乳腺癌磁共振成像发展现状

  • 日期:09-02
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作者:李舒,胡笑1,刘景新2

单位:1。吉林大学第一医院放射科; 2.吉林大学中日联合医院放射科

近年来,乳腺癌病例数量明显增加,成为女性最常见的恶性肿瘤,对女性的生理和心理有很大影响。早期诊断和治疗对患者的生存和预后有积极影响。目前,常规乳腺癌影像学检查主要包括超声成像,乳腺X线摄影和乳腺磁共振成像(MRI)。与其他两项检查相比,MRI软组织具有高分辨率,多方位和多序列成像,无电离。辐射是一种可行的动态增强扫描,可打破单一形态疾病诊断模型,提供疾病的定量和定性分析,提供更准确的诊断信息,以评估治疗结果并建议预后,并继续使用新的MRI技术进行优化。除了乳房的磁共振设备和成像组学的发展,它将为乳房疾病提供更有价值的信息。

1.常规乳腺MRI

1.1 乳腺MRI技术基本要求

(1)磁场和线圈:建议使用1.5T及以上的MRI设备,并使用专用的乳房线圈。有两种类型的线圈:一种是封闭的;另一种是开放式开放式线圈,带有固定板(带刻度和刻度),可以进行MRI定位引导乳房活检和治疗。随着磁场和线圈的不断改进,可以实现静音技术和运动伪影消除技术,并且很好地保证了图像的信噪比。

(2)扫描位置:在俯卧位,双侧乳房悬挂在乳房线圈中,乳头垂直于地面,胸骨中线与线圈中心线齐平。

(3)扫描序列和参数:T1WI非脂肪抑制序列,T2WI脂肪抑制序列,动态增强T1WI脂肪抑制序列,扩散加权成像序列和其他扫描。通过Gd-DTPA以0.1-0.2mmol/kg的剂量制备增强的扫描造影剂,并在5分钟内连续收集至少5组动态图像。

(4)图像后处理:将采集的图像发送到后处理工作站,可以得到一系列定量参数。

1.2 乳腺MRI序列和参数优化

1.2.1 乳腺MRI平扫

乳房MRI平扫一般安排在月经周期的第二周,T1WI,T2WI扫描,常用序列有自旋回波(SE)序列,快速自旋回波(FSE)和梯度回波(GRE)序列,SE序列是临床由于操作时间长,最早采用的序列逐渐被淘汰。 FSE是由填充K空间的多个连续180°脉冲产生的回波形成的图像,其大大加快了扫描速度并扩大了扫描区域。 FSE-XL是FSE序列的升级版本,它增加了扫描层的数量并进一步扩展了扫描范围。 FSE-XL T1WI序列适用于皮下和腺体脂肪,乳房悬韧带和后乳头。 FSE-XL T2WI序列可以全面观察病变。当病变与坏死性囊肿和导管扩张相结合时,更有利。它还可以评估腋窝淋巴结病和胸壁受累情况。脂肪抑制是必需的,脂肪抑制序列包括反向恢复(STIR),频率选择(SPIR和SPAIR)和水脂分离(DIXON)。 STIR扫描范围广,但组织特异性差,手术时间长; SPIR对磁场变化敏感,SPAIR对病变边缘的吸脂效果差; DIXON技术可以完成MRI水分和脂质分离,同时获得4相图像,并获得对水相图像的准确脂肪抑制。因此,应用越来越多的应用程序。临床。

1.2.2 乳腺动态增强扫描

动态乳房X射线摄影增强(DCE-MRI)是一种用于成像病变的形态学和血液动力学特征的技术,反映微循环,血液灌注和血管通透性。目前,乳房的DCE-MRI序列大多是FLASH-3D,可以在多个角度重建,空间分辨率提高,但时间分辨率需要提高。该序列使用SPECIAL(光谱反转脉冲)来抑制脂质,效果不理想。 GE的活力序列是一种使用层重叠技术来匀场并同时对双侧乳腺进行成像的技术,大大缩短了扫描时间并弥补了FLASH-3D序列缺乏时间分辨率。并行采集技术,水脂分离和脂肪压力轨迹技术以及时间分辨交叉随机轨迹成像是三种体积插入方法,可以加快扫描速度,并通过使用水脂获得良好的脂质抑制图像分离和压力 - 压力技术。

DCE-MRI可以使用半定量,定量参数来反映病变新血管形成的信息。半定量参数主要包括时间 - 信号强度曲线(TIC),早期增强率,峰值时间等。 TIC分为3种类型:I型为流入型,逐渐增强,中,晚期信号上升超过10%,考虑良性疾病; II型是平台型,早期信号显着增强,中后期信号高于和低于峰值10%。波动范围内,疾病是良性和恶性难以确定; III型为外排,早期信号升高,中,晚期信号比峰值低10%以上,多发生恶性病变。谢里夫等人。表明乳腺癌的边缘对TICIII曲线具有一定的特异性。 TIC曲线类型预测化疗的敏感性和特异性分别为66.7%和100%。

