乳腺MRI多b值下ADC值定量对腋窝淋巴结定性诊断价值及b值优化

陈泉桦，刘彪

乳腺癌发病率逐年上升，死亡率高居女性恶性肿瘤的首位。大多数乳癌早期临床症状不明显，导致就诊时多己属中晚期。此时准确判断有否乳癌转移对制定合理的治疗方案至关重要，是提高患者生存率和生活质量的关键。淋巴转移被认为是乳癌转移最早、最主要的方式，腋窝淋巴结是乳癌淋巴转移的首站。目前，腋窝淋巴结定性的无创方法有手法触诊、B超和钼靶，准确性较低。本研究旨在探讨ADC值定量在腋窝淋巴结定性诊断中的价值并优化b值。

1 材料与方法

1.1 材料

搜集2011年1月至2013年3月在我院进行乳腺MR常规平扫、扩散加权成像及动态增强扫描并最终获得明确手术病理结果和(或)针吸活检病理结果的女性患者59例，其中恶性乳腺病变45例共82枚淋巴结(61枚淋巴结转移，21枚未见转移)、良性乳腺病变14例共14枚淋巴结。对96枚淋巴结进行回顾性分析。年龄18～79岁，平均51.7岁。

1.2 扫描设备、序列及参数

采用Siemens Avanto 1.5 T磁共振成像仪及相控阵表面线圈。患者俯卧使双乳自然悬垂于线圈洞穴内。按以下扫描序列顺序进行检查：常规平扫、DWI、动态增强扫描。具体参数：(1)常规行快速自旋回波(TSE)-T1WI、T2WI，短恢复时间反转恢复(STIR)脂肪抑制技术。T2WI TR 4500ms，TE 105 ms；FOV 340mm×340mm；矩阵512×348；层厚3 mm。T1WI TR 775 ms，TE 12 ms；FOV 340mm×340mm；矩阵256×192；层厚4 mm。Tirm (STIR) TR 5600，TE 59 ms，TI 170ms；FOV 340mm×340mm；矩阵314×320；层厚4 mm。(2) DWI(平面回波序列)：TR 5100ms，TE 89 ms；b (0、400、800及1000s/mm2)；层厚4 mm；层距2 mm；FOV 172 mm×340mm；矩阵114×226；激发3次。(3)DCE-T 1WI (三维容积超快速多期动态序列)：TR 5.16 ms，TE 2.38 ms；激发1次；反转角10°；FOV 340mm×340mm；矩阵288×384；层厚 1.1 mm；层距0.22 mm；注射对比剂之前先平扫第一个序列，5组动态增强扫描，钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA) 对比剂用量20ml，0.2 mmol/kg体重，注射流率为3 ml/s，高压快速静脉团注对比剂后再以20ml等渗生理盐水冲管。

1.3 数据采集及后处理

分组：病理确诊乳腺癌淋巴结转移为恶性组(共61枚)；病理确诊乳腺癌非淋巴结转移及反应增生性淋巴结为良性组(共35枚)。ADC值测量：由2名从事MR影像诊断工作的中级或以上职称医师在后处理工作站(Syngo MR B17)完成；把三组不同b值下计算出来的ADC图一起加载到Mean Curve软件包内测量，保证ROI层面、大小、位置相同；ROI定位淋巴结内，小淋巴结手动勾画整个淋巴结，大淋巴结避开髓质及坏死区域，多次、多处测量取平均值。

1.4 统计学处理

所有数据采用SPSS 16.0统计学软件进行分析。(l) ADC值采用平均数值±标准差()表示；(2)对数据进行多个独立样本t检验(P<0.05)判断有无差异；(3)绘制非参数法感受性曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)，分析不同b值下ADC值定量对良恶性淋巴结的鉴别诊断效能，确定ADC界值及最佳b值。

