管网提供营养。因此,肿瘤微血管密度( MVD) 可作为乳腺癌微血管形成的重要标志, 但 MDV 只能作为手 术后对乳腺癌诊断和治疗的一个指标。动态增强磁共振成 像( DCE�MRI)可以作为无创监测肿瘤血管的手段,能反映对 比剂在瘤体内的动态分布过程, 提供肿瘤血管的渗透率及灌 注信息[1] ,间接反映肿瘤组织的微血管的分布, 可以对肿瘤 的血管生成状态进行较为准确的评估,成为评价手术及预后 的又一重要指标。笔者对 18 例乳腺癌进行了 DCE�MRI 检 查并与术后 MVD组织学检测方法进行了相关分析和探讨。 1 � 资料与方法 1� 1 � 一般资料: 选择 2004 年 1 月至 2008 年 3 月在本院住院 临床怀疑乳腺癌患者 18 例, 均为女性, 年龄 32~ 68 岁, 平均 49� 7 岁,行乳腺 DCE�MRI 检查, 所有病例均经手术及病理 组织学证实。 1� 2 MRI 扫描方法: 使用西门子公司 Sonata 1� 5T 超导磁共 振扫描仪,患者俯卧位, 使用乳腺相控阵面线圈上, 双侧乳 腺自然悬垂于线圈洞穴内。先行常规抑脂横断面 T1WI、 T2WI扫描。扫描参数: T1WI : TR 630 ms, TE 30 ms, 反转 角 70 ; T2WI: TR 5 000 ms, TE 182 ms,回波链度 29; 脂肪抑 制快速小角度激发( FLASH ) TR 261 ms, T E 4� 8 ms,反转角 70 ,矩阵 96 mm ! 256 mm, FOV 247 mm ! 330 mm, 层厚 6� 0 mm,层间距 1� 8 mm。 平扫发现病灶后,行肘静脉快速团注 Gd�DTPA, 用量为 0� 15 mL / kg。注射流率为 2� 5 mL/ s,使用高压注射器, 对比 剂注射完成后以相同流率注入 20 mL 生理盐水。采用 2DT 1 WI快速 FLASH 序列做 DCE�MRI,即注药前平扫 1次, 再分 别于注药中、后对病灶行 6 次重复扫描, 每次扫描持续时间 约 10 s,每次获得 5 幅强化图像。扫描参数: TR 301 ms, T E 1� 2 ms, 反转角 80 ,矩阵 250 mm ! 160 mm, FOV 330 mm ! 330 mm, 层厚 6� 0 mm, 层间距 1� 8 mm。 1� 3� 图像后处理: 数据处理全部在 MR 主机上完成, 应用 MR 机自带的软件, 强化明显区域为感兴趣区( RO I)绘制出 DCE�MRI时间信号强度曲线( T IC)。测量、计算病灶动态强 化参数: ( 1)最大增强线形斜率[ SS( ( % / s) ] = ( SIend- SIprior ) ! 100% / [ SI0 ! ( T end- T prio r ) ] ,式中 SI end为曲线快带上升最 高点的信号强度值, SIprio r为快带上升段起点的信号强度值, T end与 T prior分别表示与 SIend和 SIprior相对应的时间点, SI0表 示增强前的信号强度值。( 2)增强峰值( PH) = SImax- SI0 ; Simax 表示增强后最大信号强度值。( 3)信号强度峰值时间 ( T peak) = SI- T ime曲线中信号强度到达峰值时间。 1� 4� 病理标本处理: 对离体标本按解剖位置剖开,取材部位 应尽可能与 MR 图像后处理测定感兴趣区( ROI )一致, 乳腺 癌旁正常组织为瘤旁约 1 cm 的组织。使用∀ 两步法#分别进 行 CD31 免疫组织化学染色, 试剂盒及搞体均来源于 DAKO 公司。MVD计数采用目前国际上常用的 Weidnet改进式方 法。首先,在 40 倍光镜下选取新生血管最密集区, 然后余 200 倍视野夏,在微血管最大德∀ 热点#区域计数然成棕色德 血管数目 , 以 3 ~ 5 高倍视野微血管计数德均数表示 MVD[2] ,为了减少误差采用图象分析系统进行微血管的计 数。 