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对比增强能谱乳腺X线成像、MRI动态增强联合DWI评估不同乳腺癌分子分型的价值研究
龚俊峰 李晓燕 王永杰

Cite this article as: Gong JF, Li XY, Wang YJ. Value of contrast enhanced energy spectrum mammography, dynamic contrast-enhanced MRI combined with DWI to evaluate different molecular typing of breast cancer. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(12): 1170-1173.本文引用格式:龚俊峰,李晓燕,王永杰.对比增强能谱乳腺X线成像、MRI动态增强联合DWI评估不同乳腺癌分子分型的价值研究.磁共振成像, 2020, 11(12): 1170-1173. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.12.020.


[摘要] 目的 探讨对比增强能谱乳腺X线成像(contrast enhanced energy spectrum mammography,CESM)、动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)联合扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)评估不同乳腺癌分子分型的价值。材料与方法 选择2017年1月至2020年2月我院收治并确诊的162例乳腺癌患者,根据其分子分型分为Luminal A型组(n=41)、Luminal B型组(n=69)、Her-2过表达型组(n=32)、三阴性型组(n=20),均行CESM、DCE-MRI、DWI检查,比较4组CESM影像特点及流入率(wash in rate,WIR)、最大强化程度(maximum enhancement,ME)、达峰时间(time to peak,TTP)、ADC值,采用Spearman相关分析CESM影像特点与乳腺癌分子分型的相关性,采用ROC曲线对MRI相关参数评估乳腺癌分子分型的价值进行分析。结果 4组钙化特点无显著差异(P>0.05);4组肿块直径、肿块形态、肿块边界、强化、腋下淋巴结肿大特点及ME、TTP、WIR、ADC有显著差异(P<0.05);钙化与乳腺癌分子分型无相关性(P>0.05);肿块直径、肿块形态、肿块边界、强化、腋下淋巴结肿大与乳腺癌分子分型具有显著相关性(P<0.05);WIR联合ADC评估三阴性型乳腺癌的AUC为0.898(95% CI:0.846~0.950),准确性为82.65%,cut-off值为0.653;ME评估Luminal B型乳腺癌的AUC为0.678(95% CI:0.591~0.765),准确性为72.10%,cut-off值为0.442;TTP评估Her-2过表达型乳腺癌的AUC为0.773(95% CI:0.691~0.855),准确性为73.45%,cut-off值为0.469。结论 CESM、MRI动态增强联合DWI对乳腺癌分子分型的判断有一定指导意义,有望应用于评估乳腺癌分子分型。
[Abstract] Objective: To investigate value of the contrast enhanced energy spectrum mammography (CESM), dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) and diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI-MRI) to evaluate different molecular typing of breast cancer.Materials and Methods: One hundred and sixty-two patients with breast cancer in our hospital from January 2017 to February 2020 were enrolled, and divided into four groups according to the results of molecular typing, Luminal A group (n=41), Luminal B group (n=69), Her-2 overexpression group (n=32), and triple negative group (n=20). All patients received CESM, DCE-MRI, and DWI-MRI examinations. The characteristics of CESM images, wash in rate (WIR), maximum enhancement (ME), time to peak (TTP) and apparent diffusion coefficient (ADC) were compared among four groups. Spearman correlation analysis was used to analyze the correlation between CESM image characteristics and breast cancer molecular typing, and receiver operating characteristic curve (ROC) was used to analyze predictive value of MRI parameters on the breast cancer molecular typing.Results: The calcification characteristics had significant difference among four groups (P> 0.05), while significant difference was found in mass diameter, mass morphology, mass boundary, enhancement, features of axillary lymph node enlargement and ME, TTP, WIR and ADC among four groups (P<0.05). There was no correlation between calcification and breast cancer molecular typing (P>0.05), while the tumor diameter, tumor morphology, tumor boundary, enhancement, axillary lymphadenopathy had significant correlation with breast cancer molecular typing (P<0.05); the AUC, accuracy and cut-off value of WIR combined ADC in the prediction of triple negative breast cancer were 0.898 (95% CI: 0.846—0.950), 82.65%, and 0.653. The AUC, accuracy and cut-off value of ME in the prediction of Luminal B breast cancer were 0.678 (95% CI: 0.591—0.765), 72.10%, and 0.442. The AUC, accuracy and cut-off value of TTP in the prediction of Her-2 overexpressed breast cancer were 0.773 (95% CI: 0.691—0.855), 73.45%, and 0.469.Conclusions: Value of CESM, dynamic contrast-enhanced MRI combined with DWI has certain guiding significance in the judgment of breast cancer molecular typing, and is expected to be applied in the prediction of breast cancer molecular typing.
[关键词] 乳腺X线摄影;磁共振成像;对比增强;动态增强;扩散加权成像;乳腺癌;分子分型;评估价值
[Keywords] mammography;magnetic resonance imaging;contrast enhancement;dynamic enhancement;diffusion weighting imaging;breast cancer;molecular typing;evaluation value

