CDT-VIBE序列DCE-MRI：血流动力学参数与乳腺癌预后因子的相关性

放射学实践 2019 年 1 月第 34 卷第 1 期 RadiolPractice Ja<2019，Vol34，No.l

•乳腺影像学•

CDT-VIBE序列DCE-MRI:血流动力学参数与乳腺癌预后因子

的相关性

武峰，李亚光，胡益祺，艾涛，夏黎明

【摘要】目的：基于CAIPIRINHA-Dixon-TWIST-VIBE(CDT-VIBE)序列高分辨率动态增强磁共 振成像（DCE-MRI),分析乳腺癌血流动力学参数与预后因子的相关性。方法：对96例经组织病理证实 为浸润性乳腺癌的患者，采用容积内插屏气扫描（CDT-VIBE)序列结合超快速并行采集 (CAIPIRINHA)、水-脂分离（Dixon)及时间分辨交叉随机轨迹成像（TWIST)三种技术进行3.0TDCE-

MRI检查，共采集35期图像（空间分辨率为l.OmmXl. 0mmX1.5mm，每期扫描时间11. 24 s)。测

量所有病灶的血流动力学参数（Kttans、K ep、V:)。对乳腺肿瘤的病理标本进行免疫组化检查，获得雌激 素受体（ER)、孕激素受体（PR)、人类表皮生长因子受体（Her-2)和Ki-67的值。采用z检验比较乳腺癌

ER、PR、HER-2和Ki-67不同表达状态间DCE-MRI定量参数的差异。结果：PR阴性组（n = 28)和PR

阳性组（n = 42)的 Ktrans 值（0• 40 士 0. 16vs0. 32 士 0. 11) min—1 和 Kep 值（0• 96 士 0. 26vs0. 81士0.

的差异有统计学意义（P<0. 05)两组间V:值的差异无统计学意义（P>0. 05)。K-67低

表达组（n=22)和高表达组（n=48)々 Ktmns(0. 39 士 0. 14vs0. 27 士 0. 11)min—1、Kep(0. 93 士 0. 26vs 0. 76士0. 27)min—4P Ve(0.44士0. 11vs0. 38士0. 10)值的组间差异均有统计学意义（P<0. 05)。各定 量参数在ER和Her-2不同表达状态之间的差异无统计学意义（P>0. 05)。结论：乳腺癌的高分辨率

DCE-MRI定量参数值与预后因子（PR、K-6 7)之间具有一定的相关性，提示其在乳腺癌的个体化治疗

中具有潜在的应用价值。

【关键词】乳腺癌；磁共振成像；动态增强扫描；免疫组化检查；预后因子 H

【中图分类号】R737. 9;R445. 2【文献标识码】A【文章编号】100〇-〇313(2〇19)01-〇〇3〇-〇5

DOI：10. 13609/j. cnki. 1000-0313. 2019. 01. 006

开放科学（资源服务）标识码（OSID):

Correlation of pharmacokinetic parameters with prognostic factors of breast cancers ： a retrospective study in dynamic contrast-enhanced MRI with CAIPIRINHA-Dixon-TWIST-VIBE technique WU Feng, LIYa-guang, HU Yi-qi, et al. Department of Radiology, Hubei Xiangyang Central Hospital, AffiliatedHospital of Hubei University of Arts and Science, Hubei 441021, China

【Abstract】 Objective： To investigate the correlation between prognostic factors and hemodynam­

ic parameters of breast cancer using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI ) based on CAIPIRINHA-Dixon-TWIST-VIBE (CDT-VIBE) technique. Methods： A total of 96 patients with in­vasive ductal carcinoma (DCIS) confirmed by histopathology were enrolled in this study with their in­formed consent. All patients underwent breast DCE-MRI using a prototype CDT-VIBE sequence at a

