1、乳腺肿瘤不同部位动态增强核乳腺肿瘤不同部位动态增强核磁共振信号强度的研究磁共振信号强度的研究研 究 生：何东峰指导教师：马大庆教授研究单位：首都医科大学附属北京友谊医院放射科研究背景（一）1.乳腺癌占女性恶性肿瘤发病率第一 2.新辅助化疗已经成为乳腺癌治疗的标准方法 3.然而，由于缺乏大病理支持使得新辅助化疗存在一定的盲目性（判断肿瘤预后以及预测肿瘤的化疗疗效等方面）。4.对于那些对化疗不敏感的恶性肿瘤，新辅助化疗往往延误了手术或其他治疗的时机 所以有必要研究一种无创性的检查方法，以期为临床治疗提供有益参考。研究背景（二）1.DCE-MRI检查既可以观察乳腺肿瘤的结构特点，又可以观察其动态特点
2、。该检查有可能为乳腺癌的个体化治疗提供有益参考。2.常规的DCE-MRI检查通常只关注对热点特征的描述。然而肿瘤不仅包含热点的特性，还应有冷点及不均匀性的特征。研究目的 1.鉴别乳腺良恶性肿瘤并判断恶性肿瘤病理分级 2.预测肿瘤预后 3.预测肿瘤对化疗的敏感性The Research of DCE-MR Signal Intensities in Different Areas of Tumor for Breast Cancer Patients Backgroud：Prediction of prognosis and response to neoadjuvant chemotherap
3、y can improve treatment of patients with invasive breast cancer.The association between dynamic magnetic resonance imaging features and chemosensitivity were evaluated for breast cancer patients prior to receiving chemotherapy.Evaluation of ischemia area(cold spot)characteristics might predict chemo
4、sensitivity.Our findings may assist clinicians in prediction of prognosis and chemosensitivity.第一部分 动态增强核磁共振在鉴别乳腺良、恶性肿瘤和提示恶性肿瘤病理分级中的作用材料与方法（一）材料与方法（一）1.研究对象的病理诊断情况 2.研究对象的病理学分级 I级：9 例 II级：19例 III级：10例。材料与方法（二）材料与方法（二）扫描方法和技术参数：仪器：Signa Excite HD（GE）3.0T超高场装置 造影剂：Gadolinium-DTPA(用量0.1mmol/kg,流率2.0ml/
5、s,20ml盐水跟进冲洗)注射造影剂后延迟15秒启动连续动态扫描。时间分辨率42秒。共设定13个时相。每一时相重建92层有效图像,间隔1.6mm 材料与方法（三）材料与方法（三）第一个动态序列中的肿瘤内部选择至少3个强化较明显的区域勾画ROI,从中选择强化最明显的区域以代表热点 在肿瘤内部至少3个强化较弱的区域勾画ROI,从中选择强化最弱的区域以代表冷点 ROI的面积应足够小（4-10个像素）以避免容积效应。材料与方法（四）动态参数的计算方法 SlopeC：冷点的Slopein值;WashoutC：冷点的Washout值 SlopeH：热点的Slopein值;WashoutH：热点的Washo
6、ut值 Ratio-in=SlopeH/SlopeC;Ratio-out=(WashoutH-WashoutC)/WashoutH材料与方法-统计学方法 采用SPSS12.0以及MedCalc11.6.1软件 采用ROC曲线分析各参数在鉴别良、恶性乳腺肿瘤方面的诊断价值（包括：灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和ROC曲线下面积），并比较各参数的ROC曲线下面积之间是否存在显著差异。应用Joncheere-Terpstra检验，观察多组非正态分布数据间是否存在显著差异。采用卡方检验分析成组资料。以P0.05作为差异有统计学意义。结果 动态及形态参数在鉴别乳腺良、恶性肿瘤上的诊断结果 动态参
7、数与肿瘤组织学分级之间的关联关系 动态参数与肿瘤组织学分级之间的关联关系 冷点动态参数SlopeC以及反映肿瘤内部不均匀性的参数Ratio-in在不同组织学分级的恶性肿瘤间差异显著(P0.05)。肿瘤较高的不均匀性强化程度亦提示肿瘤的病理分级较高。不同病理分级乳腺恶性肿瘤的MR强化特征和动态增强曲线 A(1-3),B(1-3),和 C(1-3)分别取自病理分级为I级，II级和III级的恶性肿瘤。A-1,B-1,和C-1提示这些肿瘤均有环形强化的影像特征。A-2,B-2,和C-2 提示这些肿瘤在热点处均表现出造影剂快速流入的特征。以上提示：这些肿瘤具有类似的形态特征和热点的动态特征。然而,A-3
