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讲座
乳腺MRI检查与诊断流程的设计与优化
李洁 张晓鹏

李洁,张晓鹏.乳腺MRI检查与诊断流程的设计与优化.磁共振成像, 2012, 3(2): 114-119. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2012.02.005.


[摘要] 乳腺MRI已经广泛应用于乳腺癌的诊断和临床评估,高质量的乳腺MRI检查对充分发挥临床应用价值至关重要。笔者针对乳腺MRI检查流程中在预约、患者准备、序列设计、图像采集、阅片和报告等环节中与临床医疗质量相关的问题进行分析和讨论,结合当前国内外进展介绍技术优化的方法,旨在为我国乳腺MRI工作者的临床实践提供指导或借鉴。
[Abstract] Breast MRI has been widely applied in the diagnosis as well as evaluation of breast cancer. Performing high quality breast MRI examination is essential to accuracy and reliability of clinical usage of the modality. This article summarized key points that determine quality of breast MRI in the processes of performing examination, including schedule, patient preparation, protocol design, image acquisition, interpretation and reporting, provided advice and methods to optimize, in order to be instructive to perform good quality breast MRI in clinical settings.
[关键词] 乳腺疾病;磁共振成像;质量优化;技术;图像分析;诊断
[Keywords] Breast disease;Magnetic resonance imaging;Quality optimization;Technique;Interpreting;Diagnosis

李洁 北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科,恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室,北京 100142

张晓鹏* 北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科,恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室,北京 100142

通讯作者:张晓鹏,E-mail: zxp@bjcancer.org


基金项目: 北美放射学会教育学者基金ESCH1022 Derek Harwood-Nash基金
收稿日期:2012-02-16
接受日期:2012-03-07
中图分类号:R445.2; R737.9 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2012.02.005
李洁,张晓鹏.乳腺MRI检查与诊断流程的设计与优化.磁共振成像, 2012, 3(2): 114-119. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2012.02.005.

       大量临床研究证实,乳腺MRI对乳腺癌的诊断具有极高的敏感性和中等度的特异性。在现代乳腺癌诊疗体系里,乳腺MRI在早期发现、诊断、分期、术前化疗、手术方案制定及保乳治疗后的随访发挥着日益重要的作用[1,2,3]

       高质量的乳腺MRI检查是做出正确诊断的前提。乳腺作为一个激素敏感的软组织器官,其影像学表现受年龄、生理周期及扫描体位等多种因素的影响,为了完成高质量的MRI检查,需要对乳腺MRI检查的预约、扫描、阅片和报告的全过程进行设计与优化,消除影响影像检查质量的不利因素,使每次检查的质量都能达到很高的水平。

       笔者以提高诊断水平为核心,从临床实践出发,结合亲身的工作经验和体会,针对乳腺MRI检查流程中影响质量的关键环节进行分析和讨论。

1 预约

       对于绝经前期的女性,受体内性激素水平随月经周期出现波动的影响,乳腺的强化程度在月经周期的不同时间段会出现较大差异。激素水平相关的乳腺实质局灶性强化有时会与乳腺恶性病变在形态上难以鉴别,造成假阳性;或者腺体实质强化过于显著,可能掩盖存在的病变而造成假阴性。

       因此,乳腺MRI检查原则上应当安排在月经周期的第7~14天进行,此时期受检者体内的激素水平最低,乳腺腺体受激素影响相对较轻,增强扫描时腺体实质本身的强化水平较低,有利于病变检出和诊断。

       对于进行定性诊断和筛查的乳腺MRI受检者来说,需要严格应用最佳时间窗;对于已确诊乳腺癌进行MRI分期检查或疗效评价的患者,则应以临床对检查时间的需要为重。

       为了使预约工作能够与MRI检查密切配合,需要对预约登记人员进行必要的培训,使之充分理解时间窗口的重要性,在预约当时询问并记录患者相关信息,包括绝经状态、末次月经时间、受检者类别(已确诊/未确诊乳腺癌),特别是末次月经时间对医生诊断有重要参考价值。

图1  摆位显著偏离中心造成矢状位(1A)和横轴位(1B)的增强图像上均出现一侧乳房信号显著不均匀。
图2  2A:摆位时下部乳房组织位于线圈外,造成矢状位增强图像上乳房变形和脂肪抑制不均匀。2B:摆位调整后获得的同一乳房的质量良好的增强MRI图像
Fig. 1  Positioning departure from the midline of the coil, causing remarkable heterogeneous signal in a breast on both sagital (1A) and axial (1B) images.
Fig. 2  2A: Improper positioning that inferior tissue of breast left out of coil, causing distortion of the breast and heterogeneous fat suppression. 2B: Re-positioning properly and good quality MR image of the same breast acquired.

