تصویربرداری DW-MRI یک تکنیک سریع برای اندازه گیری قابلیت حرکت مولکول های آب درون بافت ها می باشد که بازتاب دهنده ی محیط میکروسکوپی سلولی است. در این روش سرطان های پستان معمولا به صورت سیگنال بالا (کاهش انتشار) نسبت به بافت اطراف مشاهده می شود. براساس این ویژگی ها، این روش می تواند امکان بررسی ضایعات بدون تزریق ماده حاجب را فراهم کرده و به تبع آن از خطرات تزریق ماده حاجب نیز با استفاده از این روش در امان ماند. استاندارد فعلی برای غربالگری بیماران با ریسک بالا انجام آزمون MRI با ماده حاجب می باشد. انجام آزمون DW-MRI برای این بیماران بسیار کم مورد ارزیابی و تحقیق قرار گرفته است اما با افزایش نگرانی ها برای استفاده طولانی مدت از مواد حاجب دارای گادولینیوم این روش بیشتر مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین روز به روز بیشتر به عدم توانایی ماموگرافی در تشخیص سرطان سینه در زنان دارای پستان های سفت و چگالی بالا پی برده می شود. تحقیقات اولیه نشان داده اند که انجام تصویربرداری MRI با ماده حاجب به همراه تکنیک DWI دارای حساسیت بیشتری برای تشخیص بدخیمی ها نسبت به ماموگرافی است، اما برای نتیجه گیری بهتر لازم است که مطالعات با جامعه های آماری بیشتر و بین چندین مرکز تصویربرداری انجام گیرد. استاندارد سازی، جمع آوری و تفسیر تصاویر DWI مولفه ای مهم برای بررسی حساسیت و اسپسیفیته ی این روش و انتخاب آن به عنوان رویکردی برای تصویربرداری غربالگری می باشد.

همگام با بهبود درمان، در چهار دهه ی اخیر ماموگرافی نیز نقش بسیار مهمی در کاهش مرگ و میر ناشی از سرطان پستان داشته است. با اینحال مشخص شده است که ماموگرافی در برخی جمعیت ها تاثیر کمتری دارد. برای مثال، در زنانی که دارای پستان های چگال هستند حساسیت ماموگرافی حتی با وجود انجام توموسنتز کاهش می یابد. علاوه براین برخی زنان، بدون در نظر گرفتن چگالی پستانشان، در ریسک بیشتری برای ایجاد سرطان پستان با افزایش سن می باشند.

یکی از روش های تکمیلی که به صورت گسترده مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است تصویربرداری DCE-MRI می باشد. با توجه به حساسیت بالا و توانایی تشخیص بسیاری از سرطان ها، این روش به وسیله ی سازمان های سیاست گذاری ملی و بین المللی غربالگری، به عنوان روش تکمیلی استاندارد برای غربالگری زنان در خطر بالای سرطان پستان انتخاب شده است. با اینحال این روش به دلیل هزینه ی بالا (هزینه های مربوط به زمان آزمون و تزریق ماده حاجب) برای بیماران در خطر متوسط یا کم توصیه نمی شود.

روش کوتاه شده ی MRI به منظور کاهش هزینه های مربوط به DCE-MRI، به وسیله ی کاهش زمان اسکن طراحی شده است. این روش به صورت معمول شامل سکانس های قبل و بعد از تزریق به جز سکانس های تاخیری پس از تزریق که به وسیله ی ACR توصیه شده اند می باشد، همچنین می تواند شامل سکانس T1 non-fatsat  برای کاهش زمان اسکن به کمتر از 10 دقیقه باشد.

چندین مطالعه میزان تشخیص سرطان برابر و PPV و NPV برابر با روش روتین را برای روش کوتاه شده نشان داده اند. با اینحال ،روش کوتاه شده همچنان نیازمند تزریق ماده حاجب می باشد. تزریق ماده حاجب به ویژه در زنان باردار، بیماران دارای مشکلات کلیوی و با سابقه حساسیت به ماده حاجب گادولینیوم دار می تواند مشکل ساز باشد. همچنین نگرانی ها برای رسوب گادولینیوم و خطرات ناشناخته آن در موارد تزریق مکرر آن هنگام غربالگری بیماران جوان مشکوک به سرطان سینه به صورت روز افزون در حال افزایش است.