2 结果

96枚淋巴结中乳癌淋巴结转移61枚，其中来源于浸润性导管癌45枚，来源于浸润性小叶癌10枚，来源于化生性癌、黏液腺癌各2枚，来源于髓样癌、导管内癌各1枚，淋巴结直径约0.8～2.3 cm。良性淋巴结35枚，直径约0.6～3.0cm。短径≤1.0cm的淋巴结37 枚(恶性18枚，良性19枚)。恶性淋巴结中2枚形态稍分叶，3例淋巴结出现融合、边界欠清，2枚淋巴结出现坏死；良性淋巴结中10枚呈肾形。其余淋巴结均表现为圆形或椭圆形、边界清楚。本研究中将61枚转移性淋巴结和35枚良性淋巴结的ADC 值取均数列表，b=400s/mm2时分别为(1.070±0.139)×10-3mm2/s、(1.352±0.271)×10-3mm2/s；b=800s/mm2时分别为(0.880±0.105)×10-3mm2/s、(1.110±0.242)×10-3mm2/s，b=1000s/mm2时分别为(0.781±0.106) ×10-3mm2/s、(1.011±0.230)×10-3mm2/s，3组b值下良、恶性淋巴结差异均有显著统计学意义(P=0.00)(表1)。良、恶性淋巴结在DWI上均表现为高信号，淋巴结DWI信号均随b值增大而出现不同程度衰减，恶性淋巴结DWI信号衰减不明显，良性淋巴结DWI信号衰减明显，但仍为稍高信号；恶性淋巴结ADC值明显低于良性淋巴结(图1，2)。在平衡敏感性和特异性两方面因素亦即Youden指数最大的前提下，ROC分析各b值下最佳ADC阈值分别是：b=400s/mm2时为1.24×10-3mm2/s ，诊断的敏感性、特异性分别是88.53%、62.85%；b=800s/mm2时为0.955×10-3mm2/s，敏感性77.14%、特异性78.69%；b=1000s/mm2时为0.890×10-3mm2/s ，敏感性77.14% 、特异性81.97%。随b值增大，诊断的特异性增高，敏感性有所减低。ROC曲线下面积分别是0.828、0.849、0.873，b=1000s/mm2时曲线下面积最大(AUC=0.873)(图3)，诊断效能最高。以b=1000s/mm2时的ADC诊断阈值(0.890×10-3mm2/s)诊断短径≤1.0cm的淋巴结，12(12/18)枚恶性淋巴结ADC值小于阈值；5(5/19)枚良性淋巴结ADC值小于阈值为假阳性。

表1 三种b值时恶性组与良性组腋窝淋巴结ADC值比较(×10-3mm2/s)Tab.1 Comparison of ADC valuesbetween malignant and benign group under three b values (×10-3mm2/s)

3 讨论

大约40%的乳癌患者在就诊时已有腋窝淋巴结转移，腋窝淋巴结的性质对乳癌的分期、治疗方案的制定及疗效监测有重要的参考意义，是评估乳癌预后最关键的因素。目前，淋巴结活检仍是评价其性质的金标准，但淋巴结活检特别是清扫腋窝淋巴结容易引起诸多并发症[1]。手法触诊、B超声、钼靶及常规MRI扫描等常用的无创方法仅局限在形态学层面，以淋巴结的大小、形态、边界、淋巴结门情况、中心坏死与否、倍增时间以及增强扫描强化方式等作为参考的指标，认为恶性淋巴结较良性淋巴结更大、更圆、且淋巴结门破坏消失、中心坏死多见，但该标准缺乏定量指标，特别是对于直径小于1 cm的淋巴结存在很大局限性。淋巴结的组织学改变早于形态学改变，大小及形态表现不能完全体现其细胞学改变；病理学证实转移性淋巴结直径可以很小，直径大的淋巴结不一定是转移[2-4]。本研究61枚淋巴结转移，仅有2枚出现坏死，2枚出现轻度分叶，3例淋巴结出现融合。其余淋巴结特别是短径≤1.0cm的淋巴结形态学上提供的特异性信息不多，从形态学上判断良恶性较困难。临床上多将短径＞1.0cm作为腋窝淋巴结转移的判断标准。本研究有18枚短径≤1.0cm的淋巴结出现转移，可见形态学诊断的局限性。有学者应用微创的MRI淋巴结造影检查，证实亲淋巴结对比剂(USPIO)检查对淋巴结的诊断特异性和敏感性较好，但该检查微创、费用昂贵、过程冗长、繁琐，以及部分患者出现过敏反应使其普及受到很大的制约[5]。DWI最早应用在脑梗的研究，Sumi等[6]首先将其应用在淋巴结定性诊断。

