乳腺MRI多b值下ADC值定量對腋窩淋巴結定性診斷價值及b值優化

陳泉樺，劉彪

乳腺癌發病率逐年上升，死亡率高居女性惡性腫瘤的首位。大多數乳癌早期臨床癥狀不明顯，導致就診時多己屬中晚期。此時準確判斷有否乳癌轉移對制定合理的治療方案至關重要，是提高患者生存率和生活質量的關鍵。淋巴轉移被認為是乳癌轉移最早、最主要的方式，腋窩淋巴結是乳癌淋巴轉移的首站。目前，腋窩淋巴結定性的無創方法有手法觸診、B超和鉬靶，準確性較低。本研究旨在探討ADC值定量在腋窩淋巴結定性診斷中的價值并優化b值。

1 材料與方法

1.1 材料

搜集2011年1月至2013年3月在我院進行乳腺MR常規平掃、擴散加權成像及動態增強掃描并最終獲得明確手術病理結果和(或)針吸活檢病理結果的女性患者59例，其中惡性乳腺病變45例共82枚淋巴結(61枚淋巴結轉移，21枚未見轉移)、良性乳腺病變14例共14枚淋巴結。對96枚淋巴結進行回顧性分析。年齡18～79歲，平均51.7歲。

1.2 掃描設備、序列及參數

采用Siemens Avanto 1.5 T磁共振成像儀及相控陣表面線圈。患者俯臥使雙乳自然懸垂于線圈洞穴內。按以下掃描序列順序進行檢查：常規平掃、DWI、動態增強掃描。具體參數：(1)常規行快速自旋回波(TSE)-T1WI、T2WI，短恢復時間反轉恢復(STIR)脂肪抑制技術。T2WI TR 4500ms，TE 105 ms；FOV 340mm×340mm；矩陣512×348；層厚3 mm。T1WI TR 775 ms，TE 12 ms；FOV 340mm×340mm；矩陣256×192；層厚4 mm。Tirm (STIR) TR 5600，TE 59 ms，TI 170ms；FOV 340mm×340mm；矩陣314×320；層厚4 mm。(2) DWI(平面回波序列)：TR 5100ms，TE 89 ms；b (0、400、800及1000s/mm2)；層厚4 mm；層距2 mm；FOV 172 mm×340mm；矩陣114×226；激發3次。(3)DCE-T 1WI (三維容積超快速多期動態序列)：TR 5.16 ms，TE 2.38 ms；激發1次；反轉角10°；FOV 340mm×340mm；矩陣288×384；層厚 1.1 mm；層距0.22 mm；注射對比劑之前先平掃第一個序列，5組動態增強掃描，釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA) 對比劑用量20ml，0.2 mmol/kg體重，注射流率為3 ml/s，高壓快速靜脈團注對比劑后再以20ml等滲生理鹽水沖管。

1.3 數據采集及后處理

分組：病理確診乳腺癌淋巴結轉移為惡性組(共61枚)；病理確診乳腺癌非淋巴結轉移及反應增生性淋巴結為良性組(共35枚)。ADC值測量：由2名從事MR影像診斷工作的中級或以上職稱醫師在后處理工作站(Syngo MR B17)完成；把三組不同b值下計算出來的ADC圖一起加載到Mean Curve軟件包內測量，保證ROI層面、大小、位置相同；ROI定位淋巴結內，小淋巴結手動勾畫整個淋巴結，大淋巴結避開髓質及壞死區域，多次、多處測量取平均值。

1.4 統計學處理

所有數據采用SPSS 16.0統計學軟件進行分析。(l) ADC值采用平均數值±標準差()表示；(2)對數據進行多個獨立樣本t檢驗(P<0.05)判斷有無差異；(3)繪制非參數法感受性曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)，分析不同b值下ADC值定量對良惡性淋巴結的鑒別診斷效能，確定ADC界值及最佳b值。

