多序列磁共振联合1H-MRS及DWI评价乳腺癌新辅助化疗的疗效

丁伟伟，丁 峰，李 莉，陈 兵，杨 蔚，李春花，王 亮

（1.宁夏医科大学总医院放射科，银川 750004；2.银川市第一人民医院放射科，银川 750001）

基于乳腺癌综合治疗的个体化、规范化的推广应用，新辅助化疗（neoadjuvant chemotherapy，NACT）已成为局部进展期乳腺癌的标准治疗原则，为避免长期使用不敏感药物或敏感药物疗程不足等治疗效果的发生，NACT期间往往采用无创影像学检查来监测治疗效果。其中，乳腺MRI不仅能提供乳腺良/恶性病变的形态学信息，而且磁共振成像动态增强（dynamic contrast enhancement，DCE-MRI）可定量分析乳腺肿瘤组织血流动力学特点；磁共振弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）的高敏感性能反映出组织内水分子运动变化信息；磁共振波谱分析（proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）可动态监测瘤灶胆碱复合物（tCho）代谢水平等。鉴于上述MRI优势，使得乳腺癌的早期筛查、TNM分期、疗效评估、术后残留和假体评估得以实现[1-2]。因此，评价各种检查序列应用优势，积极优化、简化MRI多序列组合方式，高效发挥乳腺MRI价值具有重要意义。本研究联合DCE、1H-MRS、DWI技术来评估乳腺癌患者NACT中的疗效，探讨该组合方式评价乳腺癌NACT的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2017年1月—2019年12月单发性乳腺癌女性患者67例（67个病灶均为单发性乳腺癌），符合纳入和排除标准，患者NACT前均行增强MRI检查，并经穿刺活检病理学确诊为乳腺癌，所有病例均接受4～6个疗程的NACT，化疗结束后增强MRI检查评估临床治疗效果，后行乳腺癌根治术，术后病理均确诊乳腺癌。乳腺癌NACT前患者基本临床特征分布见表1。

1.2 纳入标准

（1）患者均为单发性乳腺癌；（2）NACT前后自愿接受DCE-MRI、DWI与1H-MRS检查；（3）患者均行NACT 4～6个疗程；（4）对本研究知情，且签署知情同意书。

1.3 排除标准

（1）临床资料不完整者；（2）不能坚持化疗4～6个疗程者；（3）伴随精神类疾病或智力障碍，无法配合医师检查者。

1.4 检查方法

采用美国GE Signal HDxt 1.5T超导磁共振扫描仪检查。MRI动态增强扫描检查方法采用GE Signa HDxt 1.5T扫描仪，8通道乳腺相控阵线图，俯卧位，使双乳自然下垂，双上肢伸直过头。平扫常规成像序列：横轴位T2WI快速自旋回波序列、横轴位T1WI自旋回波序列；轴位弥散加权成像（DWI）：弥散敏感因子（b）选择1000 s·mm2或500 s·mm2：TE回波序，TR5000 ms，厚度5.0 mm，间隔1.5 mm；矢状位脂肪抑制自旋回波序列：TE 85 ms，TR4740 ms，厚度4.0 mm，间隔0.4 mm；冠状位STIR序列：TE 42 ms，厚度6.0 mm，间隔0.5 mm；FOV尽量包含腋下。1H-MRS扫描：1H-MRS采集前先进行匀场和水抑制，利用点分频谱序列进行图像采集，感兴趣区域选择为肿瘤非坏死区，一般设置为10 mm3，并且多点取平均值，与正常组织区相对照，以减少对实验的影响。增强扫描：对比剂为Gd-DTPA（通用电气药业有限公司，上海），剂量为0.1~0.2 mmol·kg-1，静脉团注。注药前，先扫描蒙片，注药后直接扫描，时间约为10 min，扫描结束后用Functool SER做动态增强曲线后处理。

表1 乳腺癌NACT前患者基本临床特征分布

1.5 图像处理

GE ADW 4.5工作站处理图像，由专门从事乳腺影像诊断的两名高年资主治及以上放射科医师进行MRI图像分析、测量。如遇意见不统一，由第3位医师进行复核，直至意见统一。主要进行以下图像分析：（1）肿瘤化疗前后体积变化：测量NACT前和治疗后乳腺肿瘤病灶，包括前后径、左右径、上下径，单位为mm；（2）测量与绘制时间-信号曲线（time-signal intensity curve，TIC）：Ⅰ型为持续型，特点为时间内信号曲线逐渐增加；Ⅱ型为平台型，特点为信号强度早期迅速达到峰值，维持该水平形成了中期及晚期的平台特征；Ⅲ型为廓清型，特点为早期信号逐渐增加，信号达到峰值后开始降低；（3）测量表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）：选择癌灶最大层面，DWI图像信号最亮区域手动选择感兴趣区（ROI），实质部分面积不低于5个体素，然后计算ADC值；（4）胆碱复合物（tCho）：选择兴趣区相对平稳基线并记录主要代谢物波峰，进行1H-MRS分析，以3.24 ppm处是否出现波峰为判断标准。

1.6 统计学方法

数据用SPSS 17.0软件进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差（±s）表示，组间比较行配对t检验，计数资料以例或%表示，组间比较行卡方检验。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 NACT前后病灶径线及ADC值的变化

所有患者术后经病理学证实均为乳腺恶性病变，共计67个病灶，其中浸润性导管癌38个，浸润性小叶癌14例，黏液腺癌5个，乳头状癌3个，其他癌（包括炎性乳癌、分泌性癌、髓样癌）7个。NACT治疗后，67个病灶均有不同程度的体积减小，向心性体积缩小的有42个，不规则树枝样缩小的有25个。其中，形态规则、边界较清晰的病灶多呈向心性缩小，而不规则者多表现为树枝样缩小。病灶的上下径、左右径、前后径均较治疗前减小（P均＜0.001），ADC值较治疗前升高（P＜0.001），见表2。乳腺癌NACT前后病灶上下、左右、前后径线及ADC的MRI图像见图1。