图1 同一病例。A：左侧腋窝反应性淋巴结增生(病理证实) (箭)于DWI图上呈稍高信号，图像边缘出现几何变形(箭头)；B：b=1000s/mm2时的ADC图，淋巴结ADC值约1.627×10-3mm2/s；C：淋巴结于T2WI脂肪抑制图像示病灶为不均匀高信号 图2 同一病例。A：乳腺浸润性导管癌右侧腋窝淋巴结转移(病理证实)(箭头)于DWI上呈明显高信号，图像边缘出现几何变形(箭)；B：b=1000s/mm2时的ADC图，淋巴结ADC值约0.784×10-3mm2/s；C：增强扫描T1WI示同一病例淋巴结轻度强化Fig.1 The same patient.A: Diffusion-weighted image (b=1000) in the patient with the left axillary benign lymph node (approved by operation and pathology) (arrow) shows a high single intensity mass.Image edge artifacts in magnentic sensitivity (arrow head).B: ADC value of the benign lymph node is 1.627×10-3mm2/s when b=1000.C: Transverse fat-suppressed fast spin-echo T2-weighted image in The patient with benign lymph node shows a high single intensity mass.Fig.2 The same patient.A: Diffusion-weighted image (b=1000) in the patient with breast invasive ductal carcinoma (approved by operation and pathology) (arrow head) shows a high single intensity mass in the right Axillary metastastic lymph node, image edge artifacts in magnentic sensitivity (arrow).B: ADC value of the malignant lymph node is 0.784×10-3mm2/s when b=1000.C: Transverse postcontrast T1-weighted image shows a slight inhencment mass in the malignant lymph node.

图3 b=400、800、1000s/mm2时测量淋巴结的ADC值ROC曲线图，曲线下面积分别为0.828、0.849、0.873Fig.3 ROC curve of ADC value of the lymph nodes.Areas under the curve are 0.828, 0.849, 0.873 as b=400, 800, 1000s/mm2, respectively.

DWI较常规MRI-SE序列在发现淋巴结上优势更明显，有研究表明DWI显示淋巴结更为敏感，检出率达到100%[4，7]。ADC值定量对良恶性淋巴结的鉴别诊断具有较高的参考价值，陈皓等[3]对87枚乳腺浸润性导管癌淋巴结转移及67枚非转移淋巴结研究表明，当b＝800s/mm2时，淋巴结ADC均值分别为(0.921±0.161)×10-3mm2/s、(1.167±0.199)×10-3mm2/s，转移性淋巴结ADC值明显低于良性淋巴结(P＜0.001)；以1.005×10-3mm2/s为阈值，其敏感性、特异性均高于80%。刘妍等[4]研究表明，当b=500s/mm2时，颈部良恶性淋巴结ADC均值分别为(1.598±0.218)×10-3mm2/s、(0.849±0.197)×10-3mm2/s(P<0.05)。本研究结果与上述相符，96枚良恶性淋巴结在DWI均清楚显示为高信号，随b值增大，良性淋巴结信号减低明显，恶性淋巴结信号衰减不明显。恶性淋巴结ADC值明显低于良性淋巴结，3组b值下良恶性淋巴结ADC值间差异均有显著性(P=0.000)。笔者认为恶性淋巴结ADC值明显低于良性淋巴结是水分子扩散受限的表现，恶性淋巴结皮髓质被肿瘤组织破坏、代替，结内血管迂曲、紊乱、狭窄甚者基底膜发育不完整导致动静脉短路，引起水分子增多，但同时密布、巨大的瘤细胞核又导致细胞外间隙减小，水扩散受限，两者作用下最终表现为ADC 值降低且低于良性淋巴结。也有学者认为良性淋巴结ADC值高于转移性淋巴结节，两者并无差异性，但仍然认为ADC 值有助于淋巴结定性，特别是在形态学无特异性的小淋巴结诊断方面优势明显[6，8]。临床上多将短径＞1.0cm作为腋窝转移淋巴结的判断标准。而本研究取b值=1000s/mm2时ADC阈值是0.890×10-3mm2/s判断短径≤1.0cm的淋巴结，12(12/18)枚恶性淋巴结ADC值小于阈值；5(5/19)枚良性淋巴结ADC值小于阈值为假阳性。虽然短径≤1.0cm的良恶性淋巴结的ADC值亦存在重叠，但是ADC值定量对小淋巴结定性准确性明显优于从大小及形态学上的判断。笔者认为良恶性淋巴结ADC值存在重叠是由于恶性淋巴结受侵犯程度不同以及部分反应增生淋巴结以纤维增生为主所致。淋巴结转移往往先从淋巴结包膜下开始，逐渐累及髓索。对于侵犯程度轻的淋巴结，ROI包含病变组织偏少，测得ADC值就会偏高。纤维增生为主的淋巴结细胞致密，极大限制了水分子的扩散，导致ADC值偏低。当单纯测量ADC值对淋巴结定性出现困难时，有学者[2，8]提出通过求淋巴结皮髓质ADC值之比、测量最小表观弥散系数(ADCmin)值或是相对ADC值(rADC)可以减少误差、提高诊断的准确性。单独应用ADC值对淋巴结定性并不现实，还应结合形态学的改变，如淋巴结长短径之比可作为鉴别淋巴结转移的指标，淋巴结L/S≤2更倾向于恶性；增强扫描也可以提供很多有价值的参考信息[3]。

