車樹楠 周純武

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院影像診斷科，北京100021

在全球范圍內(nèi)，乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤。我國乳腺癌的發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第2位，死亡率也居第6位[1]。因此，對于乳腺癌進(jìn)行早期、正確的診斷及采用合理的治療方案能夠?qū)θ橄侔┗颊叩念A(yù)后產(chǎn)生很大的影響。

乳腺癌檢查最常用的影像學(xué)方法是乳腺X線和超聲檢查，但其診斷的價(jià)值仍十分有限。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）作為重要的補(bǔ)充手段，已被逐漸應(yīng)用到乳腺癌的診斷、療效評價(jià)及預(yù)測當(dāng)中。近年，隨著磁共振機(jī)器軟硬件的不斷升級，一些新的功能性磁共振序列開始應(yīng)用于乳腺病變的檢查中，其中DWI就是研究最為熱門的掃描序列之一。而多擴(kuò)散敏感因子（b值）及小視野（reduced field of view，rFOV）DWI技術(shù)的出現(xiàn)，使得DWI向著圖像更清晰、參數(shù)更多樣而準(zhǔn)確的方向發(fā)展。本文著重就這兩種新的DWI技術(shù)在乳腺癌中的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 DWI及其新技術(shù)的基本原理和相關(guān)概念

DWI通過測量施加擴(kuò)散敏感梯度場前后組織信號強(qiáng)度的變化，檢測組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動的情況，從而反映不同組織微細(xì)結(jié)構(gòu)的特征及變化。通常用表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）來定量描述不同b值下水分子擴(kuò)散能力的大小。組織中水分子的擴(kuò)散越受限，DWI圖像上的信號強(qiáng)度就越高，相應(yīng)的ADC值就越低。

雖然臨床上最常用來定量描述組織中水分子擴(kuò)散能力的參數(shù)ADC值只需要兩個(gè)b值就能夠通過單指數(shù)模型計(jì)算得出，但是它同時(shí)包含有組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散和微循環(huán)的灌注兩種成分，不利于對組織微結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行精確分析。而Le Bihan等[2]學(xué)者針對這一問題提出“體素內(nèi)不相干運(yùn)動（intravoxel incoherent motion，IVIM）”模型，基于這個(gè)模型的理論，通過多個(gè)b值DWI圖像上組織信號強(qiáng)度的變化，經(jīng)過更加復(fù)雜的計(jì)算能夠得到分別代表組織單純水分子擴(kuò)散的參數(shù)D，以及代表組織微循環(huán)灌注的參數(shù)D*和f，其中D稱為灌注不相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)，即單純水分子的擴(kuò)散系數(shù)；D*稱為灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)，即微循環(huán)灌注所產(chǎn)生的假性擴(kuò)散系數(shù)；f稱為灌注分?jǐn)?shù)，即微循環(huán)灌注所占組織擴(kuò)散的比例。

另一方面，乳腺作為體表器官，其緊鄰空氣，導(dǎo)致磁化率偽影及B1場不均勻，加重了DWI圖像的變形，降低了圖像的信噪比，加上傳統(tǒng)的DWI序列采用平面回波成像（echo-planar imaging，EPI）技術(shù)，延長了序列讀出時(shí)間，限制了DWI圖像的空間分辨率。而rFOV-DWI與傳統(tǒng)DWI成像的方法不同，它是使用2D選擇性射頻激勵脈沖來控制激勵范圍，降低EPI序列相位編碼方向上的FOV，減少K空間填充線的數(shù)量，縮短成像讀出時(shí)間，同時(shí)相對地增加相位編碼方向上的帶寬，從而減少圖像的變形，提高采集層面上圖像的空間分辨率[3]。