2 检查的实施

2.1 摆位

       良好的摆位是获得高质量乳腺MRI图像的前提条件,摆位不良会造成图像变形、产生伪影、抑脂不均及信号失真,导致病变漏诊、诊断困难或定位偏差。

       如何获得良好的摆位效果?①俯卧位双乳自然下垂位于线圈孔洞中心;②手探或视线观察胸骨位于线圈中线上;③侧面观察双乳头与水平面垂直;④手探及乳房周围,确保所有腺体组织位于线圈内,皮肤与线圈之间没有皱褶;⑤保持患者温暖舒适的姿势,这对于避免患者扫描过程由于运动造成伪影至关重要。

       如何从图像上判断摆位不良?从横轴位扫描图像上观察:①左右乳房形态是否对称;②胸骨中线是否位于线圈中线上;③乳头是否与地面垂直;④双乳上下缘组织及腋尾部乳腺组织是否在线圈内(图3)。

图3  线圈的中线(线A)与胸骨中线(线B)有明显的距离,说明摆位偏差
Fig. 3  Central line of the coil (line A) located beside the midsternal line (line B), indicating inappropriate positioning.

2.2 扫描方案的设计

       扫描方案设计的原则是图像信息满足医生诊断的需要,图像质量稳定,并尽可能缩短扫描时长以满足科室的工作流量需求。

       美国放射学院乳腺MRI认证标准规定乳腺MRI扫描的基本序列包括平扫T2WI脂肪抑制序列(液体明亮技术)、平扫脂肪抑制T1WI及注射对比剂后双乳系列多期增强扫描序列。非脂肪抑制的平扫T1WI序列作为选项。由于大量研究证实DWI在乳腺病变定性诊断方面的价值[4,5,6],国内许多单位在增强前增加一高b值的扩散加权成像序列[7]以辅助定性诊断是有益的措施,但不能替代动态增强扫描。应当对所有的DWI扫描采用标准化的b值、扫描参数和ADC值的诊断阈值,方能保证其应用的准确性和可重复性。此外,笔者建议可在动态增强扫描结束后选择增加一垂直于动态采集方位的单期增强T1WI脂肪抑制高分辨率扫描序列。笔者的实践证明这一序列有助于对病变的三维空间定位和最大径测量。

       关于动态增强扫描采用矢状位和横轴位的问题,尚无统一答案。矢状位采集FOV相对小,应用相对小的矩阵(如256×256)能够获得较高的层面内分辨率,但缺点是从左到右覆盖范围大,需要在层厚和单期扫描时间二者间进行权衡。横轴位扫描的最大优势是利于乳腺双侧对比观察,缺点是FOV较大,需要较大的矩阵才能获得亚毫米的层面内空间分辨率,但同时对信噪比造成影响。对于乳腺病变的诊断而言,由于病灶的形态特点对定性诊断起着至关重要的作用,动态增强扫描采用矢状位较横轴位扫描更有利于病变细节和形态特征的观察。临床工作中,动态增强扫描方位的选择常常还取决于阅片者的偏好和习惯。事实上,只要3D容积采集的空间和时间分辨率同时满足下文述及的诊断要求,二者都是可取的。需要注意的是,扫描方案确定后,工作中需要保证其实施的连续性和一致性,不要随意更改,序列和参数的修改应由授权医生进行。

2.3 动态增强扫描参数优化

       高质量的双乳动态增强扫描是乳腺MRI检查成功的关键。需要满足以下几个方面的要求:①图像具有高的信噪比;②较高的空间和时间分辨率;③图像覆盖双乳的全部;④良好的增强效果;⑤较少的伪影。