2 結果

96枚淋巴結中乳癌淋巴結轉移61枚，其中來源于浸潤性導管癌45枚，來源于浸潤性小葉癌10枚，來源于化生性癌、黏液腺癌各2枚，來源于髓樣癌、導管內癌各1枚，淋巴結直徑約0.8～2.3 cm。良性淋巴結35枚，直徑約0.6～3.0cm。短徑≤1.0cm的淋巴結37 枚(惡性18枚，良性19枚)。惡性淋巴結中2枚形態稍分葉，3例淋巴結出現融合、邊界欠清，2枚淋巴結出現壞死；良性淋巴結中10枚呈腎形。其余淋巴結均表現為圓形或橢圓形、邊界清楚。本研究中將61枚轉移性淋巴結和35枚良性淋巴結的ADC 值取均數列表，b=400s/mm2時分別為(1.070±0.139)×10-3mm2/s、(1.352±0.271)×10-3mm2/s；b=800s/mm2時分別為(0.880±0.105)×10-3mm2/s、(1.110±0.242)×10-3mm2/s，b=1000s/mm2時分別為(0.781±0.106) ×10-3mm2/s、(1.011±0.230)×10-3mm2/s，3組b值下良、惡性淋巴結差異均有顯著統計學意義(P=0.00)(表1)。良、惡性淋巴結在DWI上均表現為高信號，淋巴結DWI信號均隨b值增大而出現不同程度衰減，惡性淋巴結DWI信號衰減不明顯，良性淋巴結DWI信號衰減明顯，但仍為稍高信號；惡性淋巴結ADC值明顯低于良性淋巴結(圖1，2)。在平衡敏感性和特異性兩方面因素亦即Youden指數最大的前提下，ROC分析各b值下最佳ADC閾值分別是：b=400s/mm2時為1.24×10-3mm2/s ，診斷的敏感性、特異性分別是88.53%、62.85%；b=800s/mm2時為0.955×10-3mm2/s，敏感性77.14%、特異性78.69%；b=1000s/mm2時為0.890×10-3mm2/s ，敏感性77.14% 、特異性81.97%。隨b值增大，診斷的特異性增高，敏感性有所減低。ROC曲線下面積分別是0.828、0.849、0.873，b=1000s/mm2時曲線下面積最大(AUC=0.873)(圖3)，診斷效能最高。以b=1000s/mm2時的ADC診斷閾值(0.890×10-3mm2/s)診斷短徑≤1.0cm的淋巴結，12(12/18)枚惡性淋巴結ADC值小于閾值；5(5/19)枚良性淋巴結ADC值小于閾值為假陽性。

表1 三種b值時惡性組與良性組腋窩淋巴結ADC值比較(×10-3mm2/s)Tab.1 Comparison of ADC valuesbetween malignant and benign group under three b values (×10-3mm2/s)

3 討論

大約40%的乳癌患者在就診時已有腋窩淋巴結轉移，腋窩淋巴結的性質對乳癌的分期、治療方案的制定及療效監測有重要的參考意義，是評估乳癌預后最關鍵的因素。目前，淋巴結活檢仍是評價其性質的金標準，但淋巴結活檢特別是清掃腋窩淋巴結容易引起諸多并發癥[1]。手法觸診、B超聲、鉬靶及常規MRI掃描等常用的無創方法僅局限在形態學層面，以淋巴結的大小、形態、邊界、淋巴結門情況、中心壞死與否、倍增時間以及增強掃描強化方式等作為參考的指標，認為惡性淋巴結較良性淋巴結更大、更圓、且淋巴結門破壞消失、中心壞死多見，但該標準缺乏定量指標，特別是對于直徑小于1 cm的淋巴結存在很大局限性。淋巴結的組織學改變早于形態學改變，大小及形態表現不能完全體現其細胞學改變；病理學證實轉移性淋巴結直徑可以很小，直徑大的淋巴結不一定是轉移[2-4]。本研究61枚淋巴結轉移，僅有2枚出現壞死，2枚出現輕度分葉，3例淋巴結出現融合。其余淋巴結特別是短徑≤1.0cm的淋巴結形態學上提供的特異性信息不多，從形態學上判斷良惡性較困難。臨床上多將短徑＞1.0cm作為腋窩淋巴結轉移的判斷標準。本研究有18枚短徑≤1.0cm的淋巴結出現轉移，可見形態學診斷的局限性。有學者應用微創的MRI淋巴結造影檢查，證實親淋巴結對比劑(USPIO)檢查對淋巴結的診斷特異性和敏感性較好，但該檢查微創、費用昂貴、過程冗長、繁瑣，以及部分患者出現過敏反應使其普及受到很大的制約[5]。DWI最早應用在腦梗的研究，Sumi等[6]首先將其應用在淋巴結定性診斷。

