高场强磁共振灌注成像联合扩散加权成像对肉芽肿性乳腺炎与乳腺癌的鉴别诊断研究

张晖 王勇 赵庆秋 王连庆 狄亚龙 王哲 兰艳芹 单春晖

众所周知，肉芽肿性乳腺炎常表现为局部肿块样硬化，其形态与乳腺癌表现相似，以往钼靶X线检查对两者难以进行鉴别诊断，从而经常导致临床误诊。而肉芽肿性乳腺炎常规磁共振检查的影像学表现亦与肿块型乳腺癌难以鉴别[1-5]。因此，术前应用无创的功能磁共振影像学检查对肉芽肿性乳腺炎与乳腺癌进行鉴别诊断意义重大。功能磁共振技术包括灌注成像(PWI)技术和扩散加权成像(DWI)技术，其中PWI技术能提供组织的血液动力学信息，能定量的评价病变组织的灌注情况[6]，DWI技术能够反映病变组织的扩散受限情况，此两种技术在乳腺癌与良性病变的鉴别、恶性肿瘤的定性、发现病变周围的卫星灶和肿瘤对邻近组织侵犯程度的评估等方面已初步显现其重要作用[7-10]。本研究的目的是联合应用磁共振PWI和DWI技术探讨其在鉴别肉芽肿性乳腺炎与乳腺癌的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析了2013年6月至2018年5月36例在河北省人民医院就诊并接受乳腺磁共振检查的患者共36个经病理证实的乳腺病灶。病例术前均未接受过全身性治疗。其纳入标准如下：(1)在T2WI序列均表现为高信号且病变直径≥1.0 cm；(2)在T1加权图像表现为等于或低于周围乳腺组织的信号，从而排除了亚急性血肿和含有脂肪成分的病变。病变的大小范围为1.0～8.0 cm，平均大小为3.8 cm，中位数为2.8 cm。所有患者或家属在进行磁共振检查前均同意并签署了知情同意书。

1.2 磁共振成像 本研究所用的设备为美国通用公司生产的GE 3.0 T Slient Discovery 750W超导全身磁共振扫描仪，采用8通道乳腺专用线圈，行磁共振平扫和增强扫描。扫描序列如下：(1)快速自旋回波(fast spin echo，FSE)T1WI序列：TR=697 ms，TE=Min Full，翻转角(flip angle，FA)=111°，矩阵=320×256，FOV=36×36 mm，激励次数=1.0，层厚=5.0 mm，扫描时间为1 min 5 s。(2)FSE T2WI压脂序列：TR=6079 ms，TE=85 ms，FA=111°，矩阵=320×256，FOV=36×36 mm，激励次数=1.0，层厚=5.0 mm，扫描时间为2 min 44 s。(3)扩散加权成像DWI序列：TR=2881.4 ms，TE=Minimum，FOV=36×36 mm，ST=5.0 mm，矩阵=128×128，b值=0，800 mm2/s，扫描时间为121 s。(4)T1加权动态灌注GEN-IQ序列：TR=5.5 ms，TE=Min Full，FA=12°，矩阵=160×150，FOV=34×34 mm，层厚=5.0 mm，40期扫描，扫描共用时7 min 12 s。造影剂使用钆喷酸葡胺注射液，速率为3.0 ml/s，使用剂量为0.2 mmol/kg，扫描启动后30 s开始注射。随后用20 ml 0.9%氯化钠溶液以3 ml/s的注射速度冲洗自动注射器。

1.3 图像分析 将采集得到的所有数据传至GE ADW 4.6工作站上，由影像科高年资医师对病变进行逐一进行测量。由于DWI(b=0)的图像对比度几乎与T2WI相同，且DWI(b=0)图与ADC图之间存在点对点空间对应关系，所以将DWI的ADC图(b=0)图中病变的高信号区域和(b=800)的图像对应的位置上分别放置3.0 mm×3.0 mm圆形感兴趣区(regions of interest，ROI)，测量并记录下其ADC值。同时在灌注后处理图像上对应位置手工放置圆形的ROI分别测量病变区的灌注参数：速率常数(rate constant，Kep)、容量转移常数(volume transfer constant，Ktrans)及血管外细胞外间隙容积分数(extravascular extracellular volume fraction，Ve)值。ROI选取时需参考T2WI及T1WI增强图像，避免选取坏死和囊变的区域。

2 结果

2.1 平均ADC值 本研究总样本量为36例病灶，其中肉芽肿性乳腺炎17例、乳腺癌19例。肉芽肿性乳腺炎和乳腺癌组的平均ADC值分别为(0.76±0.15)，(1.18±0.35)10-3mm2/s。肉芽肿性乳腺炎平均ADC值明显低于乳腺癌组(P<0.05)。见表1。

2.2 时间-信号强度曲线 本研究发现肉芽肿性乳腺炎在磁共振上时间-信号强度曲线多表现为流入型的良性特征，而乳腺癌多表现为流出型的恶性特征，2组病变的灌注定量参数Ktrans和Kep的差异也均有统计学意义(P<0.01)。见表1。