2.2 乳腺癌NACT前后强化曲线、胆碱峰的变化情况

NACT前病灶强化特征以Ⅲ型TIC曲线为主（占53.7%），经NACT后多变化为Ⅰ型和Ⅱ型（分别占31.3%、47.8%）。且治疗后I型强化曲线人数较治疗前增多、III型强化曲线人数较化疗前较少（P＜0.001）；Ⅱ型强化曲线人数治疗前后差异无统计学意义（P=0.60）；治疗前，测量胆碱峰升高病例58例（9例未测出胆碱峰），治疗后胆碱峰升高病例13例，治疗后胆碱峰升高较治疗前减少（P＜0.001），见表3、见图2。

表2 乳腺癌NACT前后病灶上下、左右、前后径线及ADC的变化（n=67）

图1 乳腺癌NACT前后病灶上下、左右、前后径线及ADC的MRI图像

表3 乳腺癌NACT前后强化曲线、胆碱峰变化［例（%）］

3 讨论

目前，临床已广泛应用NACT治疗乳腺癌，可起到术前缩小癌灶、降低TNM分期，提高术中全面切除概率等有利作用；对于部分无法采取手术切除的患者，NACT可实现保乳目的，且能提高患者生存率和生存质量。然而，临床实践中受个体差异、肿瘤病理类型等因素影响，NACT效果存在不稳定性，可能会误判NACT效果，最终延误手术时机。适时选择合适的无创影像学检查评估NACT效果具有重要意义。

在选取的67个病灶中，对经NACT前后乳腺癌肿块的形态、大小（前后、左右、上下径线）、动态增强曲线、ADC值和1H-MRS的胆碱峰等参数进行研究，均有显著改变。42例癌灶向心性体积缩小，25例不规则树枝样缩小，其中形态规则、边界较清晰的病灶多呈向心性缩小，而不规则者多表现为树枝样缩小。通过检测癌灶的径线来评价化疗的疗效，均表明化疗后病灶较化疗前明显缩小。相关研究证实MRI测量化疗后残留癌灶大小准确性较高[3-4]。

NACT治疗前后不仅乳腺癌肿块体积有所改变，肿瘤强化特征、细胞外间隙以及血管通透性也有所改变。本研究的67个恶性病灶中，NACT前病灶强化特征以Ⅲ型TIC曲线为主，经NACT后多变化为Ⅰ型和Ⅱ型。乳腺MRI影像学诊断结果与术后病理学诊断高度一致，MRI测量所得的动态增强曲线和肿瘤体积在NACT前后均与NACT前后病理表现相吻合[5-7]，本研究提示增强MRI的此种序列组合方式对乳腺癌的NACT效果具有很好的评估价值。

相关研究[8]提示，在1H-MRS波谱中胆碱波峰的出现和升高是诊断乳腺恶性肿瘤的重要依据。胆碱峰异常升高是因恶性肿瘤增殖速度快导致胆碱的合成和分解代谢活跃所引起。本次研究出现胆碱峰升高的发生率也由86.6%降至19.4%。这也与相关研究发现MRS对乳腺癌诊断的特异性在88%左右基本吻合[9]。辛德友等[10]研究提出，联合应用1H-MRS和DCE-MRI对乳腺癌定性诊断，明显提高了灵敏度和准确率。本研究结果显示，1H-MRS与乳腺病灶体积关系密切，最大径线小于1.0 cm的肿块，基本测不到胆碱峰，这可能与MRI空间分辨力相对较低有关，部分病理类型的乳腺癌不容易测到胆碱峰，本组病例中有2例炎性乳癌、1例浸润性癌伴坏死和2例黏液癌均未检测到胆碱峰。

图2 乳腺癌NACT前后强化曲线、胆碱峰的MRI图像

DWI在分子水平显示，在生理和病理状态下组织结构信息和水分子扩散动态，利于掌握组织含水量变化相关的形态学变化，以及早期的生理学变化。NACT中的细胞毒性药物改变了细胞膜通透性和完整性，促使肿瘤细胞发生凋亡，凋亡细胞密度减小，细胞外间隙增加，从而使得肿瘤组织内水分子扩散速率增大，ADC值也随之发生改变。本研究提示病灶在化疗前后其感兴趣区域ADC值变化显著，说明不同化疗效果患者DCEMRI定量参数、DWI ADC存在显著区别[11]。

本研究结果表明，MRI具有极高的乳腺癌软组织分辨力，能实现多参数、多方位扫描成像，可弥补其他检查手段不足之处。但同样也存在一定的局限性，比如，DWI受呼吸和心跳运动影响会产生运动伪影，小的癌块（长径<1 cm）均测不到胆碱峰，该现象是由于1H-MRS受乳腺病灶体积及周围正常腺体的影响。随着乳腺癌NACT后病灶缩小，ADC值升高、TIC III型有变化为Ⅰ型和Ⅱ型的趋势，结果与文献报道一致[12]。因此，MRI技术在评价化疗后效果时，宜联合运用多种方法，为临床实践提供更为全面与准确的影像学信息。而联合DWI、1H-MRS和DCE-MRI方法在评估乳腺癌中具有良好的应用前景。

综上所述，NACT可明显提高乳腺癌治疗效果，联合DWI、1H-MRS和DCE-MRI技术可精准评估NACT前后乳腺癌组织变化特点，可清晰、准确地显示癌灶的位置、形态、大小及邻近组织的变化情况，为临床准确评估化疗疗效和手术策略提供依据。