3. 0T MR scanner,35 phases was scanned with acquisition time of 11. 24s in each phase and spatial res­

olution of 1. 0mm X 1. 0mm X 1. 5mm. Hemodynamic parameters of breast leions including volume transfer constant between extracellular extravascular space (EES) and plasma (Ktrans), constant flux rate between EES and plasma (Kep) and EES volume per unit volume of tissue (Ve) were then calcu­lated using the functional Tissue 4D software. The prognostic factors including estrogen receptor

(ER) , progesterone receptor (PR)，K-67，human epidermal growth factor receptor 2 (HER-2) were

obtained from histopathological reports. Single-sample K-S test and paired i-test with Bonferroni cor­rection were used for statistical analysis. Results: Ktrans and Kep values were higher in PR-negative

作者单位：441021湖北，襄阳市中心医院，湖北文理学院附属医院放射科（武峰&河北，河北医科大学第一附属医院放射科

(李亚光）*30030武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科（胡益祺、艾涛、夏黎明）

作者简介：武峰（1974 — )，男，湖北襄阳人，硕士，副主任医师，主要从事骨骼肌肉及胸部影像学研究工作。通讯作者：胡益祺，E-mail:huyiqil99248@163. com

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tumors (n=28) than those in PR-positive tumors ( n = 42 ) with statistically significant difference

(0. 40 士 0. 16vs 0. 32 士 0. 11,0. 96 士 0. 26vs 0. 81 士 0. 26; both 0. 05 ). However，no significant

difference of Ve values was showed between PR-negative and PR-positive tumors. Ktrans ,Kep and Ve val­ues in Ki-67 negative tumors (n= 22) were lower when compared to Ki-67 positive tumors (n = 48 )with statistically significant difference (0. 39士0. 14 vs 0. 27士0. 11,0. 93士0. 26 vs 0. 76士0. 27,0. 44士

0. 11 vs 0. 38 士 0. 10 ; all P<0. 05 ) The other prognostic factors (ERand HER-2) showed no signifi­

cant difference in quantitative parameters (Ktrans ,Kep, Ve) between positive and negative group. Conclu­sion： Significant correlations exists between quantitative parameters (Ktrans，Kep) of high spatial and temporal resolution DCE-MRI and prognostic factors (PR, Ki-67) in breast cancers. These imaging tools may provide

a

non-invasive

method for

evaluating

the

efficacy of

neoad

【Keywords】 Breast cancer; Magnetic resonance imaging; Dynamic contrast-enhanced scanning;

Immunohistochemical examination; Prognostic factors

相对于传统的乳腺癌预后指标，雌激素受体（es­

trogen receptor, ER) 、 孕激 素受体 （ progesterone re­ceptor, PR)、人类表皮生长因子受体 （ humanepider- mal growth factor receptor 2, HER-2)和细胞增殖抗

10!92mm，中位值41mm。病理结果显示，ER阳性 44 例（63. 8\\)，阴性 25 例（36. 2%); PR 阳性 42 例 (60. 9\\)，阴性 27 例（39. 1\\) Her-2 阳性 25 例 (36. 2%)阴性 45 例（63. 8%) K-67 阳性 48 例 (69.6%)，阴性 22 例（30. 4%)。

2'检查方法

使用Siemens Skyra 3. 0T MR扫描仪和4通道乳 腺专用相控阵线圈。患者取俯卧位，双乳自然悬垂于 线圈内。扫描方案如下。①常规三平面定位像；②横

轴面脂肪抑制 FSE T2 WI:TR 3700 ms，TE 101 ms,视 野 320 mmX320 mm,层厚 4. 0 mm,扫描时间 2 min 6 s; ③多反转角 TrmappirgTR 5. 40 ms，TE 2. 46/3. 69 ms，

