MR扩散加权成像体素内不相干运动_省略_对于乳325-(5)腺良恶性病变诊断价值的研究_车树楠.doc
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1、临床研究 | Clinical Articles 磁共振成像 2015 年第 6 卷第 7 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2015, Vol 6, No 7 MR 扩散加权成像体素内不相干运动模型对于 乳腺良恶性病变诊断价值的研究 车树楠,崔晓琳,李静,欧阳汉,周纯武 作者单位: 摘 要 目的 探讨 扩散加权 成像体 素内不 相干运 动 (IVI M)模 型对于乳 腺良恶 北京协和医学院 中国医学科学院肿瘤 医院影像诊断科,北京 100021 通信作者: 周纯 武, E-mail: cjr.zhouc hunwu 收稿日期: 2015-04-27 接受日期: 20
2、15-06-05 中图分类号: R445.2; R737.9 文献标识 码: A DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2015.07.006 车树楠 , 崔晓琳 , 李静 , 等 . MR 扩散加 权成像体 素内不相 干运动模型 对于乳 腺良 恶性病 变诊 断价 值的 研究 . 磁共 振成像 , 2015, 6(7): 506-512. 性 病变 的诊 断价 值, 并与 传统 的单 指数 模型 及多 期动 态增 强扫 描进 行比 较。 材 料与 方法 搜 集 70 例 (23 例 良性 ,共 24 个病 灶; 47 例恶 性, 共 48 个 病灶 )乳 腺病变并行乳腺
3、MRI 检查的患者,所有患者均行乳腺单 b 值、 多 b 值扩散加权 成 像 及多 期动 态增 强 ( DCE-MRI ) 扫描 。利 用 GE AW4.4 工作 站 对于 图像 进行 后 处理 ,生 成单 b 值 、多 b 值 DWI 图 像相应 参数 值 ADC、 ADCstandard、 D、 D 、 f 值, 同时生 成 DCE- MRI 的时 间 -信号 强度 曲线 ( TIC) 。良恶 性乳 腺肿瘤 之间各 参 数值利用 Mann- Whitney U 检验 进行比较 ,并利用 受试者特 性曲线 ( ROC 曲线 ) 评 价各 参数的 诊断效 能。结 果 恶性病 灶的 ADC、 A
4、DCstandard、 D、 f 值 分别为 (1.010.18)10 mm /s、 (1.100.18)10 mm /s、 (0.860.16)10 mm /s、 ( 25.50 9.23)%, 良性 病灶分 别为 (1.420.29) 10 mm /s、 ( 1.53 0.27) 10 mm /s、 (1.280.26)10 mm /s、 (15.98 3.68)%,两者间差异均存在统计 学意义 (P 值均 0.001),良恶性病灶之间 D 值差异不存在统计学意义 (P=0.223)。 良 性病 灶 I 型 TI C 曲 线更 多见 ,恶 性病 灶 I II 型 TI C 曲 线更 多见
5、。各参 数行 ROC 曲 线分析得 到 D 值的曲 线下面积 (AUC)最大为 0.932, 当取最佳 诊断阈值 1.03 10 mm /s,相应 的诊断 敏感 性和特 异性 分别为 89.6%, 91.7%, 而联合 IVIM 模 型参数 D 和 f 值所 得 AUC 可提高 到 0.974,相应 的诊断 敏感性 和特异 性分别为 85.4%和 100%。结论 扩散加权成像 IVIM 模型参数中 ADCstandard、 D、 f 值能够用 来 协助诊断乳腺的良 恶性病变,联合 D 和 f 值能 够得到比传统的 ADC 值、多期动 态增强 TIC 更好的诊断效能。 关键词 弥散磁共振成像;乳
6、腺肿瘤;体素内不相干运动 The value of intravoxel incoherent motion model of diffusion weighted imaging in differentiating benign from malignant breast lesions CHE Shu-nan, CUI Xiao-lin, LI Jing, OUYANG Han, ZHOU Chun-wu Department of Diagnostic Radiology, Cancer Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Pe
7、king Union Medical College, Beijing 100021, China Correspondence to: Zhou CW, E-mail: Received 27 Apr 2015, Accepted 5 June 2015 Abstract Objective: To investigate the diagnostic value of parameters derived from diffusion-weighted imaging intravoxel incoherent motion (IVIM) model for benign and mal
