乳腺腫瘤1H磁共振波譜的

應(yīng)用現(xiàn)狀與進展醫(yī)學(xué)影像中心許尚文2021-03-25摘要南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心概述乳腺癌是婦女最常見的惡性腫瘤之一。影像檢查在乳腺癌的早期發(fā)現(xiàn)、診斷有重要作用乳腺MR尤其是DCE-MRI明顯提高了診斷的敏感性，但特異性不高，限制其的進一步應(yīng)用。1HMRS可以無創(chuàng)的定性、定量分析病變的代謝物濃度,對診斷有較高的敏感性和特異性。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心乳腺1HMRS成像關(guān)鍵問題：①抑水②抑脂③空間定位④勻場南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心勻場是提高磁場整體均勻性的過程,其對成像質(zhì)量的影響是很重要的,良好的勻場不僅可以提高圖像的信噪比,而且還直接影響水脂信號抑制的成敗。目前對于勻場相對容易的腦部1HMRS應(yīng)用較成熟,而其他系統(tǒng)1HMRS的應(yīng)用仍有限度。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心2乳腺腫瘤1HMRS應(yīng)用的病理生化根底研究發(fā)現(xiàn),在惡性乳腺病變的MRS中經(jīng)常會出現(xiàn)總膽堿峰(tCho)。MRS診斷乳腺癌的敏感度和特異度為83%、85%總膽堿(tCho)包括甘油磷酸膽堿(GPcho)、磷酸膽堿(Pcho)和磷脂酰膽堿(PtdCho)。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心膽堿是體內(nèi)一種反映細胞增生的生物學(xué)標(biāo)記。正常人類乳腺上皮細胞中含量很少,哺乳時其代謝的水平增加,可濃縮膽堿及其代謝物,造成含量增加癌細胞迅速生長和增殖加速了細胞膜的合成是造成膽堿含量較正常及良性組織增高的主要原因南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心乳腺癌細胞較正常乳腺上皮細胞中磷酸膽堿、膽堿復(fù)合物含量升高,可達正常組織的10余倍,而甘油磷酸膽堿含量明顯減少。Glunde發(fā)現(xiàn)膽堿激酶和磷脂酶C活性明顯升高,磷脂酶(B、A2、D)活性那么明顯降低,細胞膜甘油磷酸膽堿向膽堿和磷酸膽堿轉(zhuǎn)化增加。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心對乳腺細胞的體外MRS研究發(fā)現(xiàn),在成為惡性表型時,乳腺上皮細胞表現(xiàn)出磷酸膽堿和膽堿復(fù)合物含量的升高，并出現(xiàn)由高甘油磷酸膽堿/低磷酸膽堿向低甘油磷酸膽/高磷酸膽堿轉(zhuǎn)變,膽堿水平升高說明了組織從正常到致癌基因轉(zhuǎn)化進而到形成腫瘤組織演進的過程。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心3乳腺腫瘤1HMRS的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀3.1鑒別乳腺腫瘤的良惡性3.2診斷腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移3.3早期評估乳腺癌療效和判斷預(yù)后南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心3.1鑒別乳腺腫瘤的良惡性早期明確乳腺疾病的良惡性是研究的熱點之一。Roebuck首先提出tCho含量可作為鑒別惡性腫瘤的指標(biāo),隨后又有多個研究得出相似的結(jié)論。Katz利用檢測tCho含量的診斷敏感度和特異度分別為83%、85%,在年輕患者兩者均接近100%南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心研究發(fā)現(xiàn)在正常哺乳期婦女的乳腺組織和許多良性病變?nèi)缋w維腺瘤、乳腺增生的亦有tCho峰。理論上MRS對于哺乳期良惡性乳腺腫瘤的鑒別仍有困難,但哺乳期的惡性腫瘤在發(fā)生率是很低。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心Stanwell在40例非哺乳期健康者1.5T1HMRS的研究：3例于3.28ppm處出現(xiàn)膽堿峰,與在乳腺癌病例中膽堿峰出現(xiàn)在3.22ppm不同,且發(fā)現(xiàn)高場下的正常乳腺組織常能檢測到膽堿峰。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心如何提高診斷的特異度？有學(xué)者認為多種MR檢查聯(lián)合有助于提高特異度。Huang等在常規(guī)動態(tài)增強MRI根底上聯(lián)合單體素1HMRS后診斷特異度由62.5%提高到87.5%,再聯(lián)合T2*灌注成像后診斷特異度到達100%。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心3.2診斷腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心有學(xué)者在體的1HMRS研究中發(fā)現(xiàn),甘油磷酸膽堿磷酸二酯(GPC-PC)、膽堿、乳酸、丙氨酸和二磷酸尿苷葡萄糖水平在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中明顯增高。GPC-PC/蘇氨酸比率也明顯增高,用這個作標(biāo)記,檢測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度、特異度、準確度分別為80%、91%、88%。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心3.3早期評估乳腺癌療效和判斷預(yù)后南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心常規(guī)MRI也只是通過對腫瘤大小、形態(tài)及信號變化等與治療反響相關(guān)指標(biāo)的觀察而用于治療的監(jiān)測,要在新輔助化療6周后才能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)改變。1HMRS可以觀測到乳腺病變發(fā)生形態(tài)學(xué)變化之前的細胞內(nèi)代謝化合物的變化。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心Jaganathan等首先報道了通過觀察tCho含量的變化反映乳腺癌對治療后的反響情況。Kumar通過1HMRS對33例乳腺原位癌患者的化療后反響研究認為,接受NACT治療前后的病人原發(fā)腫瘤體積變小的同時其水脂比的減低亦有顯著性差異南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心Meisamy等在對首次劑量使用阿霉素化療方案的原位癌乳腺病人治療前后24小時tCho含量變化的研究中發(fā)現(xiàn),在最先的13例患者中治療前后24小時tCho含量的變化與第四個化療周期結(jié)束后病變大小的變化呈顯著正相關(guān),且tCho含量的變化在對治療有效和無效者之間有顯著性差異。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心4.1空間分辨率4.2信噪比4.3脂質(zhì)4.4成像時間南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心4.1空間分辨率南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心空間分辨率提高后的1HMRS僅有助于明確動態(tài)增強MRI發(fā)現(xiàn)的病變性質(zhì),而且還能在常規(guī)MRI根底上更全面的發(fā)現(xiàn)病灶。目前應(yīng)用2D或3D成像提高空間分辨率在腦部腫瘤的研究已較為普遍,而對于乳腺腫瘤的研究尚處于探索階段。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心4.2信噪比1HMRS乳腺腫瘤中的膽堿信號受MR掃描信噪比的影響。提高膽堿信噪比的方法有采用高場強掃描系統(tǒng)(>1.5T)、改進MR脈沖序列、研究更適合乳腺波譜檢查的外表線圈及相應(yīng)的處理軟件等通過對活體1HMRS的研究發(fā)現(xiàn),信噪比與場強呈線性正相關(guān)。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心4.3脂質(zhì)

