MRI 直方图结合TIC 曲线鉴别乳腺纤维腺瘤与浸润性导管癌的价值

孟丽辉，钱丽霞，郭晓媛

（1.山西医科大学医学影像学系，山西 太原 030001；2.山西大医院MR 室，山西 太原 030032）

乳腺癌发病率呈逐年上升且有年轻化的趋势，已成为严重威胁女性健康和生命的疾病。传统的MRI 检查对于乳腺癌的诊断具有敏感性高、特异性低的特点[1]。本研究尝试通过后处理技术，运用乳腺MRI 动态增强时间-信号强度曲线（Time-intensity curve，TIC），并结合纹理分析技术中的灰度直方图特征参数，对乳腺纤维腺瘤与浸润性导管癌的信号及纹理特征进行分析，探讨其在临床应用中的价值。

1 资料与方法

1.1 资料

回顾性分析2015 年6 月—2017 年12 月在我院进行MRI 乳腺动态增强扫描并经病理证实为乳腺纤维腺瘤或浸润性导管癌的47 例女性患者的资料，其中乳腺纤维腺瘤15 例，年龄29～56 岁，中位年龄44 岁；浸润性导管癌32 例，年龄25～66 岁，中位年龄48 岁。

1.2 方法

使用Philips Achieva 3.0T 超导MR 成像仪及8通道乳腺专用相控阵列线圈进行乳腺平扫及动态增强扫描。患者需俯卧位、头先进，双乳垂直放置于线圈内，在扫描过程中患者需保持静止状态。常规MRI平扫：层厚4 mm，间距0 mm，FOV=340 mm×340 mm。采用轴位T2W SPAIR SENSE：TR=4 500 ms，TE=90 ms；轴位T1W TSE SENCE：TR=400 ms，TE=10 ms。动态增强扫描：层厚2 mm，FOV=340 mm×340 mm，eTHRIVE 序列：TR=4.67 ms，TE=2.31 ms，共10 期，每期扫描时间约60.38 s，Scan 为2 时注入造影剂。造影剂采用钆喷替酸葡甲胺（GD-DTPA），按0.1 mmol/kg通过高压注射器经手背静脉注入。

1.3 图像分析

TIC 曲线的绘制及记录：将图像传入Philips Achieva 3.0 自带工作站，手动绘制感兴趣（Region of interest，ROI），选择强化程度明显或认为恶性程度较高的区域，要求避开出血、坏死及囊变等病变，形态为多边形或圆形，面积需小于病灶面积但大于3 个体素。绘制并记录TIC 曲线，参照Kuh1 分型分为3 型[2]：Ⅰ型为缓升型，Ⅱ型为平台型，Ⅲ为流出型。Ⅰ型为良性病变的诊断标准，Ⅱ、Ⅲ型为恶性病变的诊断标准。

ROI 的选择及灰度直方图特征参数的提取：采用纹理分析MaZda 软件，图像需要进行灰度标准化，从而减小亮度和对比度变化对分析结果的影响。本次研究选择的序列包括T2WI 轴位以及增强扫描的1 期、3 期及10 期图像。在增强扫描的3 期[3]选择病灶最大层图像，手动勾画ROI，液化、坏死、囊变、出血区均可包含在内，并保存选定的ROI，使其他序列ROI 与之保持一致，记录选定ROI 的灰度直方图特征参数，包括均数、方差、偏度、峰度、第10 百分位数、第50 百分位数、第90 百分位数。

1.4 统计学分析

选用SPSS 22.0 统计软件进行数据后处理。动态增强TIC 曲线类型在乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌之间的差异用χ2检验，检验标准：α=0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。灰度直方图各参数在良恶性之间的差异使用两独立样本t 检验，所有统计学指标使用均数±标准差（）表示，P＜0.05 提示差异有统计学意义。灰度直方图参数之间选择Pearson 相关性分析，P＜0.05 提示有相关性。

2 结果

乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌MRI TIC 曲线比较（表1）：乳腺纤维腺瘤TIC 曲线类型以Ⅰ型（66.7%）为主，浸润性导管癌以Ⅲ型（75.0%）曲线为主，差异有统计学意义。

表1 乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌动态增强TIC 曲线类型分布

乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌直方图参数比较（表2）：乳腺纤维腺瘤的峰度值高于乳腺浸润性导管癌，增强扫描第3 期差异有显著统计学意义（P=0.008，P＜0.01），其余序列差异均无统计学意义（P＞0.05）。均值在两者之间比较无明显差异。方差值在各序列乳腺纤维腺瘤中均小于浸润性导管癌，但差异均无统计学意义（P＞0.05）。偏度值两者均为负值，但乳腺纤维腺瘤偏度值的绝对值小于浸润性导管癌，差异无统计学意义（P＞0.05）。各百分位数值在乳腺纤维腺瘤中均低于浸润性导管癌，且随着百分位数增加，参数值增加，但差异均无统计学意义。相关性分析研究发现均值与方差值在增强扫描第1 期、第3 期及T2WI 呈正相关，且具有显著相关性（P＜0.01）；在增强扫描第10 期两者呈正相关，但不具有显著相关性（P=0.356，P＞0.05）。峰度值和偏度值在增强扫描第3 期均呈负相关，且具有显著相关性（P=0.000，P＜0.05）；在T2序列呈负相关，但不具有显著相关性（P=0.509，P＞0.05）。

