乳腺MR VIBRANT动态增强减影血管成像

朱 越，陶 黎，段 阳，罗娅红，曾宪一，范依莎

（1.沈阳市第四人民医院放射科，辽宁 沈阳 110031；2.重庆医科大学附属第一医院，重庆 400016；

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，发病率占全身恶性肿瘤的7%～10%，女性仅次于子宫颈癌。近年对乳腺的MRI研究成为临床影像研究的热点[1]。相关研究阐述了乳腺肿瘤的微循环特征，但对乳腺MR血管成像研究相对较少[2]，本研究旨在通过采用MR VIBRANT（Volume Imaged Breast AssessmeNT）动态增强多时相的优势，充分显示和分析乳腺动脉血管及其分支的情况；为研究乳腺动脉血管网及对乳腺肿块良恶性鉴别，辅助乳腺癌放、化疗的评估（患侧乳腺动脉网是否丰富）和疗效评价（患侧乳腺动脉网分支和数目是否减少）提供一个新的研究方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

对辽宁省肿瘤医院2009年2~5月经手术、病理及临床证实的100例乳腺癌患者（年龄27～71岁，平均47岁，86例手术或穿刺病理证实，14例经临床证实）未发现异常的健侧乳腺3D血管结构进行回顾性分析。

1.2 MRI检查方法

采用GE HD 1.5T超导型MR扫描仪。FSE-T2WI：TR 4640ms，TE 84.7ms，层厚5mm，FOV 20×20，矩阵320×224。SE/EPI-T2WI：TR 5000ms，TE 63.2ms，层厚5mm，FOV 30× 30，矩阵128×128。首先进行增强前的MR图像扫描（蒙片），然后复制蒙片的扫描计划进行动态增强扫描，采用3D VIBRANT （Volume Imaged BreastAssessmeNT）-T1WI：TR 6.1ms，TE 2.9ms，翻转角13°，矩阵320×224。经肘静脉对乳腺进行团注MR动态扫描，对比剂为Gd-DTPA，0.1mmol/kg体重，注射速度2.5ml/s，外加100ml生理盐水静脉冲洗。我们所采用的动态时相增强的8个时相共需9分钟，第一个时相，在预扫约1分钟时开始团注静脉造影剂，8个时相的每个时相均获得52幅图像。

1.3 乳腺动脉血管分级

在乳腺MR减影上，沿乳腺外侧和内侧走行最大的血管分别为胸廓内动脉、胸外侧动脉，在乳腺近胸壁侧进入乳腺腺体内的穿支，为肋间动脉，定义为二级分支。胸廓内、外动脉主干为Ⅰ级分支，其细的分支定义为Ⅱ级分支，见图1。

图1 女，50岁，左侧乳腺正常，右乳为浸润性导管癌。3D/VIBRANT-T1WI减影：左乳胸廓内、外动脉Ⅰ级分支（虚箭头）及其Ⅱ级分支（实箭头）和中央部较大的肋间动脉（实箭头）。右乳见肿瘤边缘异常的血管网和相对增粗右乳胸廓内、外动脉和肋间动脉。 图2 信号强度-时间曲线：每个线段为一个时相，共7个（不包括未增强的时相），该曲线为平台型（Ⅱ），由第二时相MRI减去增强前蒙片的图像获得。 图3 女，37岁，左乳纤维腺瘤（病理证实），右侧为正常乳腺。3D/VIBRANT-T1WI轴位序列，右乳胸廓外动脉Ⅰ级分支（长实箭头）、Ⅱ级分支（短实箭头）和肋间动脉（短虚箭头）显示较好，胸廓内动脉显示稍差 （长虚箭头）。 图4信号强度-时间曲线：每个线段为一个时相，共7个（不包括未增强的时相），该曲线为流入型（Ⅰ），由第三时相MRI减去增强前蒙片的图像获得。Figure 1. Fifty-year-old female with left normal breast and right breast infiltrating ductal carcinoma.3D/VIBRANT-T1WI subtraction image:the first branches of thoracic internal and lateral artery and their second branches(solid arrow)and large intercostal artery on breast center(solid arrow).Abnormal vascular nets,relative enlarged thoracic internal/lateral and intercostal artery were displayed around tumor margin. Figure 2. Signal intensity-time curve:each line is phase time,totally seven phase time(not including pre-contrast enhanced phase). This curve is the typeⅡ,plateau,which was obtained by subtracting the mask image from the second phase time image. Figure 3. Thirty seven-year-old female with right normal breast and left fibroadenoma.3D/VIBRANT-T1WI subtract image:the first branches of thoracic lateral artery(long solid arrow)and its second branches(short solid arrow)and intercostal artery(short dot arrow)were showed well,and thoracic internal artery was showed poor(long dot arrow). Figure 4. Signal intensity-time curve:each line is phase time,totally seven phase time(not including pre-contrast enhanced phase).This curve is the typeⅠ,continuous enhancement,which was obtained by subtracting the mask image from the third phase time image.