圖1 同一病例。A：左側腋窩反應性淋巴結增生(病理證實) (箭)于DWI圖上呈稍高信號，圖像邊緣出現幾何變形(箭頭)；B：b=1000s/mm2時的ADC圖，淋巴結ADC值約1.627×10-3mm2/s；C：淋巴結于T2WI脂肪抑制圖像示病灶為不均勻高信號 圖2 同一病例。A：乳腺浸潤性導管癌右側腋窩淋巴結轉移(病理證實)(箭頭)于DWI上呈明顯高信號，圖像邊緣出現幾何變形(箭)；B：b=1000s/mm2時的ADC圖，淋巴結ADC值約0.784×10-3mm2/s；C：增強掃描T1WI示同一病例淋巴結輕度強化Fig.1 The same patient.A: Diffusion-weighted image (b=1000) in the patient with the left axillary benign lymph node (approved by operation and pathology) (arrow) shows a high single intensity mass.Image edge artifacts in magnentic sensitivity (arrow head).B: ADC value of the benign lymph node is 1.627×10-3mm2/s when b=1000.C: Transverse fat-suppressed fast spin-echo T2-weighted image in The patient with benign lymph node shows a high single intensity mass.Fig.2 The same patient.A: Diffusion-weighted image (b=1000) in the patient with breast invasive ductal carcinoma (approved by operation and pathology) (arrow head) shows a high single intensity mass in the right Axillary metastastic lymph node, image edge artifacts in magnentic sensitivity (arrow).B: ADC value of the malignant lymph node is 0.784×10-3mm2/s when b=1000.C: Transverse postcontrast T1-weighted image shows a slight inhencment mass in the malignant lymph node.

圖3 b=400、800、1000s/mm2時測量淋巴結的ADC值ROC曲線圖，曲線下面積分別為0.828、0.849、0.873Fig.3 ROC curve of ADC value of the lymph nodes.Areas under the curve are 0.828, 0.849, 0.873 as b=400, 800, 1000s/mm2, respectively.

DWI較常規MRI-SE序列在發現淋巴結上優勢更明顯，有研究表明DWI顯示淋巴結更為敏感，檢出率達到100%[4，7]。ADC值定量對良惡性淋巴結的鑒別診斷具有較高的參考價值，陳皓等[3]對87枚乳腺浸潤性導管癌淋巴結轉移及67枚非轉移淋巴結研究表明，當b＝800s/mm2時，淋巴結ADC均值分別為(0.921±0.161)×10-3mm2/s、(1.167±0.199)×10-3mm2/s，轉移性淋巴結ADC值明顯低于良性淋巴結(P＜0.001)；以1.005×10-3mm2/s為閾值，其敏感性、特異性均高于80%。劉妍等[4]研究表明，當b=500s/mm2時，頸部良惡性淋巴結ADC均值分別為(1.598±0.218)×10-3mm2/s、(0.849±0.197)×10-3mm2/s(P<0.05)。本研究結果與上述相符，96枚良惡性淋巴結在DWI均清楚顯示為高信號，隨b值增大，良性淋巴結信號減低明顯，惡性淋巴結信號衰減不明顯。惡性淋巴結ADC值明顯低于良性淋巴結，3組b值下良惡性淋巴結ADC值間差異均有顯著性(P=0.000)。筆者認為惡性淋巴結ADC值明顯低于良性淋巴結是水分子擴散受限的表現，惡性淋巴結皮髓質被腫瘤組織破壞、代替，結內血管迂曲、紊亂、狹窄甚者基底膜發育不完整導致動靜脈短路，引起水分子增多，但同時密布、巨大的瘤細胞核又導致細胞外間隙減小，水擴散受限，兩者作用下最終表現為ADC 值降低且低于良性淋巴結。也有學者認為良性淋巴結ADC值高于轉移性淋巴結節，兩者并無差異性，但仍然認為ADC 值有助于淋巴結定性，特別是在形態學無特異性的小淋巴結診斷方面優勢明顯[6，8]。臨床上多將短徑＞1.0cm作為腋窩轉移淋巴結的判斷標準。而本研究取b值=1000s/mm2時ADC閾值是0.890×10-3mm2/s判斷短徑≤1.0cm的淋巴結，12(12/18)枚惡性淋巴結ADC值小于閾值；5(5/19)枚良性淋巴結ADC值小于閾值為假陽性。雖然短徑≤1.0cm的良惡性淋巴結的ADC值亦存在重疊，但是ADC值定量對小淋巴結定性準確性明顯優于從大小及形態學上的判斷。筆者認為良惡性淋巴結ADC值存在重疊是由于惡性淋巴結受侵犯程度不同以及部分反應增生淋巴結以纖維增生為主所致。淋巴結轉移往往先從淋巴結包膜下開始，逐漸累及髓索。對于侵犯程度輕的淋巴結，ROI包含病變組織偏少，測得ADC值就會偏高。纖維增生為主的淋巴結細胞致密，極大限制了水分子的擴散，導致ADC值偏低。當單純測量ADC值對淋巴結定性出現困難時，有學者[2，8]提出通過求淋巴結皮髓質ADC值之比、測量最小表觀彌散系數(ADCmin)值或是相對ADC值(rADC)可以減少誤差、提高診斷的準確性。單獨應用ADC值對淋巴結定性并不現實，還應結合形態學的改變，如淋巴結長短徑之比可作為鑒別淋巴結轉移的指標，淋巴結L/S≤2更傾向于惡性；增強掃描也可以提供很多有價值的參考信息[3]。