8、ignant breast lesions, and compare these parameters with that of monoexponential model a nd dynamic c ontrast-enhanced ma gnetic r esonance imaging(DCE-MRI). Mat erials and Methods: Se venty cases (23 cases of benign lesions in total 24, 47 cases of malignant lesions in total 48) of breast disease w
9、ith breast MRI examination in our hospital were colle cted. All of them we re examined with multiple-b-value diffusion-weighted imaging (DWI) and DCE-MRI scans. GE AW4.4 workstation was intensity curve (TIC). All parameters between benign and malignant breast lesions were compared by Mann-Whitney U
10、test. The diagnostic performance of different parameters was evaluated by receiver operating characteristic curve (ROC curve) analysis. Results: (1.100.18)10 mm /s, (0.860.16)10 mm /s, (25.509.23) % respectively, benign 506 http:/ * * -3 2 -3 2 -3 2 -3 2 -3 2 -3 2 * -3 2 * * 磁共振成 像 2015 年第 6 卷第 7 期
11、Chin J Magn Reson Imaging, 2015, Vol 6, No 7 临床研究 | Clinical Articles -3 2 -3 2 -3 2 lesions were (1.420.29)10 mm /s, (1.530.27)10 mm /s, (1.280.26)10 mm /s, (15.983.68) %. There were statistically signi cant differences between these parameters (P 0.001). With ROC curve analysis for each parameter
12、value, the area under the curve (AUC) of D value was 0.932 which was the highest one, and corresponding diagnostic sensitivity and speci city were 89.6% and 91.7% while taking the optimal threshold of 1.0310 mm /s. AUC value can be increased to 0.974 by combining D with f D and f value from the IVIM
13、 model can be used to distinguish benign from malignant breast lesions. Associated with D and f value can obtain better diagnostic performance than the ADC value and the TIC. Key words Diffusion magnetic resonance imaging; Breast neoplasms; Intravoxel incoherent motion 乳 腺 的磁 共振 检 查已 广泛 应 用于 临床 , 而
14、多期动态对比增强磁共振检查 (dynamic contrast - enhanced magnetic resonance imaging, DCE-MRI) 对 于 高 危 人 群 的 乳 腺 病 变 筛 查 是 最 敏 感 的 手 段, 对于 良恶 性乳 腺病变 的诊 断敏 感性 也高 达 90% 95% ,但其诊断的特异性仍有待提高 。 扩散加权成像 (diffusion wei ghted imaging, DWI) 作为一种磁共振功能 成像技术,通过检测组织中 水分子的随机运动来获得图像的对比,因此能够 在无需注射外源性对比剂的情况下反应组织内部 的结构信息,通过观察不同 b 值条件
15、下病变信号强 度衰减的情况以及测量表观扩散系数值 (appa rent di ffusion coefficient, ADC)来作为乳腺 DCE-MRI 检查的有效补充手段 。但是,传统的单指数 DWI 模型所得到的 ADC 值同时受到组织内水分子扩散 和微循环灌注两种成分的影响,其在乳腺良恶性 病变的结果上仍存在一定重叠 。体素内不 相干 运动 (intravoxel incoherent motion, IVIM)模型,即 双指数模型,能够将组织中扩散和灌注的成分分 开来进行研究,从而更好的反映病变内部的变化 情况,而它在乳腺病变的诊断上国内外研究尚较 少 。本研究的目的是通过将扩散加权