表2 MRI 直方图参数诊断乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌病例数与病理结果对照

动态增强TIC 曲线、直方图参数及两者联合诊断乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌比较（表3）：联合诊断病变的特异度及准确度均较单独应用时升高，敏感度降低。

表3 动态增强TIC 曲线、MRI 直方图参数及联合诊断乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌的效能

3 讨论

3.1 MRI 动态增强TIC曲线对乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌鉴别诊断的价值

图1 女，43 岁，左乳浸润性导管癌。图1a：增强扫描第3 期左侧乳腺内类圆形结节影，手动绘制ROI；图1b：TIC 曲线，呈“流出型”；图1c：增强扫描第3 期图像导入MaZda 软件，手动绘制ROI；图1d：增强扫描第3 期绘制ROI 的直方图参数。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 是从血流动力学方面对乳腺病变进行分析的方法，GD-DTPA 对比剂对乳腺病变并没有特异性，病变区强化程度取决于新生血管的数量以及对比剂进入细胞外间隙的多少[2，4]。乳腺浸润性导管癌属于恶性病变，有病程短、进展快的特点，肿瘤新生毛细血管密度高、血管壁通透性高且血管发育不成熟，可存在动-静脉异常吻合，所以对比剂通过病灶迅速，增强扫描时早期即出现明显强化，后期廓清速度快，TIC 曲线以Ⅲ型多见（24/32）。乳腺纤维腺瘤属于良性病变，病变进展较缓慢，血管发育成熟度高，且血管密度较恶性病变低，TIC 曲线以Ⅰ型多见（10/15）[5]。但是仍有一部分病变表现为Ⅱ型曲线（4/15，7/32），在良恶性病变中存在重叠，所以曲线类型不能单独作为判断乳腺纤维腺瘤和乳腺浸润性导管癌的依据。本组病例中曲线类型分布与国内外报道一致。

3.2 灰度直方图对乳腺纤维腺瘤和浸润性导管癌鉴别诊断的价值

纹理分析是一种描述图像像素之间灰度相关性的数学方法。它提供了一种计算纹理特征数学值的方法，可用于描述组织的底层结构。其优势在于患者不需要进行额外的扫描，也不依靠影像诊断医师的经验及主观判断，只提供图像本身的灰度客观数据，可揭示一些肉眼无法识别的分布特征。研究表明，纹理分析是提高乳腺癌MRI 特异性的一种方法，甚至可以揭示乳腺癌分子水平之间的差异，特别是灰度共生矩阵中的多个参数（熵和、方差和、熵）有较高的特异度[3]。本研究选择纹理分析中的灰度直方图来探讨对乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌的鉴别诊断价值。有研究显示[3，6]，乳腺增强扫描第2 分钟左右纹理特征对比显著，也有研究[7]认为T2序列对纹理特征显示有较好的差异性，所以本研究选择增强扫描第1 期（对比剂还未进入之前的时相）、第3 期（动态增强2 min）、第10 期（对比增强延迟10 min）以及T2WI 图像进行对比诊断，结果表明增强扫描第3 期峰度值对乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌的鉴别诊断有统计学意义（P=0.008，P＜0.05）。

偏度是用来描述数据分布的对称性，以0 为分界点，如果曲线向左偏为负值，曲线向右偏为正值，正态分布为0。本研究发现，乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌的偏度值在各期均为负值，曲线均左偏，但浸润性导管癌的偏度更大，数值更负。可能跟乳腺浸润性导管癌的血供较纤维腺瘤更丰富，且增强扫描第3 期病灶强化程度较明显有关。在增强扫描第3 期，乳腺浸润性导管癌密度也较纤维腺瘤大，可能也与此时病灶血供丰富程度及强化程度有关。峰度值是对样本构成的分布是否陡峭或者平坦的描述，正态分布时峰度为3，当大于3 时分布呈陡峭状，小于3时分布呈平坦状。本研究显示，乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌的峰度分布在各序列中均小于3，均呈平坦分布，但是乳腺浸润性导管癌的峰度值更小，分布更加平坦，同样在增强扫描第3 期，两者之间差值最大，这种分布可能跟恶性病变生长较快，内部成分较良性病变更加复杂有关。相关性分析中偏度值与峰度值在增强扫描各期均存在强负相关性，在T2WI 上存在不相关，也可以说明乳腺浸润性导管癌的血供丰富，组成成分更复杂。本研究表明对直方图纹理特征的显示增强扫描第3 期较T2WI 更能显示差异性。

3.3 本研究的局限性

第一，研究虽然选取病变的最大截面，但是乳腺病变是立体的，所研究数据并不能体现乳腺病变的整体特征。第二，本研究为手动勾画ROI，会出现不能准确判断病变边界的情况，可能会出现漏选及多选的情况。第三，本研究为回顾性研究，符合条件的样本数较少，临床应用时可能存在偏差，在今后的研究中有待搜集更多样本数进行研究验证。

综上所述，在乳腺常规动态MRI 增强扫描的基础上，结合TIC 曲线及直方图参数可以提高对乳腺纤维腺瘤及浸润性导管癌诊断的特异度及准确度，对早期乳腺癌的检出有一定的临床应用价值。