8、,B-3,和C-3 表明病理分级高的恶性肿瘤其冷点的造影剂流入速度较慢。讨论（一）讨论（一）DCE-MRI检查能同时反映肿瘤的形态学和动态学特点，有可能为临床治疗乳腺癌提供有益参考。但在DCE-MRI检查中，通常在肿瘤内选择强化最明显处（热点）作为ROI,绘制时间-信号强度曲线 讨论（二）讨论（二）肿瘤不仅包括热点，还包括冷点和不均匀性的特征。冷点区域往往缺乏血供，并且肿瘤内的微血管分布往往是不均匀的。讨论（三）研究结果发现：与低病理分级的肿瘤相比，病理分级高的恶性肿瘤往往具有更“冷”的冷点。有作者报道坏死往往预示着乳腺癌的不良预后。我们认为：坏死很可能是肿瘤冷点的特殊表现形式。结论 反映冷点
9、和肿瘤内部不均匀性特征的动态参数对在新辅助化疗前提示肿瘤病理分级有重要意义。反映热点特征的动态参数SlopeH有潜在的可能性能够提高鉴别诊断良、恶性肿瘤的正确率。第二部分 动态增强核磁共振对预测乳腺癌患者预后的作用材料与方法 研究对象：2008年1月至2008年6月在我院新就治的87例原发乳腺癌患者 病理学情况：同第一部分 MRI及动态MRI参数：同第一部分 动态学参数的计算：同第一部分 形态特征的评估：同第一部分材料与方法-统计学方法 采用Mann-Whiney U检验观察两个独立样本的中位数是否存在显著差异。采用Jonckheere Terpstra检验观察两个以上样本的中位数之间是否存在
10、显著性差异，而对于分组资料采用卡方检验。用Spearman检验观察两个连续性变量是否存在相关关系；采用二项分布的逻辑回归检验以确定能够预测经典肿瘤预后因素（肿瘤分级、淋巴结状况、ER、Ki-67、c-erbB-2等）的变量。以上均采用SPSS12.0作统计分析，P0.05认为差异有显著意义。结果 具有不良预后因素的恶性肿物，其热点参数(SlopeH和 WashoutH)往往较高，而冷点参数(SlopeC)往往较低。动态参数（SlopeC,Ratio-in,WashoutC和Ratio-out）在较大的肿瘤和较小的肿瘤之间存在显著差异。不均匀性参数（Ratio-in）与肿瘤最大径呈正相关(r=0
11、.516)，而热点参数(SlopeH和WashoutH)并未表现出与肿瘤最大轴位直径的相关关系 直径较大的肿瘤更有可能表现为环形强化的特征(P=0.014)。具有不良预后因素的肿物（诸如高病理分级，P=0.030；较大的肿瘤直径，P0.001；和淋巴结阳性，P=0.016）更有可能表现为不均匀强化的特征。选择在单因素分析（诸如Mann-Whitney U检验，Jonckheere Terpstra检验，以及Spearman检验）中展示为有显著差异的变量进入逻辑回归检验。在回归分析中检验这些变量是否能够预测病理分级，淋巴结状况，肿瘤直径以及Ki-67。Ratio-in是病理分级唯一的独立预测因素
12、(P=0.021)SlopeC是淋巴结状况的独立预测因素(P=0.024)内部不均匀性是肿瘤大小的独立预测因素(P0.001)SlopeH是Ki-67的独立预测因素(P=0.001)。讨论（一）恶性肿瘤不仅包括热点还包括冷点。本研究结论显示：为了全面反映恶性肿瘤特征，有必要在治疗前对热点、冷点以及肿瘤不均匀的性质加以评估。我们的结果也许能够对预测乳腺恶性肿瘤的预后，进而有可能为制定个体化治疗方案提供有益帮助。讨论（二）肿块大小和淋巴结状况以及病理分级是乳腺恶性肿瘤非常重要的独立预后因素 免疫组化方面的预后因素则包括ER、PR、c-erbB-2和Ki-67。讨论（三）正常组织的细胞增殖与血供一般
13、会形成良好的平衡，不会有正常细胞生长于血供范围之外。然而，这一平衡在恶性肿瘤往往会被破坏掉，从而形成大小不等的缺血乏氧区域。缺血导致的坏死也许是肿瘤内部形成冷点的重要原因之一。结论 在治疗前运用动态参数（包括冷点参数、热点参数以及不均匀参数）有可能发现恶性程度较高的肿瘤。为了从整体上揭示肿瘤的特征，我们应同样关注肿瘤内的冷点。第三部分 动态增强核磁共振预测新辅助化疗疗效的研究 研究背景：1.预测肿瘤对化疗的敏感性是提高新辅助化疗疗效的关键。2.常规的DCE-MRI检查往往仅关注对肿瘤热点特征的描述，而肿瘤还应包括冷点和不均匀性的特征。材料与方法 研究对象：2008年4月至2009年7月，共60
