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IVIM-DWI技术联合T1 mapping成像对乳腺肿瘤的定性诊断

2025-03-18 11 上传者：管理员

摘要：目的分析体素内不相干运动-扩散加权成像（IVIM-DWI）技术联合纵向弛豫时间定量成像（T1 mapping）对乳腺肿瘤的定性诊断价值。方法前瞻性研究，纳入112例乳腺肿瘤患者作为研究对象，患者符合手术治疗适应证，并同意接受手术治疗。所有患者于术前接受IVIM-DWI、T1 mapping检查，以手术组织病理活检结果将患者分为良性组和恶性组，比较2组IVIM-DWI参数[表现弥散系数（ADC）、单纯扩散系数（D）、伪扩散系数（D*）以及灌注分数（f）]、T1 mapping参数[T1值],评估IVIM-DWI联合T1 mapping成像对乳腺肿瘤的定性诊断价值。结果全部患者均完成手术组织病理活检，结果显示，112例乳腺肿瘤患者经活检确诊恶性12例，占比10.71%。恶性组ADC、D值均小于良性组，f、D*、T1值均大于良性组，差异有统计学意义（P<0.05）。绘制ROC曲线，IVIM-DWI、T1 mapping主要参数（ADC、D、f、D*、T1值）对乳腺肿瘤定性诊断的ACU均>0.70,有一定诊断价值。基于上述参数构建列线图模型发现，ADC、D越小，f、D*、T1值越大的乳腺肿瘤患者，恶性风险越高，列线图中各参数联合对乳腺肿瘤有较高的定性诊断价值（AUC=0.980）。结论 IVIM-DWI技术联合T1 mapping成像可用于对乳腺肿瘤的定性诊断，基于各参数构建的列线图模型可对乳腺肿瘤作出定性诊断。

关键词：
乳腺肿瘤
体素内不相干运动
定量成像
扩散加权成像
纵向弛豫时间
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乳腺肿瘤好发于30~50岁女性,具有大小不等､界限不清等特点,乳腺良性肿瘤主要包括纤维腺瘤､囊肿等,不会对患者生命造成威胁,但恶性肿瘤,即乳腺癌,会损伤患者乳腺细胞,甚至出现转移,危及生命｡因此,对乳腺肿瘤的定性诊断尤为关键｡一直以来,对于肿瘤的定性诊断通常以手术组织病理活检为金标准,但该方法需要接受手术后取材活检才能获得结果,对于不符合手术适应证的患者价值相对有限｡体素内不相干运动-扩散加权成像(intravoxelincoherentmorion-diffusionweightedimaging,IVIM-DWI)可间接反映微观组织结构变化,现已被用于各类肿瘤的定性诊断,如前列腺､卵巢肿瘤等[1-2]｡纵向弛豫时间定量成像(T1mapping)可根据组织特异性捕捉组织的纵向弛豫时间,以此判定病变情况,也在各类肿瘤定性诊断中被应用[3],同时,苏春艳等[4]研究也证实T1mapping可用于诊断乳腺癌｡目前,临床上关于IVIM-DWI､T1mapping用于乳腺癌诊断的相关研究较多,但各研究的结果有差异,加之两种检查手段主要通过参数表现判定良恶性性质,尚未形成统一的定性诊断结论｡基于此背景,本文将重点探讨IVIM-DWI联合T1mapping对乳腺肿瘤定性诊断价值｡

1、资料与方法

1.1一般资料

本研究为前瞻性研究｡纳入2022年1月至2024年1月医院诊疗的112例乳腺肿瘤患者作为研究对象｡纳入标准:①经临床触诊､影像学诊断证实存在乳腺肿块;②符合乳腺肿瘤手术适应证(乳房良性肿瘤､局限性乳腺囊性增生､局限的慢性乳腺疾病等需要接受手术治疗的患者);③术前接受IVIM-DWI与T1mapping检查,拟于检查后1周内完成手术治疗,根据适应证与患病情况选择合理的手术治疗方法,主要涉及乳腺肿瘤切除;④患者及家属对本研究知情,且签署研究知情同意书,并同意接受乳腺肿瘤组织病理学检查｡排除标准:①既往有乳腺手术史;②合并其他乳腺疾病;③存在认知功能障碍或既往有精神病药物服用史;④有放疗､化疗等特殊治疗史;⑤合并血液､免疫系统等严重性疾病;⑥近期确诊传染性､感染性疾病;⑦因其他恶性肿瘤疾病转移导致的肿瘤;⑧既往已经确诊其他恶性肿瘤疾病｡