1� 5� 统计学处理: 将乳腺癌 MVD 分别与 DCE�MRI 参数做 相关性分析, 采用 Spearman 法进行双因素相关性分析。统 计分析软件 SPSS10系统完成。 2 � 结 � 果 18 例患者 M RI检查发现肿块 18 个, 均为单发肿块; 其 ∃763∃广 西 医 科 大 学 学 报JOURNAL OF GUANGXI MEDICAL UNIVERSITY � 2009 Oct ; 26( 5) 中单纯性癌 13 例, 浸润性导管癌 5 例, 病灶直径 1� 5~ 2� 5 cm。DCE�MRI 图像上, 18例乳腺癌病灶的 T IC 曲线多呈廓 清型,即对比剂快速流入后快速廓清; 其中 13 例( 72� 2% )表 现为增强期间造影剂从肿瘤边缘区域向中心扩展, 边缘较中 心部位强化早且显著, 即所谓的边缘强化, 强化的边缘厚薄 不均; 5 例( 27� 8% )表现为动态增强期间的整体强化, 但强 化不均匀,病灶内有不规则的低信号区。 18 例乳腺癌患者 DCE�MRI 各参数和 MVD相关性比较 见表 1。免疫组化切片中, 肿瘤部位 MVD较为密集, 平均计 数为 37� 47� 11� 48, 明显高于癌旁正常组织 15� 85 � 2� 41( t = 7� 35, P < 0� 001)。 表 1� 乳腺癌 DCE�M RI部分强化参数与 M VD 相关性的比较 项目 x � s r t r P SS( % / s) 2� 40� 0� 38 0� 717 5� 72 < 0� 001 PH( HU ) 620� 28� 134� 41 0� 696 5� 35 < 0� 001 Tpeak( t / s) 50� 6 � 11� 03 - 0� 463 2� 53 < 0� 05 MVD 37� 47� 11� 48 3 � 讨 � 论 MRI具有较高的软组织分辨力, 但在定性诊断方面, 由 于受乳房内高信号脂肪的影响及病灶基础信号强度之间存 在重叠,仅平扫容易导致病灶的漏诊、误诊。乳腺癌具有大 量杂乱、不均匀的新生血管, 形成了不完整的、单层内皮的无 舒缩功能裂隙性血管网, 引起微血管渗透性增强, 组织间隙 容量增加,微循环流速和流量增加。采用 DCE�MRI 方法可 利用这种肿瘤微循环在空间和时间上的不均衡性进行观 察[3] ,间接反映肿瘤组织微血管的分布。 注入对比剂后随着时间的延续, 对比剂逐渐通过毛细血 管壁进入血管外的间质结构。在静脉流出速度超过对比剂 在肿块中的集聚速度之前,肿块的强化达到峰值。此时肿块 的强化由血管内和血管外两部分的对比剂共同决定。采用 MVD与 SS 值之比代替肿块的强化峰值( PH) , 以反映一系 列 DCE�MRI参数在注入对比剂后的强化模式, 是对病灶的 MVD量化的反映。结果表明, DCE�MRI 中造影剂受肿块内 血管容量、毛细血管渗透性以及血管外组织间隙的大小共同 影响[4] ,强化值与肿瘤血管密度相关, 还与肿瘤对比剂的聚 集与滞留相关。因此,形态学改变对 MR 诊断乳腺癌具有一 定的价值。通过对 18 例乳腺癌及癌旁正常组织中的 MVD 计数,发现乳腺癌 M VD 多于正常组织,两组比较有显著差异 ( P < 0� 001)。肿瘤组织中微血管形态不规则, 分布也不均 匀,肿瘤边缘区的 M VD 多于中央区域,中央微血管稀少与中 央结缔组织增生及坏死有关,可能是浸润性癌生长方式的反 映[5]。因此,在取材时尽量不选择肿瘤的中心区域。 目前,常用于评价肿管血管生成的 DCE�MRI 参数有 SS、PH、T peak 等, 而肿瘤是典型的血管依赖性病变, 血管形 成不仅促进肿瘤的生长, 而且与肿瘤的浸润及转移密切相 关[5]。对比剂增强受病灶内血管容量、毛细血管渗透性以及 血管外组织间隙大小的共同影响。从表 1 可以看出乳腺癌 患者 DCE�MRI 参数值 SS、PH 与 MVD 间均呈正相关, Tpeak 与 MVD呈负相关。SS 代表 T IC 曲线上升最为陡峭 的一段增强斜率值, 从而反映血管的通透性及组织的血流灌 注。