14、例原发乳腺癌患者（肿瘤最大径1cm或淋巴结阳性）MRI及动态MRI参数：同第一部分 动态学参数的计算：同第一部分 形态特征的评估：同第一部分 化疗方案为4周期紫杉醇(160 mg/m2)+吡柔吡星(40 mg/m2)病理完全反应（pCR,pathologic complete response）定义为肿瘤细胞完全消失以及原位癌。由于本研究的目的是观察应用DCE-MRI预测肿瘤化疗疗效，故原位癌伴微小浸润亦归入病理完全缓解组。材料与方法-统计学方法 用中位数和百分位数来描述连续性变量。用频数描述分类变量。用Mann-Whiney U检验观察两组非正态分布数据的差异 卡方检验用于分类变量。Spea
15、rman检验用于观察两个非正态分布的变量是否存在相关性。双因素逻辑回归分析用于确定独立预测因子。以上统计分析检验均采用SPSS12.0。用MedCalc软件做ROC曲线分析，以确定最佳临界值。结果 PCR组和Non-pCR组动态参数间的差异 PCR组和Non-pCR在形态因素方面的差异 逻辑回归分析结果：WashoutC(=26.128,P=0.005)是pCR的唯一独立预测因子。WashoutC 每下降0.001个单位，化疗后达到病理完全缓解的可能性会下降2.65%。用WashoutC区分pCR组和Non-pCR组的最佳临界值为0.0277，其敏感度为80.0%(8/10;95%的可信区间:
16、44.4%97.5%)，特异度为74.0%(37/50;95%可信区间:59.7%85.4%)(图 3-1),ROC曲线下面积为0.774（95%的可信区间:0.6480.872）。用ROC曲线分析寻找冷点参数WashoutC 的最佳临界值以期预测化疗疗效（pCR）WashoutC的最佳临界值为0.0277，曲线下面积为0.774（95%可信区间：0.6480.872)。图3-2.化疗后达到pCR患者（64岁女性；病理：浸润性导管癌）的化疗前后的MR图像以及热点和冷点的时间-信号强度曲线 图2A和图2B分别为化疗前和化疗后肿物的轴位增强T1加权图像（抑脂）。图3-2A示：肿物最大直径为1.3
17、cm；而在图3-2B则未发现有强化肿物。图3-2A中,细箭所示为热点，粗箭所示为冷点。图3-2C示：肿瘤的热点呈现出造影剂快速流入的特点。而图3-2D示肿瘤的冷点亦呈现出造影剂相对较快速的流入。化疗前的 WashoutC 值为0.0900。图 3-3.化疗后未达到pCR患者（年龄：45岁；病理：浸润性导管癌）的化疗前后的MR图像以及热点和冷点的时间-信号强度曲线 图3-3A和图3-3B分别为化疗前和化疗后肿物的轴位增强T1加权图像（抑脂）。图3-3A示：肿物最大直径为3.9 cm；而图3-3B示：肿物最大直径为3.5cm。化疗前、后相比肿物最大直径仅减少了10.3%。并且，残留肿物在显微镜下测
18、得得最大直径为3.1cm。图3-3A中,细箭所示为热点，粗箭所示为冷点。与图3-2C类似，图3-3C示：肿瘤的热点呈现出造影剂快速流入的特点。而图3-3D示：冷点处的造影剂流入速度较慢。化疗前，WashoutC 值为0.0000。图3-3E 是一个剪影图像。图3-3F和3-3G 取自肿瘤的上极，而3-3H 取自肿瘤的下极。这几幅图像对判断化疗后残存肿瘤有所帮助。讨论（一）NSABP B-18和NSABP B-27的研究结果显示：在化疗后获得病理完全缓解的病人其治愈率会显著提高。然而，大多数病人很难得到病理完全缓解。因此，有必要在新辅助化疗前对化疗效果加以预测。在这一研究中我们建立了一个预测模型
19、，全面的评估肿瘤的热点、冷点以及不均匀性的特性，并用于预测化疗疗效。在这一模型中，我们还引入了形态参数以及分子标记物（如ER/c-erbB-2），这是由于通常我们考虑这些因素往往意味着不良的预后 讨论（二）逻辑回归分析的结果提示：冷点参数WashoutC是新辅助化疗的唯一独立预后因子。同热点参数一样，冷点参数也能够为预测新辅助化疗疗效提供有益信息。在这一研究中，于化疗后未得到完全缓解的病人比完全缓解病人的冷点更“冷”。讨论（三）乏氧会诱发肿瘤对化疗的抵抗性。首先，缺血管区域化疗药物的浓度较小。其次，一些化疗药物需要氧合形成氧自由基才能形成化疗药物的毒性。最后，乏氧诱发细胞周期处于不活跃期限制了化疗疗效。由于缺血管区域营养缺乏，限制了肿瘤细胞增殖而化疗对增殖细胞敏感性较高。另一方面，乏氧细胞通过翻译和转录促进了细胞存活以及对化疗的抵抗。通过这些改变，乏氧促进了微血管的增生，促进糖酵解，促进ABC酶的表达，促进生长因子的表达从而介导细胞存活以及细胞凋亡的调整。讨论（四）应注意到冷点不仅仅包括肿瘤坏死区域还包括肿瘤的“正常”组织成分如纤维。未来对“不同成分”的冷点进行研究有可能提高化疗疗效。结论 较高的冷点参数WashoutC有可能提示肿物对化疗更为敏感。我们的结果有可能为选择对化疗敏感的乳腺癌病人提供帮助。