龚俊峰 上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院医学影像科,上海 202150

李晓燕 上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院医学影像科,上海 202150

王永杰* 上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院医学影像科,上海 202150

通信作者:王永杰,E-mail:wangyongjie1977@163.com

利益冲突:无


基金项目: 上海交通大学附属新华医院崇明分院院级课题 编号:2019YA11
收稿日期:2020-06-29
接受日期:2020-11-10
中图分类号:R445.2; R737.9 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.12.020
本文引用格式:龚俊峰,李晓燕,王永杰.对比增强能谱乳腺X线成像、MRI动态增强联合DWI评估不同乳腺癌分子分型的价值研究.磁共振成像, 2020, 11(12): 1170-1173. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.12.020.

       乳腺癌是乳腺导管上皮及末段导管上皮发生的恶性肿瘤,全国肿瘤登记地区乳腺癌发病率列女性恶性肿瘤之首,我国女性乳腺癌发病率约42.55/10万,其中城市约51.91/10万,农村约23.12/10万[1]。乳腺癌分子分型包括三阴性型、Luminal A型、Her-2过表达型、Luminal B型,不同分子分型乳腺癌临床特征、治疗方案、预后情况各不相同[2],因此准确鉴别乳腺癌分子分型具有十分重要的临床指导意义。通过活检穿刺进行病理学检查是目前鉴别乳腺癌分子分型的主要方法,但该法属于侵入式操作,对穿刺技术要求高,风险较大,组织取样少,不能多次活检,无法对乳腺癌病灶内部异质性进行描述[3]。随着医学影像学的不断发展,动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)、对比增强能谱乳腺X线成像(contrast enhanced energy spectrum mammography,CESM)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)技术逐渐应用于临床,对乳腺癌诊疗具有一定指导作用[4,5,6],然而,三者联合是否可应用于乳腺癌分子分型评估尚不清楚。本研究分析了CESM、MRI动态增强联合DWI评估不同乳腺癌分子分型的价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       经我院医学伦理委员会批准,回顾性选择2017年1月至2020年2月我院收治并确诊的162例乳腺癌患者,根据其分子分型分为Luminal A型组(n=41)、Luminal B型组(n=69)、Her-2过表达型组(n=32)、三阴性型组(n=20)。Luminal A型组:年龄21~77岁,平均年龄(55.38±4.72)岁;Luminal B型组:年龄20~79岁,平均年龄(56.11±5.48)岁;Her-2过表达型组:年龄22~78岁,平均年龄(55.74±4.80)岁;三阴性型组:年龄20~82岁,平均年龄(56.46±4.34)岁。4组患者一般资料无显著差异(P>0.05)。纳入标准:①经病理学检查确诊;②女性,病理类型为浸润性乳腺癌;③手术前经过CESM、MRI动态增强联合DWI检查,影像学资料齐全;④无其他恶性肿瘤;⑤所有患者及家属签署知情同意书。排除标准:①入院前接受手术切除、放射性治疗、化学药物治疗等抗乳腺癌治疗;②合并严重精神病;③哺乳期或妊娠期女性。