2 DWI及其新技術(shù)與乳腺癌的診斷

臨床上乳腺病變常規(guī)的MRI檢查方法包括T1WI、T2WI及多期動態(tài)對比增強(qiáng)掃描（dynamic contract enhanced，DCE），而 DWI以其成像速度快、無創(chuàng)、無需注射造影劑的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于乳腺良惡性病變的診斷中，并成為常規(guī)MRI檢查的有效補(bǔ)充手段[4]。已有很多學(xué)者[5-8]研究得出ADC值能夠鑒別良惡性乳腺腫瘤，但大部分研究中乳腺良惡性腫瘤的ADC值存在一定的重疊，限制了其診斷的特異性[4]。有學(xué)者指出這種重疊與不同研究中所用b值存在較大的差異有關(guān)，因?yàn)锳DC值同時(shí)包含組織內(nèi)水分子擴(kuò)散與微循環(huán)灌注的成分，當(dāng)使用不同的b值時(shí)，兩種成分所占的比例就會相應(yīng)改變，必然使得ADC值的診斷能力及最佳診斷閾值發(fā)生變化[4，9]。因此，利用IVIM模型分別計(jì)算灌注與擴(kuò)散相關(guān)參數(shù)，來對乳腺病灶進(jìn)行定性診斷是很有必要的。Sigmund等[10]認(rèn)為正常乳腺組織與不同類型乳腺癌之間ADC值和D值均存在差異，而且D值在各組之間的差異較ADC值更大；Bokacheva等[11]研究得出ADC值、D值、f值在良惡性乳腺腫瘤間存在明顯差異，聯(lián)合IVIM模型的D值和f值進(jìn)行診斷，診斷的效能要優(yōu)于ADC值，其受試者特性曲線下面積（AUC）分別為0.84和0.72；Liu等[12]研究指出在對乳腺良惡性腫瘤進(jìn)行鑒別診斷時(shí)，ADC值和D值的AUC分別為0.952和0.945，要高于f值和D*值（分別為0.723和0.630），而且聯(lián)合f值和D值能使診斷的特異性提高到98.75%。從現(xiàn)有的這些研究中可以看出，IVIM模型參數(shù)值在乳腺良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值優(yōu)于傳統(tǒng)的ADC值，IVIM模型參數(shù)值有可能進(jìn)一步提高DWI鑒別乳腺良惡性病變的能力。

rFOV-DWI作為一種新的DWI成像方法，大多數(shù)學(xué)者主要研究這種技術(shù)在圖像質(zhì)量方面的改進(jìn)，已有學(xué)者將其應(yīng)用到甲狀腺[13]、胰腺[14]、頸胸部脊髓[15]、乳腺[16-17]等部位的DWI成像上，一方面能明顯提高圖像的質(zhì)量，減少圖像的變形和偽影，另一方面也提高了醫(yī)生診斷病變的信心。另外，Dong等[17]研究得出rFOV-DWI序列所得乳腺癌的平均ADC值為 1.065×10-3mm2/s，傳統(tǒng) DWI所得ADC值為1.192×10-3mm2/s，兩者的差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05），并指出這種差異為rFOV-DWI圖像能夠減小周圍正常乳腺腺體部分容積效應(yīng)對腫瘤ADC值的影響所致，所得的結(jié)果更加準(zhǔn)確；Singer等[16]的研究也得出類似的結(jié)論。因此，rFOV-DWI無論在圖像質(zhì)量還是在ADC值準(zhǔn)確性方面均較傳統(tǒng)DWI更好，而rFOV-DWI在乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷能力方面能否較傳統(tǒng)DWI有所提高，尚無具體的研究，是一個(gè)值得深入研究的新方向。

3 DWI及其新技術(shù)在乳腺癌新輔助化療中的作用

新輔助化療（neoadjuvant chemotherapy，NAC）在乳腺癌患者的治療中應(yīng)用越來越廣泛，對于進(jìn)展期的乳腺癌患者，采用NAC可以降低腫瘤的臨床分期，使不能手術(shù)的患者獲得手術(shù)的機(jī)會；不能保乳手術(shù)的患者在經(jīng)過NAC治療后爭取保乳手術(shù)；NAC還可減少微小腫瘤病灶，降低復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的概率，提高患者的遠(yuǎn)期生存率；為手術(shù)后患者化療方案的選擇提供指導(dǎo)等。正是因?yàn)镹AC對于乳腺癌患者有諸多益處，所以在治療早期對其療效進(jìn)行評價(jià)與預(yù)測并指導(dǎo)實(shí)施治療方案至關(guān)重要。傳統(tǒng)的通過測量腫瘤的大小及使用DCEMRI的方法預(yù)測療效均存在一定的局限性，因此，近年國內(nèi)外學(xué)者開始研究DWI在NAC療效評價(jià)和預(yù)測中的價(jià)值。