2.3 皮肤水肿率 肉芽肿性乳腺炎的皮肤水肿率为70.6%(12/17)，乳腺癌的皮肤水肿率为21.1%(4/19)。肉芽肿性乳腺炎组的皮肤水肿率高于乳腺癌组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 36例乳腺病灶的MR信号特征

2.4 联合评估 我们把磁共振扩散加权成像和灌注成像技术在诊断乳腺癌中进行比较发现，联合应用两项新技术后诊断乳腺癌的敏感度89.7%，特异度88.3%，准确率89.1%，显示二者联合诊断乳腺癌有较高的敏感度和特异度。见表2。

2.5 典型病例图像分析 见图1、2。

3 讨论

3.1 肉芽肿性乳腺炎和乳腺癌的临床及病理特点 肉芽肿性乳腺炎或肉芽肿性小叶性乳腺炎，是一种病因不明的慢性炎症性疾病，是乳腺内非干酪样坏死，好发于育龄期女性，平均年龄为33岁，表现为溢乳、局部炎症、肿块、肿瘤样硬化和皮肤溃疡，多无疼痛，肿块质地坚韧，与正常组织界限不清，常可短期迅速增大，可引起同侧腋下淋巴结肿大[4]。其病理特点为病变以小叶为中心，呈多灶性分布，小叶内有多种炎细胞浸润，以嗜中性白细胞为主，另有淋巴细胞、上皮样巨噬细胞及巨细胞等，常可见微脓肿[11]。

表2 磁共振PWI及DWI对肉芽肿性乳腺炎及乳腺癌的影像诊断与病理结果对照分析 例

注：阳性：影像诊断为恶性；阴性：影像诊断为良性

右乳T2WI肿块状高信号影DWI呈高信号T1灌注扫描晚期呈明显强化多点测量Ktrans图乳腺小叶炎症,可见肉芽肿形成(HE×100)

图1典型病例1，女，33岁

左乳T2WI肿块状高信号影DWI呈高信号T1灌注扫描晚期病变呈明显强化,皮肤增厚强化多点测量Ktrans图浸润性导管癌,伴浸润坏死(HE×100)

图2典型病例2，女，37岁

乳腺癌形态多不规则、边缘不光滑，多有小分叶或毛刺，特别是炎性乳癌是一种罕见的侵袭性肿瘤，肿瘤细胞会栓塞真皮淋巴管，使其表现为乳房红肿并伴有肿瘤引起的皮肤硬化，有类丹毒表现的边缘[12-14]，这与肉芽肿性乳腺炎的表现类似，以往临床上通过传统的钼靶及超声检查很难在术前做出正确的诊断。

3.2 肉芽肿性乳腺炎和乳腺癌的影像特征 大多数肉芽肿性乳腺炎在磁共振T1WI序列显示为低信号，T2WI序列显示为高信号，动态增强检查表现为不均匀强化，伴多发环形脓肿形成，也可表现为节段性分布的不均匀强化。灌注时间-信号强度曲线多为渐增型的良性特征。DWI序列计算脓肿或炎性液体成分的表观扩散系数(ADC)值为明显降低[15]。肉芽肿性乳腺炎MRI表现取决于其所处的不同发展时期、炎性反应程度和纤维化成分等。

T2WI信号强度取决于肿瘤内细胞、水和胶原纤维的多少，含水分越多，信号越高。乳腺癌T2WI高信号主要是由于组织细胞坏死、细胞外基质水肿或含有囊性成分导致的，灌注增强扫描肿块信号强度趋于快速明显升高且快速降低的特点，多为不均匀强化，浸润性生长的乳癌可呈弥漫性强化，强化方式多由边缘向中心渗透而呈中心样强化，其灌注参数值常明显高于良性病变，时间-信号强度曲线多表现为平台型或流出型的恶性特征。测病变区域的DWI序列的ADC值低于正常乳腺组织但高于脓肿区域的ADC值[12，16，17]。

磁共振T2WI序列能发现皮下和胸前的高信号水肿区，这也有助于发现炎性乳腺癌[13,18]。本研究发现炎性乳腺癌的皮肤水肿率较高。过去肉芽肿性乳腺炎含脓肿的比例约为30%～50%[4]，而本研究发现，肉芽肿性乳腺炎内含脓肿的比例约为80%。这可能是由于MRI的DWI序列对脓肿成分具有较高的敏感性有关。

3.3 DWI及PWI技术对乳腺病变的诊断 磁共振的PWI是能显示新生血管的成像方式，能反映肿瘤中新生成的微血管的密集程度[19]，而新生血管是肿瘤的生长、发展和转移的必备条件。它提供的血液动力学信息已达到定量分析的水平，能定量的评价病变组织的灌注情况[20]，其定量参数包括：(1)容量转移常数(volume transfer constant,Ktrans)，指造影剂从血管内扩散到血管外的速度常数；(2)速率常数(rate constant,Kep)，指经过一段时间后，血管外组织间隙内的造影剂经扩散重新回到血管内的速度常数；(3)血管外细胞外间隙容积分数(extravascular extracellular volume fraction,Ve)，是血管外细胞外间隙占整个体素的容积比。本研究发现乳腺癌的Ktrans 、Kep值明显高于肉芽肿性乳腺炎，具有统计学意义(P<0.05)。