1.4 图像处理

通过平扫和3D/VIBRANT-T1WI分析形态学表现，在ADW4.3工作站上用3D-MIP软件分析信号强度-时间曲线，在此，动态增强分为8个时相，在以患侧（有肿块侧）MRI图像分析上，设定感兴趣区（面积平均为1~3cm2）测量异常高信号区的时间-信号强度曲线，采用最先出现相对显著强化峰值的时相图像与最初的平扫图像（蒙片）进行减影（图2，4），所得的减影图像行最大信号强度投影法 （MIP）得到重建图像。由于双侧的乳腺成像，同时得到患侧和健侧的乳腺3D的动脉血管结构。在高分辨力的显示器上对重建的健侧乳腺血管影像进行多平面、多角度观察。

1.5 统计学分析

采用Mediacal软件进行百分比统计学分析。

2 结果

表1 乳腺血管分支及在MR减影的显示率

由表1可见，胸廓内动脉Ⅰ级分支的显示率为93%（93/ 100），胸廓内动脉Ⅱ级分支显示率为62%（62/100）；胸外侧动脉Ⅰ级分支显示率为72%（72/100），胸外侧动脉Ⅱ级分支显示率为45%（45/100），肋间动脉的显示率为59%（59/100）。

3 讨论

3.1 乳腺的血管解剖

乳腺的动脉血供包括浅层血管网和深层血管网两种。各层血管网之间存在着丰富的血管交通支。乳房的动脉系统主要有胸廓内动脉（即乳内动脉，起自锁骨下动脉，在胸骨旁肋软骨后面向下走行，从第1～4肋间穿出，穿过胸大肌供血给内侧乳房）、胸外侧动脉（即乳外动脉为腋动脉的一分支，它沿胸大肌外侧缘走行，供血给外侧乳腺）；另外，肋间动脉外侧穿支、胸肩峰动脉和肩胛下动脉分支也参与对乳腺的供血，当然个体差异略有不同。

其中以胸廓内动脉为主要供血动脉者约占乳腺供血2/3，以胸廓内动脉和胸外侧动脉两者为主要供血动脉者约占1/3；胸廓内动脉分支在乳房内下象限最为密集，外上象限的分支主要发自胸外侧动脉，而内上象限有胸肩峰动脉分支加强，外上象限则有较多的肋间动脉穿支[3]。

3.2 动态MRI增强3D血管减影成像技术的优势

MRI技术由于具有良好的软组织分辨率及无辐射危害的特点，非常适用于乳腺检查。专用乳腺成像线圈及磁共振顺磁性对比剂的应用和近几年来成像序列的快速开发应用使得乳腺MR图像质量有了质的飞跃[4]。

乳腺是一种富含脂肪组织的器官，且随着年龄的增长，脂肪组织在乳腺内的比例增大。脂肪组织在MRI上的高信号容易掩盖病灶，尤其对于增强后图像上小强化灶的评估有极大影响。因此减少脂肪信号对乳腺MR图像尤其是动态增强图像评估的影响是非常重要的。已有选择性脂肪饱和、选择性水激励等多种脂肪抑制技术应用于乳腺MR成像，并取得了较好的成像效果，利于显示血管结构、腺体结构和病变，因此有学者推荐在乳腺MR成像中常规使用脂肪抑制及化学位移成像技术[5-8]。这种技术一般增加扫描时间，且不同程度降低了图像质量。双侧乳腺MR成像均为偏中心扫描和脂肪抑制不均匀，因而乳腺成像常得不到最佳图像，矢状面成像时双侧乳腺的时间分辨率不一致，虽然轴位扫描可进行双侧乳腺同时成像；但是扫描视野放大一倍，分辨率又缩小一倍。所以，常规乳腺扫描弱点包括不能一次进行双侧乳腺矢状面动态扫描、患者需注射双倍的对比剂、检查时间加倍。GE公司的VIBRANT序列能成功地解决上述问题，达到双侧乳腺同时进行矢状面动态扫描，并可以自动减影和均匀抑制脂肪。