       时间分辨率与空间分辨率是两个矛盾体,需要使他们均满足诊断需求并达到最佳的平衡,这是进行参数优化的重要问题。有关二者对诊断效能影响的比较研究发现,高的空间分辨率使病变的边缘和内部结构显示更清晰,有利于增强诊断信心和提高诊断准确性[8]。因此,动态增强序列图像采集时层面内空间分辨率应达到亚毫米(小于1 mm)。Kuhl等建议时间分辨率应设定在60~120 s之间,更快速的扫描(时间分辨率低于60 s)并不能提供更多的诊断信息,因为多数乳腺癌达到峰值强化的时间在90 s左右;在保证足够的信噪比的同时,应尽可能地提高空间分辨率[9]。因此,若受机器性能的制约,笔者建议应首先保证层面内空间分辨率小于1 mm,无间隔扫描范围覆盖双乳,层厚不应超过3 mm,同时尽可能缩短TR和TE时间使单次采集时间小于2 min。

2.4 脂肪抑制

       脂肪抑制技术使乳腺内的强化病变与脂肪组织的对比增加,有利于发现乳腺癌。目前常用的技术是利用水和脂肪的共振频率差异在激发脉冲之前应用化学饱和技术选择性地抑制脂肪信号。脂肪抑制不均或不完全可能会造成信号失真甚至乳腺癌漏诊的严重后果(图4),需要在扫描过程中努力避免。抑脂的效果关键在于匀场的过程中脂肪峰是否充分饱和。对于过小和过大的乳房,自动匀场常不能达到理想的效果。这种情况需要技师手动匀场。如前所述,摆位不当也会造成抑脂失败。为了在临床工作中保证脂肪抑制的效果,操作技师需要接受一定的技术培训和具有高度的责任心。

       数字剪影技术能够去除脂肪高信号达到脂肪抑制的效果。但分析时需要与非剪影的图像相结合。例如活检后的腔隙边缘可出现环状强化,仅看数字剪影图像可能仅显示环状强化灶而忽略了中心的出血信号。此外分析时需要注意扫描过程中患者的轻微运动造成剪影图像上组织结构边缘出现条状伪影。

图4  女,55岁,右腋下转移癌。4A:双乳MRI检查右侧乳房抑脂失败,腺体内未发现病变。4B:复查显示右乳内强化肿块,提示原发病灶。病理:IDC
Fig. 4  Female, 55 years old, metastasis in lymph node of Right axillary. 4A: Failure of fat suppression in right breast. No cancer revealed. 4B: A mass enhancement appeared in the right breast at Follow up MRI, indicating primary breast cancer. Pathology: Invasive ductal carcinoma.

2.5 对比增强扫描

       (1)动态增强序列平扫图像质量确认:平扫序列图像有时可能存在抑脂不良、摆位不当等问题,如果不及时发现会直接影响到动态增强图像的质量,对诊断造成无法弥补的损失。因此需要在增强扫描启动前认真观察平扫图像,是否存在脂肪抑制明显偏差,双乳摆位是否正确,扫描范围是否完全等等,以便有机会在对比剂注入之前采取措施进行修正以获得满意的增强图像。

       (2)注射对比剂:常用的对比剂是Gd-DTPA,用量0.1~0.2 mmol/kg。注射速度2 ml/s。速度过慢会使血药峰值时间延长,第一期图像采集可能不能获得峰值信号强度,由此造成动态扫描的曲线平缓。因此采用高压注射器经外周静脉(通常是肘或手背静脉)注射对比剂被常规采用。操作过程中要注意尽量减少对比剂对磁场均匀度的干扰。

       (3)增强效果的保证:高压注射器工作时由于速度快或压力大偶尔出现对比剂外渗或针头脱出,如不能及时发现会造成无有效对比剂进入体内而检查失败。因此,护士在留置针头时需要用10 ml生理盐水冲管确保安全注入无渗漏,启动增强后护士应在对比剂全部注入后才离开扫描室;如注射过程中发现渗漏要及时告知技师终止扫描,以避免强化效果弱影响诊断敏感性。

3 阅片分析

3.1 背景强化(background enhancement)

       增强扫描后乳腺实质正常情况下会出现不同程度的强化,称作背景强化。近年来乳腺实质背景强化的意义越来越受到重视。研究发现乳腺实质的背景强化与乳腺癌的发生有显著关联[10],背景强化影响到早期乳腺癌的检出率和高危筛查人群的召回率[11]。ACR BI-RADS® MRI词典里背景强化分为四种类型[12]:无/少(non/minimal <25%)、轻度(mild 25%~50%)、中等度(moderate 50%~75%)及显著(marked >75%) (图5)。阅片分析时意识到背景强化对诊断的影响有助于做出恰当的判断。

图5  乳腺实质的背景强化ACR分类:5A:无/少量;5B:轻度;5C:中度;5D:显著
Fig. 5  Background enhancement categories: 5A: non/minimal; 5B: mild; 5C: moderate; 5D: marked

