第一部分DTI对乳腺癌的诊断、鉴别和风险评估研究研究背景与目的乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤,严重威胁着女性的生命和健康。对比剂动态增强MRI扫描在乳腺癌的检出和诊断中具有非常重要的价值,其敏感度非常高,但特异度相对较低,DWI与增强扫描的结合能够提高乳腺癌诊断的特异度。DTI能够同时提供各向同性和各向异性参数为乳腺疾病的诊断和鉴别提供依据。本研究通过对照乳腺癌与正常腺体及良性病变DTI参数的差异,旨在探讨DTI参数在乳腺癌诊断和鉴别中的价值并评估DTI参数在乳腺癌风险评价中的价值。方法按照纳入标准搜集2012年6月至2014年7月间符合条件的病例共56例,全部为女性,年龄37-68岁,中位年龄47岁。其中,绝经前女性40例,绝经后女性16例。所有患者全部并病理组织学证实,良性病变22例,乳腺癌34例。所有患者均由同一部1.5T MR系统完成,采用4单元双侧乳腺矩阵线圈。患者头先进,俯卧位。双侧乳腺自然悬垂于乳腺矩阵线圈的空洞内。摆位完成后,进行扫描。首先采集定位图,完成后以乳头层面为中心确定扫描范围,应包括双侧全部乳房及腺体,尤其是腋尾部。扫描以横轴位图像为主。检查序列包括脂肪抑制T2加权成像序列、DTI序列和T1加权对比剂动态增强扫描序列。具体参数分别为：(1)T2WI序列：采用反转恢复快速自旋回波序列,TR 5800 ms, TE 56 ms, FOV275mm×275mm, matrix 314×320,层厚6 mm,层间隔0mm, NEX2。横轴位扫描。(2)DTI序列：采用平面回波序列,轴位扫描,TR 6900 ms, TE 90 ms,层厚5mm,层间隔0mm, NEX 4, FOV 380 mmx285 mm, matrix 144x192,梯度方向数6,b值0-1000 s/mm2。(3) T1WI对比剂动态增强扫描序列：采用T1加权快速扰相位梯度回波序列,横轴位扫描,TR 4.19ms, TE 1.22ms, FOV 340mmx340mm, matrix 448x340,层厚0.9mm, NEX1。对比剂GD-DTPA,剂量0.1 mmol/kg体重,总时间6分42秒。数据测量采用西门子syngo工作站。由1名经验丰富的乳腺MR诊断医师盲法阅片并标记可疑病灶,然后根据病变位置在DTI图像上确定病变,选择病变的中心层面并沿病灶边缘的内侧勾画略小于病变范围的ROI,要避免病变内坏死区、囊变区和出血信号区。3次测量ADC、FA、E1、E2、E3以及E1-E3等值并取平均值作为最终测量值。采用Medcalc 11.0及SPSS19.0软件进行统计学分析。比较项目包括以下内容：(1)比较检测腺体与乳腺恶性病变间的差异,以明确各DTI参数(ADC、FA、 E1、E2、E3、E1-E3)对乳腺恶性病变的检出能力。(2)比较良恶性病灶间以及乳腺癌的浸润性癌和原位癌之间DTI参数(ADC、FA、E1、E2、E3、E1-E3)见得间的差异；(3)利用多因素回归分析,确定各DTI参数是否为乳腺癌诊断的风险因素,如果是则需要确定回归模型；(4)将DTI参数(ADC、FA、E1、E2、E3、 E1-E3)根据其数值的分布范围四等分,确定各区间内不同参数的风险等级、比数ODD、比数比OR及其各自的95%可信度区间；(5)利用回归分析计算各DTI参数或模型在不同数值对应的乳腺癌风险概率并确定各自的风险系数。(6)利用ROC分析,计算各DTI参数以及模型的最佳截断点以及各自的诊断效能。统计学比较采用非参数检验,P<0.05认为差异有统计学意义,P<0.01认为差异有显著统计学意义。结果乳腺癌与正常腺体间ADC、FA, E1、E2、E3以及E1-E3的平均差异分别为(0.46±0.31)×10-3mm2/s、0.05±0.04、(0.57±0.38)×10-3mm2/s、(0.45±0.31)×10-3mm2/s、 (0.36±0.26)×10-3mm2/s和(0.23±0.16)×10-3mm2/s;相对于正常的腺体减低的百分数分别为(32±17)%,(24±13)%,(33±19)%,(32±17)%,(31±18)%, (37±20)%。导管内原位癌和浸润性乳腺癌的DTI参数ADC、E1、E2、E3以及E1-E3明显低于良性病变组,有统计学差异(P值均<0.01)；浸润性乳腺癌的FA值略高于良性病变组,组间差异没有达到统计学水平(P=0.09),导管内原位癌的FA值与良性病变基本一致,差异没有统计学意义。ADC、 E1、E2、E3及E1-E3是乳腺癌的高风险因素；而FA值的增加与乳腺癌的患病风险正相关,但对乳腺癌的风险预测价值较低。