MRI 直方圖結合TIC 曲線鑒別乳腺纖維腺瘤與浸潤性導管癌的價值

孟麗輝，錢麗霞，郭曉媛

（1.山西醫科大學醫學影像學系，山西 太原 030001；2.山西大醫院MR 室，山西 太原 030032）

乳腺癌發病率呈逐年上升且有年輕化的趨勢，已成為嚴重威脅女性健康和生命的疾病。傳統的MRI 檢查對于乳腺癌的診斷具有敏感性高、特異性低的特點[1]。本研究嘗試通過后處理技術，運用乳腺MRI 動態增強時間-信號強度曲線（Time-intensity curve，TIC），并結合紋理分析技術中的灰度直方圖特征參數，對乳腺纖維腺瘤與浸潤性導管癌的信號及紋理特征進行分析，探討其在臨床應用中的價值。

1 資料與方法

1.1 資料

回顧性分析2015 年6 月—2017 年12 月在我院進行MRI 乳腺動態增強掃描并經病理證實為乳腺纖維腺瘤或浸潤性導管癌的47 例女性患者的資料，其中乳腺纖維腺瘤15 例，年齡29～56 歲，中位年齡44 歲；浸潤性導管癌32 例，年齡25～66 歲，中位年齡48 歲。

1.2 方法

使用Philips Achieva 3.0T 超導MR 成像儀及8通道乳腺專用相控陣列線圈進行乳腺平掃及動態增強掃描?；颊咝韪┡P位、頭先進，雙乳垂直放置于線圈內，在掃描過程中患者需保持靜止狀態。常規MRI平掃：層厚4 mm，間距0 mm，FOV=340 mm×340 mm。采用軸位T2W SPAIR SENSE：TR=4 500 ms，TE=90 ms；軸位T1W TSE SENCE：TR=400 ms，TE=10 ms。動態增強掃描：層厚2 mm，FOV=340 mm×340 mm，eTHRIVE 序列：TR=4.67 ms，TE=2.31 ms，共10 期，每期掃描時間約60.38 s，Scan 為2 時注入造影劑。造影劑采用釓噴替酸葡甲胺（GD-DTPA），按0.1 mmol/kg通過高壓注射器經手背靜脈注入。

1.3 圖像分析

TIC 曲線的繪制及記錄：將圖像傳入Philips Achieva 3.0 自帶工作站，手動繪制感興趣（Region of interest，ROI），選擇強化程度明顯或認為惡性程度較高的區域，要求避開出血、壞死及囊變等病變，形態為多邊形或圓形，面積需小于病灶面積但大于3 個體素。繪制并記錄TIC 曲線，參照Kuh1 分型分為3 型[2]：Ⅰ型為緩升型，Ⅱ型為平臺型，Ⅲ為流出型。Ⅰ型為良性病變的診斷標準，Ⅱ、Ⅲ型為惡性病變的診斷標準。

ROI 的選擇及灰度直方圖特征參數的提?。翰捎眉y理分析MaZda 軟件，圖像需要進行灰度標準化，從而減小亮度和對比度變化對分析結果的影響。本次研究選擇的序列包括T2WI 軸位以及增強掃描的1 期、3 期及10 期圖像。在增強掃描的3 期[3]選擇病灶最大層圖像，手動勾畫ROI，液化、壞死、囊變、出血區均可包含在內，并保存選定的ROI，使其他序列ROI 與之保持一致，記錄選定ROI 的灰度直方圖特征參數，包括均數、方差、偏度、峰度、第10 百分位數、第50 百分位數、第90 百分位數。

1.4 統計學分析

選用SPSS 22.0 統計軟件進行數據后處理。動態增強TIC 曲線類型在乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌之間的差異用χ2檢驗，檢驗標準：α=0.05，P＜0.05為差異有統計學意義。灰度直方圖各參數在良惡性之間的差異使用兩獨立樣本t 檢驗，所有統計學指標使用均數±標準差（）表示，P＜0.05 提示差異有統計學意義?；叶戎狈綀D參數之間選擇Pearson 相關性分析，P＜0.05 提示有相關性。

2 結果

乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌MRI TIC 曲線比較（表1）：乳腺纖維腺瘤TIC 曲線類型以Ⅰ型（66.7%）為主，浸潤性導管癌以Ⅲ型（75.0%）曲線為主，差異有統計學意義。

表1 乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌動態增強TIC 曲線類型分布

乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌直方圖參數比較（表2）：乳腺纖維腺瘤的峰度值高于乳腺浸潤性導管癌，增強掃描第3 期差異有顯著統計學意義（P=0.008，P＜0.01），其余序列差異均無統計學意義（P＞0.05）。均值在兩者之間比較無明顯差異。方差值在各序列乳腺纖維腺瘤中均小于浸潤性導管癌，但差異均無統計學意義（P＞0.05）。偏度值兩者均為負值，但乳腺纖維腺瘤偏度值的絕對值小于浸潤性導管癌，差異無統計學意義（P＞0.05）。各百分位數值在乳腺纖維腺瘤中均低于浸潤性導管癌，且隨著百分位數增加，參數值增加，但差異均無統計學意義。相關性分析研究發現均值與方差值在增強掃描第1 期、第3 期及T2WI 呈正相關，且具有顯著相關性（P＜0.01）；在增強掃描第10 期兩者呈正相關，但不具有顯著相關性（P=0.356，P＞0.05）。峰度值和偏度值在增強掃描第3 期均呈負相關，且具有顯著相關性（P=0.000，P＜0.05）；在T2序列呈負相關，但不具有顯著相關性（P=0.509，P＞0.05）。