TA1min 5 s，视野 320 mmX 320 mm，层厚 1. 5 mm，

原标记物（Ki-67)等预后因子越来越多的应用于患者 治疗方案的制订和疗效的评估[1]。ER、PR和HER-2 等预后因子与乳腺肿瘤生长方式、生长速度、恶性程度 等生物学行为密切相关，其存在和表达可以进一步引 起组织病理学改变。因此，准确获取肿瘤细胞的分子 标记物的特征对乳腺癌的临床决策起着重要作用。目 前，临床上通常采用空心针穿刺活检术或手术后多点 取材的方法获得乳腺肿瘤的生物学标记或分子分型特 征。但是，由于取样数量和部位的限制及肿瘤异质性 的存在，对最具进展性、高度侵袭性的区域有可能漏 检[2]。

动态增强磁共振成像借助血管内对比剂和磁共振 快速采集技术，通过适当的药代动力学模型，可获得反

映病灶血流灌注和血管通透性的定量参数（Ktm'Kep、

Ve)从而能全面、无创地反映肿瘤内不同区域组织细

反转角 2/14°;④基于 CDT-VIBE 的 DCE-MRI: TR5. 4ms，TE 2. 46/3. 69 ms，视野 320 mmX320 mm,反 转角9°，层厚1. 5 mm，空间分辨率1. 0 mm X1. 0mmX1. 5 mm，11. 2 s/期，共扫描35期，总扫描时 间为7min20s。扫描3期后，由高压注射器经肘静脉 注人钆双胺注射液（欧乃影，Gd-DTPA-BMA)，剂量0. 1mmol/kg,注射流率2. 5mL/s,随后以相同流率注 射20mL生理盐水冲管。

3.图像后处理

将T1-mapping及35期DCE-MRI图像传到系统 工作站，选择Tissue4D软件进行数据后处理。采用

Tofts双室药代动力学模型，并选取人群平均动脉输

胞的生物学行为。本研究拟采用高时间和空间分辨率 的DCE-MRI技术，初步探讨血流动力学定量参数与 乳腺癌预后因子之间的关系。

材料与方法

1.临床资料

回顾性分析2014年12月一2016年7月在本院 行DCE-MRI检查且经手术病理证实的96例浸润性 乳腺癌患者的病例资料。所有病灶经手术切除并进行 组织病理及免疫组化检查。将病灶坏死范围较大 %例&直径小于1 cm%例）和呈非肿块样强化％例） 及MR图像上运动伪影严重（2例）病例剔除，最终 71例患者％1个病灶)被纳人本研究。

患者年龄19!65岁，中位年龄48岁；病灶最大径

人函数（population arterial input function)进行计算， 获得以下血流动力学参数：①容量转移常数（inflow

transfer constant，Kttans),代表对比剂从血浆（中央室）

渗漏到外周室的转运系数，单位为min-1 ;②再分布常 数（outflow rate constant，Kep),代表对比剂从外周室 返回中央室的速率常数；③血管外细胞外间隙容积比

(the extravascular space volume per unit volume of

tissue, Ve )每单位体积组织内血管外细胞外间隙的

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大小。K_、Kep和V：三者关系满足下式：VfKt/nV

Ksp。ROI的选取及基本要求：选择每个病灶的最大层

和Her-2阴性和阳性组间及K-F#高、低表达组间定 量参数的差异。以P<0. 05为差异具有统计学意义。

结果

统计分析结果显示，Kt/ns、K：^n V：测量值均符合 正态分布。各项预后因子的不同表达情况下血流动力

学参数值及统计分析结果见表1!4。

表1不同表达状态ER组的血流动力学参数分析

指标

KtransKepV：

面及其相邻层面，共三个层面，手动沿病灶边缘勾划感 兴趣区，避开病灶内明显坏死区及血管、钙化灶，尽可 能地包含整个病灶。取三个层面的平均值作为最后参 数值。

3.免疫组化分析

采用常规免疫组化D7法对-4、74、只8-%和[i-

F#进行检测。参照2010年《GD+O/+GP乳腺癌激素

阳性

0. 3F±0. 17

0. 93±0. 310. 39±0. 09

阴性

0. 34±0. 120. 84±0. 250. 43±0. 11

广值

0'2911'3731'F77

P值0'7720'1740'098

受体IHC检测指南》[3]，-R和PR评估方法：肿瘤细 胞核$1\\为阳性，<1 \\为阴性；Her-2的评判标准： (一）和（+ )为Her-2阴性，（卅）为Her-2阳性，（（）为