16、成像 IVIM 模型参数与临床常用的单指数模型参数 ADC 值、 DCE-MRI 所得到的时间 -信号强度曲线 (time-signal intensity curve, TIC)进行比较,探讨 IVIM 模型对 于乳腺良恶性病变的诊断价值。 1 材料与方法 1.1 研究对象 在 2014 年 3 月至 2014 年 10 月期间因乳腺病 变 在我院就诊并行乳腺 MRI 检查的患者,所有患者 在检查前均签署知情同意书。患者的入组条件包 括: (1)乳腺内至少有一个病灶直径 1.0 cm; (2) MRI 检查包括常规 DWI,多 b 值 DWI 以及多期动态 http:/ 增强扫描; (3)在
17、 MRI 检查前未行放化疗,在 MRI 检查后 2 周内病灶均行手术或穿刺活检,并得到病 理证实。符合以上条件的患者共 70 例,其中良性 23 例 (24 个病灶 ),包括纤维腺瘤 9 例,导管内乳头 状瘤 4 例 (5 个病灶 ), 炎症 4 例,良性叶状肿瘤 2 例, 腺病瘤 2 例 ,腺病 1 例,增生导管上 皮 1 例;恶性 47 例 (48 个病灶 ),包括浸润性导管癌 41 例 (42 个病 灶 ),导管原位癌 4 例,浸润性小叶癌 1 例,恶性叶 状肿瘤 1 例。 1.2 检查方法 MRI 扫描采用 3.0 T 超导磁共振设备 (Discovery MR750, GE Heal
18、thcare, USA),使用 8 通道乳腺 专用相控阵线圈作为接收线圈。患者扫描时采用 俯卧位,双侧乳腺自然悬垂于乳腺线圈内。在行 三平面定位扫描之后,分别行脂肪抑制 T2WI、单 b 值 DWI,多 b 值 DWI 及 DCE-MRI 扫描,以上序列 均采用横轴位扫描。单 b 值 DWI 扫描参数为:重复 时间 (TR)/回波时间 (TE): 2450/64.3 ms,并行采集 因子 2, FOV 32 cm32 cm,矩阵 160160,层 厚 5 mm,层间隔 1 mm, b 值选择 0、 1000 s/mm , 激励次数 (NEX)6。 多 b 值 DW I 扫 描参数 为: T R
19、 2400 ms, TE 62.1 ms,并行采集因子 2, FOV 32 cm32 cm, 矩阵 128160,层厚 5 mm,层间隔 1 mm, b 值 选 择 0、 10、 20、 30、 50、 70、 100、 150、 200、 400、 800、 1000 s/mm , NEX 分别为 1、 3、 3、 3、 3、 2、 2、 2、 2、 3、 5、 6。 DCE-MRI 扫描采用 Vibrant -Fl ex 技术行横轴 面扫 描,共扫描 10 期 ( 1 期 增强前蒙片和 9 期增强 扫描 ),扫描参数为 TR 4.3 cm, TE 1.7 ms,反转 角 10, FOV 3
20、2 cm32 cm,矩阵: 320320, N EX 为 1,层 厚 2 mm, 无间隔 扫描 ,每期 扫描 时间约 45 s。增强扫 描对比剂使用马根维显 (Gd- DTPA),剂量为 0.1 mmol/kg,经肘静脉以 2.0 ml/s 507 -3 2 value, and the corresponding diagnostic sensitivity and speci city were 85.4% and 100% respectively. Conclusions: The ADC , 1-2 3 3 4-6 临床研究 | Clinical Articles 磁共振成像 201
21、5 年第 6 卷第 7 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2015, Vol 6, No 7 速度团注,之后注射 20 ml 生理盐水冲管。嘱患者 检查前 4 6 h 内避免剧烈运动。 1.3 图像分析 所有数据均使用 GE AW4.4 后处理工作站进行 分析。 IVIM 模型的各项参数使用工作站 Function t ool 中 MADC 软 件进行计 算,结 合 T2W I 脂肪 抑 制, DCE-MRI 在 b 值为 800 s/mm 的 DW I 上手动勾 画感兴趣区 (region of interest, ROI), ROI 放置时选 取病灶最大层面,尽量包
22、全整个病灶,避开明显 的坏死、出血和囊变区,在勾画完 ROI 之后, 软件 可以自动生成 IVIM 模型相关的参数,包括:标准 化表观扩散系数 (ADCstandard),灌注不相关扩散系 数 (D)、灌注相关扩散系数 (D )和灌注分数 (f),重 复测量 3 次取平均值并记录。对于 DCE-MRI,使用 后处理工作站绘制病变的时间 -信号强度曲线 (time of intensity curve, TIC),基于增强扫描第 3 期与第 10 期之间病变信号强度 (SI)变化的百分比进行 TIC 曲线的分型 : I 型 (持续型 ), SI%增加 10%, 型 (平台型 ), SI%变化 1
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