常用的定量参数:细胞外血管外空间体积(Ve),体积转移常数(Ktrans),速率常数(Kep)等定量参数,这三个参数的关系:Kep=Ktrans/Ve。三个经典参数值通常用于经典的Toft“两室”模型,“参考区域”模型和“快速交换”模型。 “两室”模型操作简单,但误差很大。诸如“参考区域”模型和“快速交换”模型的“多房间”模型可以更好地反映实际情况,但操作更复杂。 Ktrans和Kep值越高,肿瘤的恶性程度越高,并且Ve值在良性和恶性病变之间具有一定的交叉。这些参数和TIC类型可定性分析乳腺良恶性肿瘤和肿瘤分期,准确率较高。

1.2.3 弥散加权成像

扩散加权成像(DWI)是一种成像技术,可以量化水分子在人体中的扩散程度,揭示水分子在微观水平上的功能状态和生理特征。目前,乳房DWI大多采用EPI技术,扫描时间短,但人工制品较重。小视场(rFOV)DWI使用2D RF激励脉冲来选择激发范围以减少K空间填充线,缩短检查时间并尽可能避免伪影。灵敏度编码(SENSE)技术利用多线圈并行采集,增加了K空间采样距离,增加了图像的清晰度,并减少了伪像对图像的影响。 b的值表示扩散梯度。在乳房的DWI成像中,b的值大于500-1000s/mm2。表观扩散系数(ADC)测量该运动,并且ADC值与组织内水分子的扩散成反比关系。由于恶性病变的新生血管形成和细胞密度高,恶性病变中水分子的扩散受到限制,恶性病变的ADC值明显低于良性病变。因此,乳腺癌的ADC值很低。调查显示,DWI对乳腺癌定性诊断的敏感性约为90%。陆从荣等研究表明,乳腺癌的病理分级与ADC值呈负线性关系。此外,化疗可以破坏肿瘤细胞膜的连续性,使其通透性增加,细胞间隙扩大,ADC值增加,并且在病变体积变化之前发生,表明化疗后ADC值的变化是早期的评价。化疗效果。其中一个指标。

常用的DWI使用单指数模型,准确性存在争议。 eDWI技术引入双指数模型,如无意识运动扩散成像(IVIM)和扩散峰度成像(DKI),可以更准确地量化病变血液灌注情况,并揭示乳腺病变病理阶段病变的真实情况。分级具有一定的优势。背景抑制磁共振系统传播(DWIBS)是通过STIR技术获得的全身背景抑制图像,其也被称为PET。 DWIBS在乳腺癌中的用途较少,可以帮助临床确定是否存在广泛的骨和淋巴结转移。此外,扩散张量成像(DTI)可以获得组织扩散的所有特征,并且对小病变更敏感。它在乳腺肿瘤的诊断,鉴别诊断和观察方面具有明显的优势,并将广泛应用于乳腺疾病的各个方面。

1.2.4 磁共振灌注成像

磁共振灌注成像(PWI)是一种微循环灌注,它使用组织信号的变化作为第一次流过血管。乳房的PWE是第一个使用GRE序列的,但是在扫描开始时它很慢。现在EPI序列用于乳房PWI成像,这提高了扫描速度并且可以获得乳房病变的完整信息。然而,EPI比GRE更嘈杂,并且人工制品更重。 PWI可分为外源性和内源性,外源性研究方法,包括T2 *第一灌注成像和T1加权灌注成像,T2 *第一灌注成像研究最多。当T2 *第一灌注成像通过造影剂穿过组织血管时,质子失去相位,导致组织T2 *加权信号下降。研究表明T2 *第一灌注成像有助于乳腺癌的鉴别诊断。恶性病变增加血管生成和血管壁的高渗透性。因此,造影剂在短时间内的大量外渗使得病变信号显着下降。 %,高度提示恶性肿瘤。更多数据显示,最大信号强度下降率与微血管密度和血管内皮生长因子呈线性关系,因此最大信号强度下降率可指示肿瘤血管生成信息。内源性研究方法是动脉自旋标记,脉冲序列激发通过自身血液质子流动,不使用外源造影剂,但检查周期长,图像质量不好,并未在乳腺病变中得到推广。

1.2.5 磁共振波谱成像

磁共振波谱(MRS)是一种功能成像方法,通过磁共振化学位移揭示组织分子水平的代谢变化。它可用于各种核成像,质子光谱(1HMRS)。 lH-MRS上较高的胆碱峰通常代表恶性病变,恶性病变的胆碱含量与病理分级呈线性关系。少数良性病变也有胆碱峰,但含量一般小于1.5 mmol/L.在正常乳腺细胞转化为异常细胞期间,胆碱激酶和磷脂C的活性增加,导致细胞膜分解并且胆碱物质增加。胆碱共振峰可见于3.2ppm,乳腺癌诊断的灵敏度为70%-100。 %。目前使用的MRS技术属于单细胞技术。 Syngo GRACE是一种先进的体素MRS成像技术,可以通过一个按钮测量乳房中的总胆碱含量,并提高乳腺肿瘤的诊断准确性。