乳腺因含有大量的脂肪組織,很難到達良好的勻場;勻場不均勻會導(dǎo)致譜線增寬、SNR降低。過高的脂峰還會產(chǎn)生偽影進而干擾tCho的測量。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心Bolan等研究認為,使用零頻率掃描或使用不同TE獲得的平均波譜可以區(qū)分出非耦合代謝產(chǎn)物與脂肪峰,進而提高1HMRS對膽堿的敏感性。利用反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列及傳統(tǒng)的k空間選擇雖然可以抑制強大的脂質(zhì)峰,但同時又會抑制tCho峰。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心4.4成像時間MRSI應(yīng)用面臨的重要問題之一是縮短成像時間。與單體素數(shù)據(jù)采集相比MRSI所需時間更長。近年的研究認為在MRSI中使用橢圓規(guī)序k空間編碼結(jié)合螺旋形過濾可以克服這一缺陷。對于12×12×83D數(shù)據(jù)集,TR為1.5～4秒,時間需12分30秒,而傳統(tǒng)的k空間填充那么需115分10秒南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心5展望目前,乳腺1HMRS的研究焦點集中在如何提高圖像的空間分辨率及信噪比、抑脂均勻并縮短采集時間等方面,對于膽堿復(fù)合物作為診斷乳腺疾病的生物學(xué)指標(biāo)且是否有助于判定療效方面還有待于進一步研究總結(jié)。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心小結(jié)該綜述立題相對較新，且有臨床實用價值。1HMRS能提供代謝物的定性及半定量信息。1HMRS檢查時間長，費用高及鈣化顯示差等缺點。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心由于1HMRS的影響因素相對較多,目前還不能獨立用于臨床診斷,結(jié)合常規(guī)MR表現(xiàn)及DCE-MRI，能起到良好互補作用，極大提高診斷的敏感性與特異性。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心圖1～3女58歲。右乳房腫塊1年余,3個月前發(fā)現(xiàn)腫塊漸增大。MRI清晰顯示右乳房4.1×4.1cm分葉狀腫塊(圖1)。圖2為病理切片,示癌細胞條索狀、巢狀排列,間質(zhì)纖維組織反響明顯(HE×100)。圖3為1HMRS,示于3.24ppm處出現(xiàn)Cho峰,3.00ppm處出現(xiàn)Cr峰。圖4～6女,12歲。雙側(cè)乳腺迅速增大2個月。MRI示巨大乳腺腺體組織內(nèi)有7.2×10cm大小的腫塊,內(nèi)見分隔(圖4)。圖5為病理切片,示大量增生的纖維組織及乳腺導(dǎo)管(HE×100)。圖6為1HMRS,于3.24ppm處出現(xiàn)Cho峰圖7水抑制不完全,較高水峰干擾波圖8抑脂不完全,脂肪波峰干擾較高圖9磁場不勻,導(dǎo)致信號信噪比低.圖1

女,51歲,左乳浸潤性導(dǎo)管癌1H-MRS,Cho峰升高。圖2

女,66歲,右乳浸潤性導(dǎo)管癌1H-MRS,Cho峰升高南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心圖3女26歲,纖維腺瘤伴雙乳慢性乳腺炎。左乳炎性組織1H-MRS,Cho峰升高。圖4女12歲,左乳巨大纖維腺瘤1H-MRS,Cho峰升高,磁場不均勻,信噪比較低,頻譜基線不穩(wěn)。南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心圖1乳腺癌及其參照模型的波譜。圖1a為DWI定位像。圖1b為該病灶的波譜圖，可于3.22ppm處見復(fù)合膽堿峰。圖1c為校對模型的定位圖。圖1d為校對模型的波譜。以校對模型中的膽堿濃度為參照計算出的乳腺癌中的復(fù)合膽堿濃度為2.88mM。圖2乳腺纖維腺瘤及其參照模型的波譜。圖2a為DWI定位像。圖2b為該病灶的波譜圖，可于3.22ppm處見復(fù)合膽堿峰。圖2c為校對模型的定位圖。圖2d為校對模型的波譜。以校對模型中的膽堿濃度為參照計算出的乳腺癌中的復(fù)合膽堿濃度為0.82mM。南京軍區(qū)福州總