b值反映擴散梯度場強度和強度持續時間，b值越大，DWI的擴散權重越強，毛細血管內血流的灌注對ADC值的影響越小，對良、惡性病變的差別越敏感，但同時空間分辨力減低、信噪比下降，圖像更容易出現磁敏感偽影，因此提高b值并不能提高病灶的顯示率。本研究中b值為1000s/mm2時，部分病例DWI出現出現不同程度的幾何變形(圖1)；腋窩淋巴結靠近線圈邊緣，更容易產生磁敏感偽影，導致圖像質量下降，所以不宜選擇過高b值。小b值容易受灌注影響，圖像偏重于T2WI，良、惡性腫瘤內水分子擴散受限差異小，診斷特異性減弱。本研究也證實了隨著b值減小，診斷的特異性也跟著下降。但小b值信噪比高，可獲得很好DWI的圖像，更易于淋巴結的顯示。目前文獻報道DWI用于乳腺檢查的b值范圍為0～2000s/mm2。有研究證實了隨b值增大，病變的SNR及ADC值均依次減小，均認為所選b值不應高于1000s/mm2， b值在500～1000s/mm2較為合理[8-10]。本研究采用ROC統計學分析方法，遵循Youden指數最大原則，表明隨b值增大，診斷的特異性增高，敏感性有所下降，b=1000s/mm2時，以0.890×10-3mm2/s為閾值，ADC值診斷的敏感性、特異性分別是77.14%、81.97%，診斷的特異性最高，而且b=1000s/mm2時曲線下面積最大(0.873)；因此筆者認為三組b值中，b值=1000s/mm2時診斷效能最大，是較為合理的b值。雖然最佳b 值尚無定論，但從平衡信噪比和擴散權重兩方面考慮，筆者認為[10]b值選擇至少應能清晰的顯示病灶、最大限度剔除T2穿透效應及血流灌注的影響使所測得的ADC值更接近于真實擴散值。所以至少應該取兩組不同b值較為合理。

DWI檢查具有無需對比劑增強、檢查時短、流程簡便的優點，良惡性淋巴結在DWI 上表現為高信號而易于辨認，但本研究也存在局限性：(1)腋窩淋巴結位置偏中心、且位置表淺(空氣-組織界面)容易產生磁敏感偽影，選擇合適的FOV及合理b值能減少偽影；(2)本組病理僅局限于乳癌淋巴結轉移，其他部位腫瘤來源的淋巴結轉移或淋巴結結核有待進一步研究；(3)較小淋巴結的ADC 值測量容易產生誤差；(4)良惡性淋巴結ADC值存在重疊，考慮可能與淋巴結的受侵犯程度相關；(5)復習文獻，轉移性淋巴結與反應性淋巴結增生ADC值孰大孰小出現相反的兩種結論，分析原因可能與研究對象、病變組織類型、淋巴結受累程度、場強、b值的選擇以及測量ADC值時ROI的選擇等諸多綜合因素有關。