b值反映扩散梯度场强度和强度持续时间，b值越大，DWI的扩散权重越强，毛细血管内血流的灌注对ADC值的影响越小，对良、恶性病变的差别越敏感，但同时空间分辨力减低、信噪比下降，图像更容易出现磁敏感伪影，因此提高b值并不能提高病灶的显示率。本研究中b值为1000s/mm2时，部分病例DWI出现出现不同程度的几何变形(图1)；腋窝淋巴结靠近线圈边缘，更容易产生磁敏感伪影，导致图像质量下降，所以不宜选择过高b值。小b值容易受灌注影响，图像偏重于T2WI，良、恶性肿瘤内水分子扩散受限差异小，诊断特异性减弱。本研究也证实了随着b值减小，诊断的特异性也跟着下降。但小b值信噪比高，可获得很好DWI的图像，更易于淋巴结的显示。目前文献报道DWI用于乳腺检查的b值范围为0～2000s/mm2。有研究证实了随b值增大，病变的SNR及ADC值均依次减小，均认为所选b值不应高于1000s/mm2， b值在500～1000s/mm2较为合理[8-10]。本研究采用ROC统计学分析方法，遵循Youden指数最大原则，表明随b值增大，诊断的特异性增高，敏感性有所下降，b=1000s/mm2时，以0.890×10-3mm2/s为阈值，ADC值诊断的敏感性、特异性分别是77.14%、81.97%，诊断的特异性最高，而且b=1000s/mm2时曲线下面积最大(0.873)；因此笔者认为三组b值中，b值=1000s/mm2时诊断效能最大，是较为合理的b值。虽然最佳b 值尚无定论，但从平衡信噪比和扩散权重两方面考虑，笔者认为[10]b值选择至少应能清晰的显示病灶、最大限度剔除T2穿透效应及血流灌注的影响使所测得的ADC值更接近于真实扩散值。所以至少应该取两组不同b值较为合理。

DWI检查具有无需对比剂增强、检查时短、流程简便的优点，良恶性淋巴结在DWI 上表现为高信号而易于辨认，但本研究也存在局限性：(1)腋窝淋巴结位置偏中心、且位置表浅(空气-组织界面)容易产生磁敏感伪影，选择合适的FOV及合理b值能减少伪影；(2)本组病理仅局限于乳癌淋巴结转移，其他部位肿瘤来源的淋巴结转移或淋巴结结核有待进一步研究；(3)较小淋巴结的ADC 值测量容易产生误差；(4)良恶性淋巴结ADC值存在重叠，考虑可能与淋巴结的受侵犯程度相关；(5)复习文献，转移性淋巴结与反应性淋巴结增生ADC值孰大孰小出现相反的两种结论，分析原因可能与研究对象、病变组织类型、淋巴结受累程度、场强、b值的选择以及测量ADC值时ROI的选择等诸多综合因素有关。

总的来说，DWI作为一种MRI功能成像方法在肿瘤诊断中的价值已经得到肯定，其鉴别良恶性淋巴结的价值也逐步得到认可；虽然DWI尚不能对淋巴结进行单独诊断，但其ADC 值能为淋巴结的定性诊断提供有价值的信息，可作为乳腺MRI常规检查的补充；同时合理选择b值并结合其他序列观察，能够提高诊断的效能。

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