乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,发病率占全身恶性肿瘤的7%~10%。20世纪以来,其发病率有上升趋势。在中国,每年新发病例约5万。近年来乳腺癌发病年龄逐渐年轻化。因此乳腺癌的早期检出、诊断及治疗非常重要。而影像学检查在乳腺癌的早期检出及早期诊断中起着较为重要的作用。乳腺磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)作为一种无创性的影像学检查方法,具有极高的软组织分辨率和多方位成像的能力,可显示病灶形态学的细微表现,通过动态增强磁共振成像(d yn ami c c on tra st en han ce d—ma gn eti c r es ona nc e i mag in g,DCE—MRI)可进一步提高病灶清晰度,并能显示肿瘤血管、胸壁侵犯、胸骨后及纵隔、腋下、乳腺周围淋巴结转移,还能反映病变的血流动力学变化[1]。
1 乳腺癌的血供特点
乳腺癌属血管依赖性疾病,血管生成不仅在肿瘤的生长发展中起着极为重要的作用,还与肿瘤浸润和转移有着密切的关系。乳腺癌肿瘤血管具有以下特点:肿瘤毛细血管管壁结构异常;瘤内血管内皮通透性增加;瘤内血管容易形成动静脉交通,引起“灌注短路”。同时,恶性肿瘤在其生长过程中会分泌肿瘤血管生成因子,如血管内皮生长因子(VEGF),该因子促进肿瘤毛细血管的分化与生成,使肿瘤血管数目增加。反过来,增多的肿瘤血管又使肿瘤增长加速。因此,乳腺癌肿瘤血管生成、微血管密度(Microvessel Density,MVD)和毛细血管通透性的增加[2]等为DCE—MRI提供了诊断乳腺癌的病理生理基础。
2 乳腺癌DCE—MRI采用的造影剂
Gd—DTPA是目前最常用的造影剂,是一种细胞外间隙小分子物质,与蛋白质的亲和力较小。在正常成熟的血管内Gd—DTPA弥散到血管外-细胞外间隙的过程非常缓慢,而新生肿瘤血管的高渗透性和乳腺癌组织细胞外间隙的增大使Gd—DTPA可快速弥散到该间隙,其分布容量与血管外-细胞外间隙一致。因此DCE—MRI能反映肿瘤的血流灌注状态以及毛细血管通透性的改变,进而反映肿瘤血管的生物学特性。
已有报道采用高分子磁共振造影剂时病灶的强化类型与肿瘤的分级相关[3]。也已有结合蛋白的造影剂用于肿瘤微血管的定量分析[4]。
3 乳腺DCE—MRI成像技术
乳腺MRI一般在高磁场下进行,多使用双侧乳房的阵列线圈。对于乳腺这类软组织病变,常规增强检查在乳腺癌的诊断中发挥了一定作用,但有局限性:其主要侧重于增强程度和效果的观察。有研究结果推荐乳腺MR检查绝大多数都要行DCE—MRI,以更敏感地发现病变。DCE—MRI侧重对不同时间点强化行为的观察。为保证有限的时间内获得更多的病变强化信息,扫描序列宜选择快速Tl WI序列。而扰相梯度回波(spoiled gradient recalled echo,SPGR)序列因其采集速度快,能进行3D模式采集,同时对Gd—DTPA短T1效应较为敏感,故作为DCE-MRI的常用序列。目前的肝脏加速容积采集(1iver acquisition with volume acceleration,LAVA)序列,相比于常规SPGR具有更高的空间分辨力和更彻底的抑脂效果,已成为DCE—MRI的首选序列。
DCE-MRI的后处理方法包括病灶和正常组织强化率的定量分析、绘制时间-信号强度曲线(time-signal intensity curve,TIC)、数字减影及最大强度投影(maximum intensity projection,MIP)等[5]。