總的來說，DWI作為一種MRI功能成像方法在腫瘤診斷中的價值已經得到肯定，其鑒別良惡性淋巴結的價值也逐步得到認可；雖然DWI尚不能對淋巴結進行單獨診斷，但其ADC 值能為淋巴結的定性診斷提供有價值的信息，可作為乳腺MRI常規檢查的補充；同時合理選擇b值并結合其他序列觀察，能夠提高診斷的效能。

[References]

[1]Sakorafas GH, Tsiotou AG, Balsiger BM.Axillary lymph node dissection in breast cancer-current status and controversies，alternative strategies and future perspectives.Acta Oncol, 2000, 39(4):455-466.

[2]Zhou Z, Xing W, Qiu JG, et al.Evaluation of cervical lymph nodes by minimal ADC in patients with nasopharyngeal carcinoma: a preliminary study.Chin Comput Med Imag, 2013, 19(3): 205-208.周智, 邢偉, 邱建國, 等.鼻咽癌頸部淋巴結最小ADC值價值的初步探討.中國醫學計算機成像雜志, 2013, 19(3): 205-208.

[3]Chen H, Sun Y, Yuan F, et al.Diffusion-weighted imaging in diagnosis of axillary metastatic lymph nodes in patients with breast invasive ductal carcinoma.Chin J Interv Imaging Ther, 2014, 11(2): 92-96.陳皓, 孫燁, 袁飛, 等.擴散加權成像診斷乳腺浸潤性導管癌腋窩淋巴結轉移.中國介入影像與治療學, 2014, 11(2): 92-96.

[4]Liu Y, Xia LM, Zou ML, et al.The application of diffusion-weighted MR imaging in cervical lymph node lesions.J Med Imaging, 2006,16(9): 963-966.劉妍, 夏黎明, 鄒明麗, 等.磁共振擴散加權成像在頸部淋巴結病變中的應用.醫學影像學雜志, 2006, 16(9): 963-966.

[5]Barentsz JO, Futterer JJ, Takahashi S.Use of ultrasmall superparamagnetic iron oxide in lymph node MR imaging prostate cancer patients.Eur J Radiol, 2007, 63(3): 369-372.

[6]Sumi M, Sakihama N, Sumi T, et al.Discrimination of metastatic cervical lymph nodes with diffusion-weighted MR imaging in patients with head and neck cancer.AJNR AmJ Neuroradiol, 2003, 24(8):1627-1634.

[7]Zhang Y, Liang BL, Gao L, et al.Diffusion Weighted MR with STIR EPI Imaging of Cervical Lymph Nodes.J Clin Radiol, 2007, 26, (3):244-247.張赟, 梁碧玲, 高立, 等.頸部淋巴結MR 擴散加權成像.臨床放射學雜志, 2007, 26, (3): 244-247.

[8]Li Z, Xue HD, He YL, et al.Study of differentiation of benign and malignant lymph nodes based on ADC value of MRI diffusion weighted imaging.Chin J Magn Reson Imaging, 2011, 2(5): 349-352.李琢, 薛華丹, 何泳藍, 等.基于磁共振表觀彌散系數分布的淋巴結良惡性鑒別方法研究.磁共振成像, 2011, 2(5): 349-352.

[9]Shen XG, Zhou LP, Peng WJ, et al.The value of magnetic resonance diffusion-weighted imaging in the evaluation of metastatic axillary lymph nodes in breast cancer.Shanghai Med Imaging, 2013, 22(1):45-48.沈茜剛, 周良平, 彭衛軍, 等.磁共振擴散加權成像在乳腺癌腋窩轉移性淋巴結評價中的價值.上海醫學影像, 2013, 22(1): 45-48.

[10]Chen QH, Li JQ, Liu B, et al.MR diffusion-weighted imaging:evaluating diagnosis potency of benign and malignant liver lesions and optimizing b value.Chin J CT MRI, 2013, 11(4): 58-61.陳泉樺, 黎軍強, 劉彪, 等.MR擴散加權成像對肝臟占位性病變的鑒別診斷價值及b值優化探討.中國CT和MRI雜志, 2013, 11(4):58-61.