1.2 研究方法

1.2.1 MRI检查

       采用Signa 1.5 T超导型磁共振扫描仪(美国GE公司),进行乳腺横断位、冠状位、矢状位定位扫描。DWI序列:采用平面回波成像(echo planar imaging,EPI)序列,扩散敏感性b=0、1000 s/mm2,矩阵128×256,回波时间81 ms,层厚4 mm,重复时间3500 ms,层间距2 mm,视场为380 mm×400 mm,将DWI图像传至工作站后通过后处理软件进行分析,获取ADC值;MRI动态增强序列:层厚2.5 mm,重复时间4.7 ms,翻转角10°,回波时间2.3 ms,矩阵采用200×340,用双筒高压注射器经肘静脉注入生理盐水(武汉益普生物科技有限公司),然后注入对比剂钆喷酸葡胺注射液(深圳市沃德医药科技有限公司),注射速率2 mL/s,注入剂量0.2 mL/kg,再注射生理盐水21 mL进行充分冲管,对比剂注射前扫描1次,对比剂注射后扫描6次,每次扫描时间50.4 s。将MRI动态增强图像传至工作站后通过后处理软件进行分析,获取流入率(wash in rate,WIR)、最大强化程度(maximum enhancement,ME)、达峰时间(time to peak,TTP)。

1.2.2 CESM检查

       采用SENOGRAPHE DS全数字乳腺X射线机(美国GE公司)进行乳腺X线摄影检查。乳腺X线摄影检查前注射30 gI/100 mL碘帕醇(上海博莱科信谊药业有限责任公司),注射流率为3.0 mL/s,剂量为1.5 mL/kg,对比剂注射完成2 min后进行乳腺X线摄影检查,常规进行头尾位及内外斜位投照,在5 min内采集4个视图,每个摄影体位都能够获得低能图像1帧及高能图像1帧,通过系统后处理后获得1幅类似减影的图像,该图像传至GE AW 4.2工作站后,人工勾勒出感兴趣区,判读感兴趣区内肿块形态、肿块直径、强化、钙化、肿块边界、腋下淋巴结肿大情况。

1.3 统计学方法

       采用SPSS 22.0软件对数据进行统计分析,计数资料以(n,%)表示,计量资料以(±s)表示,采用单因素方差分析比较4组ME、TTP、WIR、ADC,采用χ2检验比较4组CESM影像特点,采用Spearman相关分析CESM影像特点与乳腺癌分子分型的相关性,采用ROC曲线对MRI相关参数评估乳腺癌分子分型的价值进行分析。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 4组CESM影像特点

       4组钙化特点差异无统计学意义(P>0.05);4组肿块直径、肿块形态、肿块边界、强化、腋下淋巴结肿大特点差异具有统计学意义(P<0.05),见表1

表1  4组CESM影像特点(n)

2.2 4组MRI参数比较

       4组ME、TTP、WIR、ADC差异具有统计学意义(P<0.05),见表2

表2  4组MRI参数比较(±s)

2.3 CESM影像特点与乳腺癌分子分型的相关性分析

       钙化与乳腺癌分子分型无相关性(P>0.05);肿块直径、肿块形态、肿块边界、强化、腋下淋巴结肿大与乳腺癌分子分型具有显著相关性(P<0.05),见表3

表3  CESM影像特点与乳腺癌分子分型的相关性分析

2.4 MRI参数对乳腺癌分子分型的评估价值分析

       WIR联合ADC评估三阴性型乳腺癌的AUC为0.898(95% CI:0.846~0.950),敏感性为80.30%,特异性为85.00%,阳性评估值为84.26%,阴性评估值为81.18%,准确性为82.65%,cut-off值为0.653(图1)。

       ME评估Luminal B型乳腺癌的AUC为0.678(95% CI:0.591~0.765),敏感性为54.20%,特异性为90.00%,阳性评估值为84.42%,阴性评估值为66.27%,准确性为72.10%,cut-off值为0.442(图2)。

       TTP评估Her-2过表达型乳腺癌的AUC为0.773(95% CI:0.691~0.855),敏感性为66.90%,特异性为80.00%,阳性评估值为76.99%,阴性评估值为70.73%,准确性为73.45%,cut-off值为0.469(图3)。