DWI能夠檢測出不同病變中水分子擴(kuò)散運(yùn)動的情況，并通過ADC值定量反映擴(kuò)散的差異。對于乳腺癌的病灶而言，腫瘤內(nèi)細(xì)胞密度增高，細(xì)胞膜通透性降低，可使病灶的ADC值明顯減低?；熕幬锬軌蛘T導(dǎo)細(xì)胞凋亡和壞死，從而降低細(xì)胞的密度，破壞腫瘤細(xì)胞膜的完整性，增加細(xì)胞外間隙，以致在腫瘤進(jìn)展早期就出現(xiàn)ADC值升高，但是此時(shí)腫瘤形態(tài)及血供還沒有明顯改變。許多研究[18-20]指出對NAC存在療效的患者，其ADC值的升高要早于常規(guī)MRI所觀察到的腫瘤形態(tài)學(xué)變化及DCE-MRI所測得的血流參數(shù)改變，甚至在NAC的第一個(gè)治療周期后就會表現(xiàn)出來[21]，因而ADC值具有早期預(yù)測療效的能力。同時(shí)，有學(xué)者[21-23]研究指出對NAC治療有效的患者，治療前的基線ADC值要低于療效不佳的患者，而ADC值的變化量也會高于療效不佳的患者[22-24]，但是并非所有研究都認(rèn)為ADC值有預(yù)測療效的價(jià)值；Nilsen等[25]認(rèn)為NAC治療前乳腺癌的ADC值與治療結(jié)束后是否存在療效并無相關(guān)性。

IVIM模型能將ADC值中表示水分子擴(kuò)散和灌注的參數(shù)分離開來研究，從而進(jìn)一步提高DWI對NAC療效評價(jià)和預(yù)測的能力。曾經(jīng)有學(xué)者利用IVIM模型參數(shù)對肝細(xì)胞癌進(jìn)行研究[26]得出，灌注分?jǐn)?shù)f值在治療有、無療效的患者中存在差異，而ADC值和D值不存在差異。可見IVIM模型多參數(shù)值有增加ADC值預(yù)測化療療效的可能性，但是尚無學(xué)者將IVIM模型各項(xiàng)參數(shù)用到乳腺癌NAC的療效評價(jià)與預(yù)測中。

國內(nèi)外利用rFOV-DWI對乳腺癌NAC進(jìn)行評價(jià)的研究極少，僅Wilmes等[27]比較了rFOV-DWI與傳統(tǒng)DWI成像方法所得ADC值在治療前、治療前后變化上的差異，以及治療前ADC值與腫瘤治療前后體積變化相關(guān)性的差異，認(rèn)為兩種方法所得的ADC值在治療前、治療前后變化上不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，rFOV-DWI與傳統(tǒng)的DWI所得的ADC值在NAC療效評價(jià)和預(yù)測中的價(jià)值相比，并沒有太大的提高，但由于這方面研究較少，還需要大宗病例的深入研究。

4 DWI及其新技術(shù)與乳腺癌預(yù)后因子

乳腺癌的預(yù)后危險(xiǎn)因素包括：是否有腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，是否有血管浸潤，腫瘤直徑，Ki-67指數(shù)，ER（+/-），HER2（+/-），PR（+/-），癌細(xì)胞的核分級等，這些因素可以預(yù)測患者的預(yù)后，并指導(dǎo)臨床化療方案的選擇。有研究表明ADC值與各危險(xiǎn)因素之間存在關(guān)聯(lián)。Kamitani等[28]研究指出，存在腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者ADC值高于非轉(zhuǎn)移者，ER（+）、PR（+）患者的ADC值低于陰性患者，表明ADC值與部分預(yù)后危險(xiǎn)因素間存在相關(guān)性；Martincich等[29]研究則指出不同分子亞型的乳腺癌，其ADC值存在一定的差異；相反，Kim等[30]認(rèn)為ADC值與乳腺癌的預(yù)后危險(xiǎn)因素之間不存在明顯的相關(guān)性。而目前尚無IVIM模型的參數(shù)值的相關(guān)研究，其多參數(shù)的價(jià)值尚有待于進(jìn)一步深入探討。

5 小結(jié)

綜上所述，MRI小視野DWI、IVIM模型等新技術(shù)，對于乳腺DWI成像的圖像質(zhì)量、參數(shù)定量計(jì)算方面較傳統(tǒng)的DWI圖像均有所改善，其對于乳腺癌診斷、療效評價(jià)與預(yù)測、預(yù)后評估等方面的研究雖然已有肯定的結(jié)果，但總體上研究還較少，需要進(jìn)一步進(jìn)行大樣本的前瞻性研究來評價(jià)其可能存在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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