1.2方法

所有患者均行IVIM-DWI与T1mapping检查｡患者取仰卧位,双乳自然垂悬在线圈中央｡使用3.0T超导型MRI扫描仪(生产厂家:飞利浦医疗科技有限公司,型号:IngeniaCX)及16通道乳腺专用线圈扫描｡扫描序列包括常规T1mapping成像序列､DEI和DCE序列｡①T1mapping成像采用Look-Locker反转恢复序列扫描,所有图像在数据采集后整合成数据集,随机生成T1伪图像;每个像素的信号强度即为T1值,并将全部像素最终平均值作为最终结果｡②IVIM-DWI以单次激发自旋回波扩散加权平面回波成像序列,重复时间､回波时间､层厚､层间距､视野和奖励次数分别为225.00ms､97.00ms､3mm､0.5mm､38cm×30cm和4次｡将获得的数据代入软件中计算获得表现弥散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)､单纯扩散系数(simplediffusioncoefficient,D)､伪扩散系数(pseudodiffusioncoefficient,D*)以及灌注分数(perfusionfraction,f)｡

手术病理活检:所有患者经手术治疗并取材行组织病理活检,获得最终病理活检结果｡根据手术病理活检结果将患者分为良性组､恶性组｡

1.3观察指标

(1)112例患者手术病理活检结果｡(2)比较不同性质的乳腺肿瘤患者IVIM-DWI与T1mapping相关参数｡(3)绘制ROC曲线图,分析IVIM-DWI､T1mapping主要参数对乳腺肿瘤定性诊断价值｡(4)基于参数构建列线图模型,分析IVIM-DWI联合T1mapping定性诊断乳腺肿瘤的价值｡

1.4统计学方法

所有数据采用SPSS25.0统计学软件分析处理,计量资料以(x珋±s)表示,行t检验｡采用R软件和rms程序包制作列线图,并绘制内部校正曲线和受试者工作特征曲线(ROC),获取曲线下面积(AUC),检验IVIM-DWI与T1mapping各参数对乳腺肿瘤的定性诊断效能:AUC值>0.9表示价值较高,0.70~0.90表示有中等价值,0.5~0.7表示价值较低｡以P<0.05表示差异有统计学意义｡

2、结果

2.1手术病理活检结果

全部患者均完成手术组织病理活检,结果显示,112例乳腺肿瘤患者经活检确诊恶性12例,占比10.71%;良性100例,占比89.29%(100/112)｡

2.2不同性质的乳腺肿瘤患者IVIM-DWI与T1mapping参数比较

恶性组ADC､D值小于良性组,f､D*､T1值大于良性组,差异有统计学意义(P<0.05)｡见表1｡

表1不同性质乳腺肿瘤患者IVIM-DWI与T1mapping参数比较(x珋±s)

2.3IVIM-DWI､T1mapping主要参数对乳腺肿瘤定性诊断价值

以乳腺肿瘤良恶性情况为状态变量(1=恶性,2=良性),绘制ROC曲线图,结果显示,IVIM-DWI､T1mapping主要参数(ADC､D､f､D*､T1值)对乳腺肿瘤的定性诊断有一定效能,AUC均>0.70｡效能分析结果见表2｡

表2IVIM-DWI､T1mapping中有差异参数对乳腺肿瘤定性诊断价值分析

2.4IVIM-DWI联合T1mapping各参数定性诊断乳腺肿块的列线图模型

基于IVIM-DWI联合T1mapping相关参数(ADC､D､D*､f及T1值),建立乳腺肿块定性诊断列线图模型,见图1｡各条评分右侧端点长度指标依次为86.4､94.6､76.4､100､47.5,总分为404.9｡

图1IVIM-DWI联合T1mapping各参数对乳腺肿瘤定性诊断列线图模型

采用Bootstrap自抽样法和C-index对模型进行内部验证(C-index=0.980),结果表明列线图的精确度和区分度良好,校准曲线与理想曲线贴合良好,校准曲线见图2｡经ROC曲线检验整体模型的评估价值显示,AUC为0.980(95%CI为0.952~1.000),见图3｡以上结果均表明本模型诊断精准度良好｡

图2列线图模型的内部校正曲线验证

图3列线图模型的ROC曲线验证

3、讨论

本研究中112例乳腺肿块患者经病理组织活检发现,有12例患者乳腺肿瘤为恶性,占比10.71%,这与张雪等[5]研究结果接近,提示乳腺肿瘤有较高的恶性风险,需尽早进行定性诊断｡