4 乳腺癌的DCE—MRI表现及与病理相关性
4.1 乳腺癌的形态学表现
乳腺肿瘤形态学特征的观察包括形状、边缘、信号均匀程度等。良性肿瘤多表现为形态规则、边缘光滑、均匀强化;恶性肿瘤则表现为形态不规则、边缘不光整或带毛刺、强化不均匀或环形强化。一般认为环形强化或边缘强化是恶性肿瘤的特征性表现[6]。有如下几种解释:肿瘤血管生成的速度比肿瘤生长慢,致血供不足,肿瘤中心出现液化坏死;Kusama等[7]将轴位MRI与对应的病理切片进行对照研究,发现边缘强化病灶的中心主要为纤维化组织;乳腺癌边缘强化与肿瘤的组织病理学有关,边缘部分MVD高,而中心部分MVD低。由此可见乳腺癌DCE—MRI表现与MVD分布呈显著正相关。乳腺癌的特异性征象是毛刺征,其诊断乳腺癌的敏感性为80%[8]。毛刺征即肿块边缘显示长短不一、放射状走行的条索状影,呈“蟹足状”或“星芒状”。病理上提示毛刺形成的病理基础是癌肿浸润,反映其生物学特性。
4.2 乳腺癌的血流动力学特征
早期增强率和TIC为乳腺DCE—MRI常用的观察指标。早期增强率反映病变内的微循环状况[9]、组织的微血管数量及其分布[10]和对比剂进入组织间隙量的多少。早期增强率<60%时提示病变为良性;若≥60%且<80%时,性质确定困难;≥80%常提示恶性。恶性病变因MVD、血管内皮细胞通透性增加,故早期即明显强化。
TIC是病灶血液灌注和流出等的综合反映,与病灶内的MVD及管壁渗透性有关[11]。Kuhl将其分为三型:I型为持续上升型;II型为上升平台型,早期明显强化,中晚期维持在峰值上下10%左右;Ⅲ型为快进快出型。I型常提示良性,Ⅲ型高度提示恶性,Ⅱ型良恶性均可。阮超美等[12]提出了第4种类型TIC:平坦型,又分为高水平(IVA型)及低水平平坦型(IVB型),分别见于信号较高和较低的良性病变。前者如导管内分泌物积聚、囊肿出血及乳腺假体等;后者如血供较少的纤维腺瘤、囊肿及乳腺假体等。IV型曲线被认为是诊断良恶性病变的特异性指标。
充填型强化方式即由周边强化向中心渗透是乳腺癌特征性表现之一[13]。出现这种强化特征的原因有:恶性肿瘤周边MVD高于中央;血管生长类型以边缘快速发展为主,以及瘤内压力梯度,即内部间质压力高于良性肿瘤,导致中心区灌注下降。
MIP图像不仅能立体、清晰地反映病灶的空间位置,更为重要的是能反映病灶周边的异常血管及腋下、乳腺周围淋巴结肿大。但病灶周围血管数目及走行等对病变的诊断价值,尚需进一步研究。
5 DCE—MRI在乳腺癌中的应用
5.1 DCE—MRI在乳腺癌诊断中的作用
DCE—MRI诊断乳腺癌具有较高的敏感性,可达93%以上。其中对发现浸润性乳腺癌的敏感性接近100%[14]。尤其是当钼靶和超声检查不能确诊时,DCE—MRI可能成为一种有用的辅助检查用来显示和鉴别病变,明确二者不能诊断的肿块是否为正常或良性病变,以避免不必要的活检。钙化在乳腺癌的诊断中有重要价值,它甚至可能是隐匿性乳癌的唯一征象,钼靶、超声可较好地显示钙化,但MRI难以显示钙化,故有作者认为MRI对这一类早期乳癌的诊断没有明显价值。但龙浩等[15]认为虽然MRI不能发现早期乳癌的微小钙化灶,但对含钙化早期乳癌的诊断敏感性及特异性都相当高。因此,钼靶发现钙化,再结合DCE—MRI,对于早期乳癌,甚至原位癌的发现及诊断有积极意义。在我们的病例中,也见有微小钙化的MRI影像表现。