Her-2可疑阳性，需进一步行FIDH检测，FIDH结果

表2不同表达状态PR组的血流动力学参数分析

指标

KtransKep

V：

显示基因扩增则为Her-2阳性，反之则为阴性[4]。参 照2011年Dt. Gallen国际乳腺会议确定标准，在高倍 镜下，计算任意10个视野的阳性细胞数所占比例的平 均值：阳性细胞百分比<14\\为低表达，$14\\为高表 达$。

5.统计学方法

使用DPDD 19. 0软件进行统计分析。对计量资料 进行正态性检验。采用独立样本z检验比较ER、PR

阳性

0. 40±0. 1F0. 9F±0. 2F0. 42±0. 09

阴性

0. 32±0. 110. 81 ±0. 2F0. 43±0. 12

广值

2. 5372'3F50'054

P值0'0130'0210'957

表3不同表达状态Her-2组的血流动力学参数分析

指标

KtransKepV：

阳性

0. 34±0. 100. 87±0. 240. 41±0. 10

阴性

0. 37±0. 190. 87±0. 320. 44±0. 12

广值

0'5F70. 0900'8F1

P值0'5750'9290'392

图1 左乳浸润性乳腺癌（PR —& a)乳腺动态增强图像；b)定量参数图（Kttans = 0. F51min—SKepf 1.‘Umin—1，Ve = 0. 452;c)伪彩图。

图2 左乳浸润性乳腺癌（PR+)。a)乳腺动态增强图像；b)定量参

数图（Ktrans = 0. 344min—1，Kep = 0. F38min—1，Ve = 0. 534; c)伪彩图。

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表4不同表达状态Ki-67组的血流动力学参数分析

指标

KtransKep

Ve

和Ve值明显高于Ki-67低表达者。这可能提示Ki-67

P值

阳性

0. 27±0. 110. 76±0. 270. 38±0. 10

阴性

0. 39±0. 140. 93±0. 260. 44±0. 11

广值

3. 2962. 5452.032

高表达者乳腺癌病灶内微血管密度高，血管壁通透性 增加，局部血供丰富。

虽然DCE-MRI定量参数在一定程度上与乳腺癌 预后因子具有良好的相关性，但是其结果受扫描技术 的影响较大，不同研究者之间的结论存在较大的差 异+3]。其中，时间分辨率是影响动态增强MRI定量 参数及其诊断效能的重要因素+4];高时间分辨力序列 采样频率增高，因此所获得的定量参数能更真实地反 映组织血流动力学特征。目前临床实践中，DCE-MRI 常采用3D GRE序列，其优势在于具有较高的空间分 0. 002

0. 0130. 046

PR阴性组中乳腺癌病灶的值显著高于 PR阳性组（图1〜2)，差异有统计学意义（_P<0.05) *

而两组之间Ve值的差异无统计学意义（P>0. 05)。

Ki-67低表达组的K_s、Kep和Ve值均显著低于Ki-67

高表达组，组间差异均具有统计学意义（P< 0. 05)。

ER及Her-2不同表达状态组间Kr_、K^n V:值的

差异均无统计学意义（P>0. 05)。

讨论

DCE-MRI是一种反映组织微循环血流灌注情况

的成像技术，其信号的变化可用药代动力学模型转化 为对比剂浓度，计算后可获得反映血流动力学特征的 定量参数，从而能够无创、准确地反映病灶内不同组织 细胞的生物学行为[67]。