表2 MRI 直方圖參數診斷乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌病例數與病理結果對照

動態增強TIC 曲線、直方圖參數及兩者聯合診斷乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌比較（表3）：聯合診斷病變的特異度及準確度均較單獨應用時升高，敏感度降低。

表3 動態增強TIC 曲線、MRI 直方圖參數及聯合診斷乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌的效能

3 討論

3.1 MRI 動態增強TIC曲線對乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌鑒別診斷的價值

圖1 女，43 歲，左乳浸潤性導管癌。圖1a：增強掃描第3 期左側乳腺內類圓形結節影，手動繪制ROI；圖1b：TIC 曲線，呈“流出型”；圖1c：增強掃描第3 期圖像導入MaZda 軟件，手動繪制ROI；圖1d：增強掃描第3 期繪制ROI 的直方圖參數。Figure 1.Female,43 years old,left breast invasive ductal carcinoma.Figure 1a:Round-like nodule in the left breast in phase 3 of contrast-enhanced scan were drawn manually;Figure 1b:TIC curve was wash-out;Figure 1c:Imaging was imported into MaZda software with manually draw ROI;Figure 1d:histogram parameters of ROI in phase 3 of contrast-enhanced scan.

DCE-MRI 是從血流動力學方面對乳腺病變進行分析的方法，GD-DTPA 對比劑對乳腺病變并沒有特異性，病變區強化程度取決于新生血管的數量以及對比劑進入細胞外間隙的多少[2，4]。乳腺浸潤性導管癌屬于惡性病變，有病程短、進展快的特點，腫瘤新生毛細血管密度高、血管壁通透性高且血管發育不成熟，可存在動-靜脈異常吻合，所以對比劑通過病灶迅速，增強掃描時早期即出現明顯強化，后期廓清速度快，TIC 曲線以Ⅲ型多見（24/32）。乳腺纖維腺瘤屬于良性病變，病變進展較緩慢，血管發育成熟度高，且血管密度較惡性病變低，TIC 曲線以Ⅰ型多見（10/15）[5]。但是仍有一部分病變表現為Ⅱ型曲線（4/15，7/32），在良惡性病變中存在重疊，所以曲線類型不能單獨作為判斷乳腺纖維腺瘤和乳腺浸潤性導管癌的依據。本組病例中曲線類型分布與國內外報道一致。

3.2 灰度直方圖對乳腺纖維腺瘤和浸潤性導管癌鑒別診斷的價值

紋理分析是一種描述圖像像素之間灰度相關性的數學方法。它提供了一種計算紋理特征數學值的方法，可用于描述組織的底層結構。其優勢在于患者不需要進行額外的掃描，也不依靠影像診斷醫師的經驗及主觀判斷，只提供圖像本身的灰度客觀數據，可揭示一些肉眼無法識別的分布特征。研究表明，紋理分析是提高乳腺癌MRI 特異性的一種方法，甚至可以揭示乳腺癌分子水平之間的差異，特別是灰度共生矩陣中的多個參數（熵和、方差和、熵）有較高的特異度[3]。本研究選擇紋理分析中的灰度直方圖來探討對乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌的鑒別診斷價值。有研究顯示[3，6]，乳腺增強掃描第2 分鐘左右紋理特征對比顯著，也有研究[7]認為T2序列對紋理特征顯示有較好的差異性，所以本研究選擇增強掃描第1 期（對比劑還未進入之前的時相）、第3 期（動態增強2 min）、第10 期（對比增強延遲10 min）以及T2WI 圖像進行對比診斷，結果表明增強掃描第3 期峰度值對乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌的鑒別診斷有統計學意義（P=0.008，P＜0.05）。

偏度是用來描述數據分布的對稱性，以0 為分界點，如果曲線向左偏為負值，曲線向右偏為正值，正態分布為0。本研究發現，乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌的偏度值在各期均為負值，曲線均左偏，但浸潤性導管癌的偏度更大，數值更負。可能跟乳腺浸潤性導管癌的血供較纖維腺瘤更豐富，且增強掃描第3 期病灶強化程度較明顯有關。在增強掃描第3 期，乳腺浸潤性導管癌密度也較纖維腺瘤大，可能也與此時病灶血供豐富程度及強化程度有關。峰度值是對樣本構成的分布是否陡峭或者平坦的描述，正態分布時峰度為3，當大于3 時分布呈陡峭狀，小于3時分布呈平坦狀。本研究顯示，乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌的峰度分布在各序列中均小于3，均呈平坦分布，但是乳腺浸潤性導管癌的峰度值更小，分布更加平坦，同樣在增強掃描第3 期，兩者之間差值最大，這種分布可能跟惡性病變生長較快，內部成分較良性病變更加復雜有關。相關性分析中偏度值與峰度值在增強掃描各期均存在強負相關性，在T2WI 上存在不相關，也可以說明乳腺浸潤性導管癌的血供豐富，組成成分更復雜。本研究表明對直方圖紋理特征的顯示增強掃描第3 期較T2WI 更能顯示差異性。

3.3 本研究的局限性

第一，研究雖然選取病變的最大截面，但是乳腺病變是立體的，所研究數據并不能體現乳腺病變的整體特征。第二，本研究為手動勾畫ROI，會出現不能準確判斷病變邊界的情況，可能會出現漏選及多選的情況。第三，本研究為回顧性研究，符合條件的樣本數較少，臨床應用時可能存在偏差，在今后的研究中有待搜集更多樣本數進行研究驗證。

綜上所述，在乳腺常規動態MRI 增強掃描的基礎上，結合TIC 曲線及直方圖參數可以提高對乳腺纖維腺瘤及浸潤性導管癌診斷的特異度及準確度，對早期乳腺癌的檢出有一定的臨床應用價值。