因乳腺DCE—MRI的研究和临床应用尚缺乏一个统一的诊断标准和规范的扫描成像技术,从而造成对乳癌诊断的特异度变化范围较大,约为37%~97%[16]。除此之外,还可能与下列因素有关如病人的选择、年龄、病变的病理组织类型等。乳腺DCE—MRI鉴别良恶性肿瘤应主要从两方面进行评估[17],一方面是病灶的形态学特征,另一方面是病灶强化的动力学特征。有效地把二者结合起来有助于提高病变诊断的准确性。
5.2 DCE—MRI在乳腺癌分期中的作用
常规影像学检查容易低估肿瘤的微观组织学范围,不易发现特殊部位和较小病灶,对一些多中心、多灶性病变的显示也不完全,更难以对胸肌筋膜与胸壁浸润、胸骨后及纵隔淋巴结转移进行观察;DCE—MRI不但在上述方面具有明显优势,而且可以观察对侧乳腺的情况。总之,用DCE—MRI对乳腺癌进行分期,为临床治疗方案的制定提供了更加可靠的依据[18]。
5.3 DCE—MRI在乳腺癌治疗中的作用
DCE—MRI对乳腺癌术前分期有较好的准确性,能为临床拟定治疗方案提供很大帮助。传统的钼靶易受疤痕、手术或放疗后结构及密度改变的影响,不易对临床可疑肿瘤复发的病人做出正确解释。而DCE—MRI则不同,其能在术后较敏感及准确地发现残留病灶,鉴别肿瘤复发、术后和放疗后瘢痕以及脂肪坏死等。DCE—MRI还可以评价肿瘤对化疗的反应,即肿瘤经过1~2个化疗疗程后,在体积未发生明显改变之前,其对化疗的敏感性便可通过强化方式的改变(如强化速度下降、TIC变平、强化程度降低等)反映出来。若在2个化疗周期后肿瘤强化方式无任何改变,证明肿瘤对化疗无反应。Padhani等[19]也报道了25例乳癌患者新辅助化疗后的疗效反应通过DCE—MRI得到了很好的预测。
5.4 DCE—MRI在乳腺癌筛查中的作用
由于DCE—MRI对乳腺癌的诊断具有很高的敏感性,很多研究者提出,对于乳腺癌高危妇女,其可作为一种常规筛查方法。乳腺癌高危人群包括BRCA1、BRCA2或TP53基因突变携带者以及有明显家族史或先前患有小叶原位癌的女性。应用DCE—MRI筛查可以发现临床触诊、传统影像学检查未发现的恶性病变。对一侧已诊断为乳癌的患者,DCE—MRI可有效地检出对侧是否存在隐性乳癌。经研究,双侧同时发生乳癌的几率为1%~3%,而对侧非同时发生乳癌的几率更高。因此,在一侧乳癌已确诊时进行DCE—MRI检查可以发现其他部位的隐性乳癌。尽管如此,目前DCE—MRI还不具备足够高的敏感度、特异度及反复检查的重复性和可承受性[20]。关于DCE—MRI在各种乳腺癌高危因素女性筛查中的作用,还有待进一步研究。
6 DCE—MRI的局限性和展望
良恶性肿瘤的影像表现存在交叉时,DCE—MRI可能不能准确鉴别二者。另外,乳腺腺体也会随月经周期改变而强化不同,导致肿瘤的假阳性诊断;DCE—MRI不能发现一些微观病变,尤其是患者接受新辅助化疗时;DCE—MRI对乳腺内微小钙化的沉积不敏感。为获得高时间分辨率和高空间分辨率的影像信息,新的扫描序列和新型造影剂正在被研究,以期提高诊断的准确性。
综上,DCE—MRI是一种无创性的检查方法,具有极高的软组织分辨率和多参数、多方位成像的能力,在乳腺癌的诊断和治疗中具有重要的临床应用价值。
摘要：乳腺癌是严重危害女性健康和生命的恶性肿瘤。乳腺癌的早期发现、早期诊断和早期治疗是改善预后的重要因素。在乳腺癌的诊断、分期、治疗及治疗后随访中,动态增强磁共振成像(DCE-MRI)具有较高的应用价值。
关键词：磁共振成像,动态增强,乳腺癌
参考文献
[1] Kuhl CK,Schild HH.Dynamic image interpretation of the breast[J].JMRI,2000,12(6):965～974.