临床上通常采用ER和PR作为指导乳腺癌的内 分泌治疗及评估预后的指标。ER和PR阳性的患者 可以接受内分泌治疗，疗效和预后较好，生存率高+]。 本研究结果显示，ER阴性组与阳性组之间各项血流 动力学参数的差异无统计学意义，而PR阴性组的 Kt/nm K：^J显高于PR阳性组（P<0. 05)，提示PR 阴性的乳腺癌，肿瘤微血管生长快，血管内皮细胞发育 不完善，微血管通透性增加，对比剂在中央室和周围室 之间交换速度增加。临床上，PR表达状况通常作为 辅助ER预测乳腺癌内分泌治疗疗效的指标。但也有 研究结果显示PR的表达状态不仅仅接受ER的激 活，还受cAMP介导的其它通路的调节+]。本研究结 果显示，与PR阳性组相比，PR阴性组中肿瘤新生血 管更丰富，其较高。

HER-2是评估乳腺癌预后的独立性因素之一，属

于表皮生长因子受体，与乳腺癌进展及预后有着密切

关系+0]。因此，HER-2阳性者易发生肿瘤转移，患者 的预后较差。另外。临床上常根据HER-2的表达状 况选择用药方案，对HER-2阳性患者进行曲妥珠单抗 药物靶向治疗。本研究显示HER-2阴性和阳性组间 血流动力学参数的差异均无统计学意义，而这可能是 因为HER-2的作用途径与肿瘤进展过程中微血管的 生成无明显相关性+1]。

Ki- 6 7抗原为细胞核内增殖相关蛋白，是判断肿 瘤细胞活性增殖活性及预后的指标。有研究表明，Ki- 67高表达者发生肿瘤复发的可能性大，患者预后不 佳+2]。本研究结果显示，Ki-67高表达者的K8咖、Kep

辨力，有利于乳腺病灶内部细微结构的观察和小病灶 的检出；然而，其时间分辨力一般较低％0!90 s/期）， 无法真实描述病灶内血流动力学的流人曲线，显著降 低DCE-MRI定量分析的准确性+5]。而此项技术的 局限性是时间分辨率的提高会导致扫描序列的空间分 辨率降低。郝雯等+6]的研究显示，时间分辨力的降低 会引起部分组织的信号数据失真，时间分辨率在24s 以上基本上能获取稳定的血流动力学参数值。本研究 中采用基于并行采集技术（controlled aliasing in par­

allel imaging results in higher acceleration，CAIPIRINHA)、水脂分离技术（Dixon)及随机轨迹时

间分辨成像技术（time-resolved imaging with inter­

leaved stochastic trajectories, TWIST) 结合的容积插

人法屏气扫描（volumetric interpolatedbreath —hold

examination，VIBE)技术（简称 CDT-VIBE)，从而实

现了超快速2 s/期）、高空间分辨力（1. 0 mm X 1 0mmX1. 5 mm)扫描+7]。这样所获取的DCE-MRI 定量参数更能反映病灶的血流动力学特征， 提高定量 分析的准确性和可靠性。

本研究仍存在不足之处：①仅采用了经典的

Tofts两室模型，而与采用其它模型得出的结论是否 有差异还需要进一步证实；②受限于空间分辨力的影 响，本研究采用Population AIF进行定量分析，在一 定程度上降低了研究结果的准确性和敏感性；③本研 究仅采用均值分析对不同样本之间的差异进行比较， 缺乏相关关系或回归分析，不能真实反映定量参数与 乳腺癌预后因子之间相关性的大小。鉴于本研究中采 用的序列是一项DCE-MRI新技术，对其测量的血流 动力学参数与预后因子的相关性进行了初步探讨，在 后面的工作中我们将进一步完善实验设计和方法，争 取更准确地评估DCE-MRI与乳腺癌预后因子之间的 相关性。

综上所述，采用超快速、同步水脂分离的高空间分 辨力扫描技术（CDT-VIBE) DCE-MRI获得的血流动 力学定量参数能在一定程度上反映乳腺癌肿瘤细胞分

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子标记物的表达水平，将有可能为进一步完善乳腺癌 的分子分型以及疗效预测、评估提供了新的方法。

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(收稿日期：2018-04-25

修回日期：2018-07-05)