3.2 发现异常强化

       阅片时应当先确认乳腺背景的强化类型和程度,然后在增强第一期图像上寻找区别于背景强化的强化病灶进行进一步的深入分析,包括形态学和血流动力学分析。这是因为大多数乳腺癌强化峰值在增强第一期出现,并且此期相乳腺背景强化低,组织对比最佳(图6)。

图6  动态增强扫描不同时期同层面图像。6A.平扫;6B.增强第1期;6C.增强第3期;6D.增强第5期。乳晕下中央区集丛状强化病变,在增强第一期显示明确,增强延迟期与背景强化难以鉴别
Fig. 6  Images of same location at different phases. 6A: Pre contrast. 6B: 1st phase post contrast. 6C: 3rd phase post contrast; 6D: 5th phase post contrast. A clumped enhancement in the central region subareola, outstand on the 1st phase of contrast enhanced image, submerged on the delay phase of contrast enhanced image where background enhancement increased.

3.3 病变定位

       乳腺MRI发现病变后需要对其三维空间位置进行准确描述[13,14]。与乳腺X线摄影的病变定位方法类似,MRI对病变的定位方法也采用象限法、钟面法(图7)。乳腺MRI对病变的深度应采用距乳头的距离。各种影像方法采用统一的定位描述法有利于与触诊及其他影像检查的发现相互参照,这对医生判断病变的意义或决定活检方式有重要价值。

图7  双乳钟面及象限定位图
Fig. 7  Quadrant localization and clock localization of breasts.

3.4 病变强化特征的观察

       由于病变内部强化存在不均匀性,其强化特征在观测者之间可能存在很大的差异(图8)。准确描述病变强化特征应遵循以下原则[13,14]:①感兴趣区(ROI)放置原则:应在病变内强化最快或病变最可能具有流出型曲线的部分。②应当避免对整个肿块进行ROI取样,也应当避免ROI小于3个像素。③当同时具有多种曲线类型存在时,应当报告最令人担忧的曲线类型。平台型与流入渐进型或流出型曲线没有绝对的界限,有时在判断类型时存在困惑。有些学者提出增强后延迟期与峰值的信号强度变化(上升或下降)达到或超过10%可归为渐进型或流出型[15]

图8  乳腺增强MRI显示肿块样强化病变(乳腺癌)。ROI放置于肿块的不同部位(8A和8C)所测得的时间信号强度曲线分别为流出型(8B)和平台型(8D),造成观测者之间差异
Fig. 8  Contrast enhanced MRI showing a mass(breast cancer)。Placing ROI at different part of mass (8A and 8C) generated washout (8B) and plateaus (8D) time/intensity curve respectively, causing inter-observer discrepancy.

4 报告

4.1 内容

       乳腺MRI报告的基本组成包括乳腺组织的构成,乳房背景强化,异常强化的形态类型、形态特征,时间信号强度曲线类型,其三维空间定位,病灶大小、相关发现、与既往影像比较是否稳定或大小发生变化。报告的结论需要结合检查目的回答临床关心的问题:对于诊断为目的的检查,需要报告有无异常强化,恶性可能性(ACR BI-RADS®分类);对于已确诊乳腺癌以术前分期为目的的检查,应报告主病变的范围、有无多中心或多灶病变、胸肌有无侵犯,对侧乳房有无病变;对于新辅助化疗后复查,应报告病变的大小及曲线类型有无变化[13,14]

4.2 措辞

       病变描述应使用ACR BI-RADS MRI术语词典里的标准词汇,对病变的恶性可能性评估应当与BI-RADS评估分类的内容一致[13,14]。这有利于与临床医生的交流以及与国内外放射医生之间的交流,同时是数据资料整理和统计的需要。

4.3 诊断准确性的监测和自我教育

       诊断经验的积累需要坚持不懈地对MRI检查报告的结果进行病理对照分析,监测诊断的阳性率、活检率及活检阳性率,以及与手术后病理结果对照评估范围判断的准确性等。因此,开展乳腺MRI检查需要建立病例随访机制,搜集如病理学诊断结果、手术切缘与术式以及新辅助治疗效果评估等信息。通过对诊断假阳性和假阴性病例的回顾,能够不断积累经验,修正自身影像判断标准和对乳腺疾病的认识,从而实现自我教育,不断提高诊断水平。

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