[2] Su M Y,Cheung Y C,Fruehauf J P,et a1.Correlation of dynamic contrast enhancement MRI parameters with microvessel density and VEGF for assessment of angiogenesis in breast cancer[J].J Magn Reson Imaging,2003,18(4):467～477.
[3] Barrett T,Kobayashi H,Brechbiel M,Choyke PL.Macromolecular MRI contrast agents for imaging tumor angiogenesis[J].Eur J Radiol,2006,60(30):353～366.
[4] Preda A,Novikov V,Moglich M,Floyd E,Turetschek K,Shames DM,Brasch RC,Cavagna FM,Roberts TPL.MRI monitoring of Avastin(TM)antiangiogenesis therapy using B22956/1,a new blood pool contrast agent,in an experimental model of human cancer[J].J Magn Reson Imaging,2004,20(5):865～873.
[5] 陈林丽,赵建农.1H—MRS联合DCE—MRI扫描在乳腺癌诊断中的临床价值[J].国际医学放射学杂志,2008,31(1):40～43.
[6] Kuhl C K,Mielcarek P,Klaschik S,et a1.Dynamic breast MR imaging:are signal time course data useful for differential diagnosis of enhancinglesions[J].Radiology,1999,211(1):101～110.
[7] Kusama R,Takayama F,Tsuchiya S.MRI of the breast:comparison of MRI signals and histological characteristics of the same slices[J].Med Mol Morphol,2005,38(4):204～215.
[8] Libemum L,Morris E A,Lee M J,et al.Breast lesion detected on MRI imaging[J].features and positive predictive value AJR,2002,179～171.
[9] Gibbs P,Liney GP,Lowry M,et a1.Differentiation of benign and malignant sub～1cm breast lesions using dynamic contrast en-hanced MRI[J].Breast,2004,13(2):115～121.
[10] Paitridje SC,McKinnon JC,Heniy IJ,et a1.Menstrual cycle varia-tion of apparent diffusion coefficient measured in the normal breast using MRI[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging,2001,14:433～438.
[11] Komalsu S,Lee C J,Jchikawa D,et a1.Predictive value of the time-intensity curves on dynamic contrast-～enhanced magnetic reso nance imaging for lymphatic spreading in breast cancer[J].Surg Today,2005,35(9):720.
[12] 阮超美,欧阳翼,陈林,等.乳腺动态增强MR中时间～信号曲线的第四种类型[J].第四军医大学学报,2008,29(24):2211～2213.
[13] Matsubayashi R,Matsuo Y,Edakuni G,et al.Breast masses with pe-ripheral rim enhancement on dynamic contrast-enhanced MR images:correlation of MR findings with histologie features and expression of growth factors[J].Radiology,2000,217:841.
[14] Fischer U,von Heyden D,Vosshenrich R,Vieweg I,Grabbe E.Signal characteristics of benign and malignant breast lesions in dynamic2D～MRT of the breast[J].Fortschritte auf dem Gebiete der Rontgenstrahlen und der Neuen Bildgebenden Verfahren,1993,158(4):287～292.
[15] 龙浩,欧阳翼.动态增强MRI对含钙化乳腺病例的诊断价值[J].第四军医大学学报,2008,29(23):2163～2166.
[16] Harms SE,Flamig DP,Hesley KL,Meiches MD,Jensen RA,Evans WP,Savino DA,Wells RV[J].MR imaging of the breast with rotat-ing delivery off resonance:clinical experience with pathological correlation.Radiology,1993,187:493～501.
[17] Goscin CP,Bermen CG,Clark RA.Magnetic resonance imaging of the breast[J].Cancer Control,2001,8(5):399～406.
[18] Heywang SH,Beck R.Contrast—Enhanced MRI of the Breast Heideberg[J].Springer—Verag,1996:95～103.
[19] Padhani AR,Hayes C,Assersohn L,et a1.Prediction of clinicopatho-logic response of breast cancer to primary chemotherapy at contrast—enhanced MR imaging[J].Radiology,2006,239(2):361～374.
[20] Orel SG.Schnall MD.MR imaging of the breast for the detection,diagnosis,and staging of breast cancer[J].Radiology,2001,220(1):13～30.