AUC在ADC、E1、E2、E3以及E1-E3间没有显著统计学差异(P值均>0.05),范围0.885-0.898,敏感度73.5%-85.3%,特异度90.9%-100%。FA与ADC、E1、 E2、E3之间有统计学差异(P值均<0.05)。结论DTI参数ADC、E1、E2、E3和E1-E3是乳腺癌的独立预测因素,有助于乳腺癌的检出、鉴别和风险预测。FA虽然有助于乳腺癌的检出,但不能有效鉴别乳腺癌和良性病变。第二部分DTI参数与乳腺癌分级及细胞密度相关性的研究研究目的乳腺癌的细胞密度明显高于良性病变和正常腺体,而ADC值则显著减低,两者呈明显的负相关关系,这为DWI鉴别肿瘤的良恶性提供了依据。在DWI基础上开发的弥散张量成像不仅提供平均弥散参数ADC,还提供了反应水分子三维弥散差异的参数例如分数各向异性等,这将磁共振对水分子弥散的检出由二维平面弥散拓展到了三维立体弥散,并在乳腺癌诊断和鉴别中显示了重要价值。与DWI相似,虽然DTI也反映了组织的微观结构信息,但到目前为止关于DTI导出量与乳腺癌分级及微观结构间关系的文献较少,因此本研究的目的就是探讨乳腺癌的DTI参数与肿瘤分级及细胞密度计数间的关系,为DTI无创评价乳腺肿瘤的性质提供参考依据。方法搜集2013年11月至2014年12月间经病理证实的乳腺癌共计62例,采用1.5T AVANTO磁共振系统行乳腺DTI检查。患者头先进,俯卧位。双侧乳腺自然悬垂于乳腺矩阵线圈的空洞内。摆位完成后,进行扫描。首先采集定位图,完成后以乳头层面为中心确定扫描范围,应包括双侧全部乳房及腺体,尤其是腋尾部。扫描以横轴位图像为主。DTI序列采用平面回波序列,轴位扫描,TR 6900 ms, TE 90ms,层厚5 mm,层间隔0mm, NEX 4, FOV 380 mm×285 mm, matrix 144×192,梯度方向数6,b值0-1000 s/mm2。采用syngo工作站测量乳腺癌灶的DTI参数ADC、FA、E1、E2、E3及E1-E3,三次取平均值。病变切除后,标本切片后行HE染色,镜下观察并定性,必要时行免疫组化染色确定组织学类型。所有浸润性乳腺癌(除髓样癌外)采用在Nottingham Combined Histology Grade基础上改良的SBR分级系统分级,根据腺管的形成程度、肿瘤细胞核的多形性和细胞核核分裂计数分为1、2、3级。细胞密度计数采用HE染色、放大200倍的视野进行观察,选择层面内细胞分布密集均匀、无坏死、囊变区作为计数区域并摄片,每个病变选5个计数视野并摄片。彩色病理照片导入计算机,采用Adobe Photoshop 8.0进行细胞密度计数,将彩色图片转化为黑自图,此时细胞核呈黑点,软件中直方图功能将统计图中黑色所占总面积百分比即照片中肿瘤细胞核面积所占总照片的面积,即是肿瘤细胞密度(百分比)。5个视野细胞密度计数的平均值为最终的细胞密度测量值。比较导管内原位癌与浸润性乳腺癌之间的DTI参数差异以及不同级别浸润癌之间DTI参数的差异；采用Spearman相关分析法分析DTI参数间与乳腺癌级别的关系,采用Pearson相关分析法分析乳腺病变DTI参数值与乳腺细胞密度的相关性。在有统计学意义的基础上,相关系数|r|≥0.8,认为显著相关；0.5≤|r|<0.8,认为中度相关；0.3≤|r|<0.5,认为轻度相关；|r|<0.3,认为是轻微相关。差异比较采用非参数检验。 P<0.05认为差异有统计学意义。结果浸润性乳腺癌DTI参数ADC、E1、E2、E3与乳腺癌级别负相关,相关系数分别为-0.416(P<0.01)、-0.408(P<0.01)、-0.406(P<0.01)、-0.476(P<0.01),不同级别间ADC、E1、E2、E3存在统计学差异(P均<0.05),FA随乳腺癌级别增加而增加,但没有显示相关性(r=0.124,P>0.05)；而E1-E3不同级别间没有统计学差异(P>0.05),与乳腺癌级别没有显示相关性(r=-0.316,P>0.05)。导管内原位癌的ADC、E1、E2、E3以及E,-E3均高于浸润性乳腺癌,而FA值低于浸润性乳腺癌,但差异没有显示统计学意义(P均>0.05)。乳腺癌的DTI参数ADC、E1、E2、E3与细胞密度呈负相关,相关系数分别为-0.7051、-0.6940、-0.6942、-0.7034(P值均<0.01),而浸润性乳腺癌的FA值与细胞密度呈正相关(r=0.3730,P<0.01)。结论DTI参数ADC、E1、E2、E3有助于高低级别乳腺癌的鉴别,并与与细胞密度呈负相关,而浸润性乳腺癌的FA值与细胞密度呈正相关。