此时,对比剂从血管内流至血管外细胞外间隙, 是反映 组织 MVD最为准确的量化参数。T IC 曲线上升段越陡峻, 瘤体内新生血管也越丰富。而 PH 反映的是肿瘤组织聚积 对比剂的最大能力, 即肿瘤中微血管内、外的组织间隙达到 平衡时的共同容积总量, PH 反映了肿瘤组织的部分 MVD, 其相关性从我们所测定的结果略低于 SS, 但差异还是显著 ( P < 0� 001)。PH 出现的时间为 T peak, 是对比剂从肿瘤微 血管弥散至血管外间隙所达到平衡期所需要的时间, PH 和 Tpeak 不仅与瘤体内微血管容量有关,还与血管外间隙容量 有关,说明乳腺癌在 DCE�M RI表现为对比剂快速达到峰值, 然后快速廓清与肿瘤内发育不成熟通透性较高的肿瘤血管 生成密切相关。结果显示: PH 值出现于对比剂平衡期, 而 SS 出现在平衡前最早期。所以, SS 更多反映了平衡前期时 病灶内对比剂浓度的变化, 即微血管内容量和渗透性的变 化,因而两者与 MVD 相关系数较大, 其中 SS 为较敏感的指 标,其相关性最为显著( r = 0� 717, P < 0� 001)。 DCE�MRI作为一种非创伤性检查技术, 能够较客观地 反映乳腺癌血供的病理特征, 推测其微血管密度, 血管通透 性及对比剂渗透度方面具有很大的潜力, 但本组虽然在选项 定的 ROI形态及大位置以及免疫组织化学标本取材部位等 因素给予足够的注意, 但研究样本量小, 难免存在对应上的 误差。DCE�MRI能在早期评价乳腺癌微血管生成情况, 了 解其生物学特性, 为乳腺癌治疗方案的合理制定和预后的评 估提供依据。早期快速强化与 M VD 有关,还与血管大小、通 透性,血流及间质的多少有关, 但目前尚没方法分别来区分 这些因素的作用, 都有待今后进一步研究。 参考文献: [ 1] Carr iero A , Ambrossini R, Matt ei R, et al. Magnetic resonance o f the breast: corr elation between enhance� ment patterns and m icrovessel density in ma lignant tumor s[ J] . J Exp Clin Cancer Res, 2002, 21( 3 Suppl) 83�87. [ 2] Weidner N, Sem ple JP , Welch WR, et al. Tumor ang io� genesis and mentastasis�cor relation in invasiv e br east carcinoma [ J] . N Engl J M de, 1991, 324( 1) : 1�8. . [ 3] 刘 � 勇, 汤光宇,顾伟中, 等.动态增强 MRI对乳腺癌的 血管生成的评价. 国外医学临床放射学分册, 2005, 28: 413�416. . [ 4] Su MY, Cheung YC, F ruehauf JP, et al. Cor relation of dynamic contr ast enhancement MRI parameter s w it h micr ovessel density and VEGF fo r assessment of ang io� genesis in br east cancer [ J] . J Magn Reson Imaging , 2003, 18( 4) : 467�477. [ 5] T akag i K , T akada T , Amano H . A high peripheral mi� crovessel densit y count cor relates with a poor pro gnosis in pancr eat ic cancer [ J] . J Gast roenfero l, 2005, 40( 4) : 402�408. ∃764∃ 广西医科大学学报 � 2009 Oct ; 26( 5)