磁共振的DWI技术具有采集时间短，具有较高的敏感性且不需要使用造影剂等优势，在乳腺疾病的鉴别诊断中应用越来越广泛，其诊断的特异性也随着设备参数的不断优化而提高[21]。目前，DWI被认为是一种在鉴别肿瘤的良恶性和评估治疗效果方面有诊断价值的方法[22]。有研究结果表明，恶性肿瘤的ADC值比正常组织和良性增生性病变的ADC值要低，部分原因是由于恶性肿瘤细胞的密度较大而导致的细胞外空间狭小而引起水分子扩散受限所致[23]。通过测量病变区域的ADC值可以部分地将这种复杂的微观现象转化为可定量测量的参数，从而区分不同的组织来源。

3.4 联合应用磁共振DWI及PWI技术的诊断意义 应用单一磁共振检查技术DWI对乳腺病变进行检查具有一定局限性；Yilmaz等[24]对79例肉芽肿性乳腺炎及其他类型乳腺炎性病变和42例浸润性乳腺癌的ADC值进行了回顾性分析，其测量均是增强扫描病变有强化的部分的ADC值，而不是T2WI高信号的区域，结果显示无显著性差异。Aslan等[25]研究发现肉芽肿性乳腺炎的病变部分比对侧正常乳腺实质部分的ADC值显著降低，但未将其与乳腺癌进行比较。Partridge等[26]研究认为DWI序列结合动态增强扫描可以提高诊断的准确率，乳腺癌在动态增强扫描的时间-信号强度曲线为廓清型曲线， DWI序列的ADC值较低，但其最终特异性不高。且DWI扫描容易受到部分容积效应、运动伪影、磁敏感伪影、血流灌注的影响，导致所测的部分ADC值不准确失去参考价值[27]。

应用单一磁共振检查技术PWI对乳腺病变检查同样具有一定局限性；乳腺癌在磁共振灌注成像检查中全乳血管明显增加，可能是由于肿瘤的高新陈代谢在逐步刺激整个乳房的血管再生。另有研究报道表现为多病灶、大肿块及有腋窝淋巴结转移的乳腺癌患者，其全乳新生血管表现的更为显著，从而提示其预后较差[28]。由上可以推测，存在癌性病灶的乳房内新生血管明显增多常提示恶性病灶的进行性生长和乳腺内转移，乳腺内的新生血管可将肿瘤细胞植入到周围的正常乳腺组织，从而引起卫星灶的形成和乳腺内的转移。磁共振的PWI技术能很好地显示新生血管，通过测量病灶区域的定量参数能定量的评价病变组织的灌注情况，从而有助于做进一步的定性及定量诊断[12]，但有研究显示磁共振增强扫描对鉴别乳腺良恶性肿瘤具有较高的敏感度，但特异度低，常造成不必要的活检甚至过度的治疗[27]。

本研究联合应用 MR灌注成像和DWI成像技术对乳腺癌进行分析，诊断乳腺癌的敏感度89.7%，特异度 88.3%，准确率89.1%，显示二者联合诊断乳腺癌有较高的敏感度和特异度。主要原因是肉芽肿性乳腺炎为非干酪样坏死，小叶内有多种炎细胞浸润，伴部分脓肿形成时ADC值较低，易于乳腺癌混淆，但结合其灌注时间信号曲线为渐增型良性特征，灌注参数亦表现为良性病变特征，因而综合考虑易于得到正确诊断。同样，部分乳腺癌的ADC值不具有明显的恶性表现即特异性不高，但结合其灌注时间信号曲线为平台型或廓清型的恶性特征，及由于恶性病变的组织渗透性明显增大，其灌注参数亦较良性病变明显增大表现为恶性病变特征，因而综合考虑可减少误诊的发生。

联合应用MR灌注成像和DWI技术鉴别诊断肉芽肿性乳腺炎与乳腺癌，以2个及以上指标支持恶性时诊断乳腺癌，其敏感度、特异度和准确率均较理想，诊断效能明显高于单独应用磁共振灌注成像和DWI成像技术中的一种方法进行鉴别诊断。

磁共振在显示病变组织情况，病变的形态学，病变内部信号特征，强化特点及DWI表现上有明显的优势；其常规扫描技术结合灌注成像和DWI技术，可更准确的定位病变的范围和分布特点，同时能获取活体组织的乳腺内部结构信息，能更准确地反映出组织的病理学特性，可提高鉴别诊断乳腺病灶良恶性的准确率，可实现由定性诊断到定量诊断的飞跃[12,29]，从而有利于综合分析后做出正确的诊断，明显降低了以往单一的检查技术易导致误诊漏诊的几率。