图1  WIR联合ADC评估三阴性型乳腺癌的ROC曲线
图2  ME评估Luminal B型乳腺癌的ROC曲线
图3  TTP评估Her-2过表达型乳腺癌的ROC曲线

3 讨论

       乳腺癌是一种异质性较高的恶性肿瘤,全球乳腺癌发病率自20世纪70年代末开始一直呈上升且呈年轻化的趋势,已经成为威胁女性生命健康安全的第一大肿瘤类疾病[7]。乳腺癌在发病初期,临床表现并不明显,早期诊断率不理想,具有较高的漏诊率和误诊率,使患者错过了最佳治疗时机,预后不良[8]。乳腺癌分型多样化,各分型临床生物学行为不同,预后方面也有较大差异。鉴于此,医疗科研的关键任务就在于建立完善的乳腺癌筛查防治能力,准确鉴别乳腺癌分子分型,给予精准干预措施,进一步提高女性健康生活水平。

       乳腺癌存在高度异质性,传统病理形态学检查已无法满足现阶段临床诊治的需求。随着医学影像学及其与临床各学科之间推动发展,MRI、CESM等影像学检查手段逐渐应用于临床。MRI动态增强和扩散加权成像作为MRI功能成像,现已广泛应用于乳腺癌诊断。DCE-MRI是一种将血流动力学与形态学改变检查有效结合的方法,无辐射,具有极好的软组织分辨率,能够弥补超声不足,可扩大乳腺癌细胞外间隙,更加清晰地暴露病变区,有效探索癌灶内部生物学特征,提供丰富的立体影像信息[9]。DWI是能够在活体组织中进行水分子扩散测量的唯一方法,可反映水分子微观运动状况,将肿瘤组织与周围正常组织进行良好对比,还可通过图像获得ADC进行定量评估,极大地提升了肿瘤影像学的发展,近年来其在胰腺癌、乳腺癌、肝癌等恶性肿瘤诊断中广泛应用[10]。CESM检查技术是在常规X线基础上使用对比剂进行检查的新型成像技术,利用肿瘤组织异常及新生血管生成,碘对比剂在肿瘤中的代谢与正常组织不同,将类似MRI或CT增强的方法应用于数字乳腺X线摄影[11]。研究显示[12,13,14,15],CESM在肿块数量与大小的检测能力与病理学一致,优于乳腺常规摄影;和彩超相比,在对致密型乳腺疾病的诊断准确性也有一定提高。本研究分析4组CESM影像特点,显示肿块直径、肿块形态、肿块边界、强化、腋下淋巴结肿大与乳腺癌分子分型有关,提示CESM对乳腺癌分子分型有一定评估价值。其中,4组钙化特点差异无统计学意义,可能是本研究纳入的是浸润性乳腺癌,肿瘤细胞生长速度较快,钙化特点不具备特异性。本研究比较4组MRI参数,发现4组ME、TTP、WIR、ADC差异具有统计学意义,其中,Luminal B型ME显著低于其余3组,Her-2过表达型组TTP显著低于其余3组,三阴性型组ADC显著低于其余3组,三阴性型组WIR显著高于其余3组。进一步ROC曲线分析显示,WIR联合ADC评估三阴性型乳腺癌的AUC为0.898(95% CI:0.846~0.950),准确性为82.65%,提示ADC值联合WIR值对三阴性型乳腺癌有一定评估价值,而ME评估Luminal B型乳腺癌的AUC为0.678(95% CI:0.591~0.765),准确性为72.10%,TTP评估Her-2过表达型乳腺癌的AUC为0.773(95% CI:0.691~0.855),准确性为73.45%,提示TTP值评估Her-2过表达型乳腺癌及ME值评估Luminal B型乳腺癌的价值较低。因此,MRI各参数值在不同乳腺癌分子分型中,尤其是三阴型乳腺癌中有一定评估价值。

       综上所述,CESM、MRI动态增强联合DWI对乳腺癌分子分型的判断有一定指导意义,有望应用于评估乳腺癌分子分型。但本研究为小样本单中心研究,且其与预后的关系尚不明了,有待进一步验证。

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