磁共振弹性成像(MRE)是一种用于定量预测人体组织弹性的成像方法。它可以捕获由应变声波引起的常规微位移信号,并统计地改变应变波的波长,以获得一系列弹性常数。使用MRE成像,乳腺肿瘤中胆碱和磷脂的含量显着增加。然而,目前的MRS成像技术受到诸如磁场强度,病变体积等各方面的限制,并且尚未单独用于乳腺癌的诊断。它需要进一步改进和升级,并可与其他MRI技术结合使用。

1.2.6 其他

敏感加权成像(SWI)是一种基于组织间磁敏感特征的成像方法,可改善组织间的对比度。通过使用梯度回波序列成像获得图像以获得磁距图像和相位图像。两者的解剖部分相互对应,有利于观察。病变中的静脉形状,出血灶和矿物质广泛用于各种血管疾病,尤其是神经系统。近年来,SWI在乳房和骨骼肌病变的应用方面取得了一些进展,这可以清楚地表明常规MRI难以显示乳腺病变的钙化,弥补常规MRI对钙化不敏感的缺陷,并且可以确定乳腺癌的病变引流静脉。诊断和临床治疗提供帮助。

磁共振乳房X线照相术是一种非侵入性导管成像方法。扩张导管具有分支状的高信号。如果导管中存在填充缺陷,则表明存在病变并且在乳腺癌和导管内乳头状瘤中被促进。钠磁共振成像是一种新型的MRI技术,大多数恶性肿瘤细胞的钠含量大大增加。降低的细胞内钠水平可用作有效化疗的早期指标。 BOLD-MRI,化学交换饱和转移成像可用于了解乳腺癌代谢的分子水平,对乳腺病变的鉴别诊断和早期评估具有一定的意义。

2.乳腺专用磁共振成像设备

乳房特异性磁共振成像(DB-MRI)是用于乳房检查的MRI设备。它使用均匀的磁线圈和活检线圈来减少磁场不均匀性对图像清晰度的影响。同时,方便进行针刺活检和后续治疗。使用螺旋圈地脉冲序列。减少伪影并获得优化的图像;使用螺旋采样和3D重建系统扫描更快,更薄的层(最厚0.7毫米),更宽的扫描范围,并有助于检测小病灶。全面观察乳房,胸壁和腋窝。后处理工作站可以获得最大密度投影图像,相减图像和伪彩色图像,并绘制感兴趣区域的时间 - 信号强度曲线。 DBMRI是单个T1WI序列,病变略低于信号。病变主要伴有肿瘤周围水肿,环增强或不均匀增强,TIC曲线为Ⅲ型。希尔曼等人。结果显示,诊断敏感性为92%,特异性为88.8%。然而,DBMRI缺乏T2WI和DWI序列,并且在乳房病变的应用中受到限制,这需要进一步解决。

3.乳腺MRI影像组学

Imageomics可以从高通量医学图像数据中捕获大量特征图像参数,揭示图像特征与疾病之间的相关性。图像组分为五个部分:图像采集,病变分割,特征提取,数据库建立和数据分析。疾病分割是整个操作系统的基础,大多通过手动,半自动。特征提取是图像组学的核心。通过一阶,二阶或高阶统计方法获得一系列特征参数,并对病变进行定性和定量处理。近年来,成像组学已经成为一个研究热点,可以获得比传统成像更多更可靠的信息,并在准确的诊断,预测效果和生存方面取得了显着的成果。病变的纹理特征相对于正常乳房组织发生变化,纹理分析(TA)捕获这种变化并有助于检测小乳腺癌病变。调查结果表明,纹理参数熵对乳腺病变的定性诊断,分期和分型具有重要价值。从T2WI获得的参数与乳腺癌Ki-67具有良好的相关性。 MRI纹理分析参数如对比度和方差可以预测乳腺癌对化疗的反应,然后指导临床治疗。基于DCE-MRI图像的纹理参数值越低,患者的预后越差,并且复发的可能性越大。放射基因组学将图像表型与临床和遗传信息相结合,并显示三者之间的良好一致性,为乳腺病变提供更全面和准确的信息。然而,图像组学仍然存在一些技术缺陷,需要进一步优化。随着对成像组学的深入研究,它将在临床和科学研究中发挥重要作用。

综上所述,MRI作为一种多向,多序列成像方法和新技术不断发展,与乳腺X线摄影,超声乳腺癌检测,定性诊断,预测和评估NAC疗效,预后等相比,优势显着。然而,目前乳房MRI仍存在一些技术上的不足,需要加以解决。我相信随着MRI技术的不断升级和改进,前景将是广阔的,它将保护精准的医学和科学研究。

摘自:中国医疗器械,第30卷,2019年,第07期

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