VIBRANT动态增强方法是团注顺磁性造影剂同时进行快速容积原始资料采集的成像方法，减少了运动和磁敏感伪影。造影剂的注入又显著地缩短了血流的T1值，低于背景组织可在T1加权序列直接成像，同时血流信号明显提高。使用该技术可利用其高分辨率特性，并在目标血管走行平面内用少数扫描层面，最大地覆盖视野内的血管结构，并快速成像。三维数据可在任意平面内重建，以优化对血管的显示。该序列还对涡流的敏感性显著降低，可以在屏气状态下快速获取高质量、伪影少的血管图像[9]。

我们所采用的8个时相，共需9分钟。在先预扫1分钟时团注静脉造影剂，采集8个时相的图像。根据相关研究采用三型曲线分型法：Ⅰ，流入型；Ⅱ，平台型；Ⅲ，流出型[10]。在图像分析上，采用最先出现相对显著强化峰值的时相图像与最初的平扫图像（蒙片）进行减影，目的是考虑到既要充分显示乳腺动脉血管结构（加强对比度），又要减少因延迟造成的静脉伪影。一般在第二、三个时相出现相对显著强化的峰值。

由于正常乳腺或增生的腺体可以有不同程度的强化，所以本研究采用VIBRANT动态增强方法，选择最先出现明显相对强化的时相进行显影，最大程度上来显示动脉血管的结构。进一步克服以往的常规增强或随机选择不同的时相减影（未达到最大强化差值）的弱点；同时也克服选择性地激励脉冲较窄的带宽所会导致图像信号不均的弱点；但是不能克服额外的图像采集时间。

本研究的100例中，胸廓内动脉和胸外侧动脉显示率均较高，其Ⅰ级分支的显示率分别为为93%、72%，Ⅱ级分支的显示率分别为62%、45%；肋间动脉的显示率较前者为低（59%）。胸廓内动脉（Ⅰ和Ⅱ）显示明显高于胸外侧动脉。我们认为与乳腺的内乳动脉的解剖结构和其供血的范围有关。本研究仅选择有一侧乳腺肿瘤人群，因完全选择健康人群进行乳腺MR的评估受目前中国的国情、医学伦理和医疗资源条件的限制，较难实施。通过本研究VIBRANT动态MR增强3D血管减影成像显示健侧的乳腺动脉血管的结构，将有助于进一步研究患侧乳腺肿瘤与其血管结构关系，提供关于恶性肿瘤供血动脉，显示病区血管异常和其微循环特征（图1）。

至于Ⅱ级分支及肋间动脉显示率均较低，可能与血管的管径、解剖结构、病人不能完全制动（在扫描时间内）、个体差异及患侧乳腺的影响、造影剂的注入速度和弛豫率、造影剂量的不足、线圈的缺陷等因素有关。动态MR增强3D血管减影技术能否客观、精确地显示Ⅱ级末梢血管尚存在疑问，需要进一步研究以提高MR图像采集质量。

这种微创的血管显示技术的结果与正常解剖必然有一定的差距，但是大体上反映乳腺的供血趋势——以胸廓内动脉供血为主，其次以胸外侧动脉供血为主，少部分还以肋间穿支动脉供血。

通过减影图像的对比研究，我们认为MR VIBRANT动态增强3D血管减影技术对乳腺的动态增强图像的评估有以下优势：①微创且可行，分辨率高，并在目标血管走行平面内用少数扫描层面最大地覆盖视野内的血管结构，且快速成像，相对提高血管显示率，客观反映乳腺供血情况；②减影图像处理相对简单，且不受脂肪高信号的干扰，相对增加强化组织的同质性和信号强度，使强化组织血供情况显示更加清晰；③短时间内完成减影成像，以减影图像为基础所作的MIP图像，不仅能清晰的显示乳腺的空间结构，而且能清楚显示血管解剖结构、血管的空间分布和均匀增强的血流信号情况，结合原始图像分析,可以观察到血管壁及其周围组织的改变，达到鉴别的目的（图1）。

MR VIBRANT动态增强3D血管增强减影技术的要点是，检查部位位置在增强前后须保持一致[10]，这点通过序列设置可以保证，前提是要求患者被制动。因扫描时间短，大多数患者均能按要求完成检查，不能耐受者需要检查前行止痛或镇静处理。其缺陷是减影图像不能充分显示Ⅱ级分支的血管解剖结构、空间分布。

进一步相关研究可以通过图像的排列和噪声标准化后处理等图像处理方法来提高乳腺血管结构的显示率。

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