在良恶性肿瘤的鉴别中,恶性肿瘤通常新生血管较多､细胞外间隙较小,会对周围组织分子扩散情况造成影响[6]｡因此,评估肿瘤内部新生血管情况及扩散现象或可对乳腺肿瘤展开定性诊断｡IVIM-DWI能反映不同组织成分的水分子在病理状态下的功能变化,已被张娟等研究[7]证实可用于乳腺癌的诊断,同时其参数在该研究中还被证实与患者免疫组织化学指标表达有关｡本研究通过对比不同性质乳腺肿瘤患者的ADC､D､D*､f值发现,恶性组ADC､D值低于良性组,D*､f值高于良性组,表明IVIM-DWI技术检查能够发现乳腺恶性肿瘤患者扩散以及新血管生成的异常情况｡分析原因,ADC值能表现细胞外间隙;D值可反映组织结构,能够显示组织分子扩散状态;而恶性肿瘤由于增殖速度快､核-质比较大,导致细胞外间隙较小,会对组织分子的扩散造成影响,并且恶性肿瘤通常表现为水肿,会使组织分子弥散能力受到影响而下降,即ADC､D值降低｡D*值可反映肿瘤内部及周围血流速度和毛细血管节段长度,而f值能够显示肿瘤内部及周围新生血管数量和血管完整性[8-9]｡因为恶性肿瘤增长速度较快,对氧气和营养物质的需求大,体内正常血管难以满足恶性肿瘤细胞代谢需求,肿瘤内及周围便会生成新血管为其输送氧气和营养物质,所以恶性肿瘤新生血管丰富,即D*､f值较高｡因此,行IVIMDWI检查,通过获得ADC､D､D*､f等参数,可评估患者组织分子扩散状况以及血管生成情况,对乳腺肿瘤定性诊断｡

组织的T1值是组织本身的特性,简单来说就是组织调整自己适应环境所需要的时间｡在主磁场一定时,T1值主要取决于组织内在特性,如组织含水量､含脂量､大分子的随机运动等[10]｡当肿瘤发生病理生理改变时,其内在成分也会发生改变,则T1值显著不同｡T1mapping成像是一种定量核磁共振技术,常用于测量肿瘤的T1值,能够反映组织中水和细胞外基质分子间慢频率的相互作用[11],已被李淑健[12]等证实可用于定量分析肿瘤组织特性,评估组织分化程度｡本研究对比不同性质乳腺肿瘤患者的T1值,结果显示,恶性组T1值大于良性组｡分析原因,恶性肿瘤组织经历坏死后,与之相关的大分子会释放到细胞周围空间,故其适应体内环境所需要的时间会增加,T1值升高[13]｡因此,行T1mapping成像检查,通过测量患者乳腺肿瘤T1值,可通过反映肿瘤适应体内环境所需要的时间,进而对肿瘤进行定性诊断｡

为提高对乳腺肿瘤的定性诊断价值,本研究将IVIM-DWI技术与T1mapping成像联合,IVIM-DWI技术能观察肿瘤内血液灌注信息,使医师更加精准的获得肿瘤内部血流情况及其水分子扩散状态[14]｡T1mapping成像是通过测量肿瘤适应体内环境所需要的时间,评估肿瘤的组织特性,并以数值显示,更为准确､直观｡考虑将二者联合不仅能够反映患者组织内水分子扩散状态､血液灌注信息,还能全面了解肿瘤本身特性,对肿瘤作出更全面､准确评估,准确对其定性[15]｡因本研究涉及参数较多,因此考虑初步经ROC分析各参数单独定性诊断价值,再进一步绘制列线图使定性诊断价值可视化,结果显示经ROC分析后,各参数定性诊断乳腺肿瘤的AUC均>0.70,均有诊断价值,基于此绘制列线图模型,经辅助线与简单求和计算,能快速得到IVIM-DWI技术联合T1mapping成像各参数对乳腺恶性肿瘤的风险评分,经评分可以全面且准确定性诊断肿瘤｡为避免模型过度拟合并保证模型准确度,本研究对模型进行了校正曲线验证及ROC曲线验证,结果显示AUC为0.980,可见模型有较高的准确性和区分度,证实了IVIM-DWI技术相关参数联合T1mapping成像参数对乳腺肿瘤定性诊断价值更理想｡

综上所述,IVIM-DWI技术联合T1mapping成像对乳腺肿瘤的定性诊断价值较高,基于各参数构建的列线图预测模型可用于乳腺肿瘤的定性诊断｡

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