تعیین محدودیت های مدالیته های تکمیلی غربالگری این مزیت را دارد که در طیف وسیعی جایگزین مناسبی را برای غربالگری شناسایی کنیم. در اینجا به بررسی پتانسیل DW-MRI به عنوان روش تکمیلی غربالگری در زمینه ی سرطان پستان می پردازیم، نتایج مطالعات مختلف را بازبینی کرده و کاربردهای بالینی را با استفاده از تکنیک های در دسترس ارائه می دهیم.

تصویربرداری DW-MRI در بیماران مبتلا به سرطان پستان

تصویربرداری DW-MRI یک روش بدون نیاز به تزریق ماده حاجب است که حرکت مولکول های آب درون بافت را اندازه گیری می کند. گرادیان های حساس به حرکت در حین جمع آوری اطلاعات فعال هستند و سیگنال به دست آمده متناسب با قابلیت حرکت مولکول های آب درون وکسل می باشد.

تصاویر ADC map نیز با استفاده از جمع آوری اطلاعات در دو یا چند مقدار متفاوت b-value جمع آوری می شود که به صورت کمی فاکتورهای ساختاری بافت مانند قابلیت تحرک خالص مولکول های آب درون وکسل ها، چگالی سلولی، ساختار و مقادیر غشای سلولی را نشان می دهد.

تشخیص افتراقی ضایعات مشکوک پستان

چندین مطالعه نشان داده اند که بدخیمی ها در تصاویر دیفیوژن دارای انتشار محدود شده بوده  و در تصاویر ADC با سیگنال پایین نسبت به بافت نرمال اطراف مشاهده می شوند (شکل 1). اگرچه چگالی سلولی ممکن است نقش مهمی در محدودیت دیفیوژن داشته باشد اما رابطه ی پیچیده تری بین ADC و فضای سلولی وجود دارد. تحقیقات اولیه بر عملکرد DW-MRI برروی ارزش تشخیصی آن به عنوان ابزار مکمل روش DCE-MRI ، به منظور افزایش حساسیت و اسپسیفیته ی این روش تمرکز داشتند. در یک متاآنالیز که 14 مطالعه بررسی کننده ی DW-MRI به عنوان روش مکمل DCE-MRI را بین سال های 2008 تا 2014  جمع آوری نمود مشخص شد که اندازه گیری های کمی ADC از تصاویر دیفیوژن به تنهایی می تواند بین ضایعات خوشخیم و بدخیم با حساسیت 86٪ و 6/75٪ افتراق ایجاد نماید در حالی که این شاخص ها برای DCE-MRI به تنهایی بترتیب 2/93٪ و 1/71٪ بود. اگرچه این مطالعه نتیجه گرفت که انجام DW-MRI و DCE-MRI به صورت همزمان بهترین عملکرد (حساسیت 92٪ و اسپسیفیته ی 86٪) را فراهم می آورد. همچنین مشاهده شد که تصویربرداری DWI به تنهایی قابلیت تشخیصی قابل مقایسه با DCE-MRI برای افتراق ضایعات مشکوک دارد.

شکل 1. تصاویر خانمی 52 ساله با پستان های چگال از نظر ماموگرافیک و داکتال کارسینومای تهاجمی در پستان راست. در تصاویر آگزیال به دست آمده ازتکنیک DWI بدون تزریق ماده حاجب، ضایعه در تصویر سمت چپ (b value=0) قابل مشاهده نیست اما در تصاویر دیگر ، b value=800 (تصویر مرکز) و ADC (تصویر سمت راست) به صورت به ترتیب به صورت با سیگنال بالا و پایین قابل مشاهده است. مقدار b value درجه حساسیت تکنیک دیفیوژن را نسبت به قابلت انتشار مولکول های آب نشان می دهد. همانگونه که در تصویر پایین نشان داده شده است نمودار شدت سیگنال در مقادیر مختلف b value برای بافت های مختلف متفاوت است.

با در نظر گرفتن محدودیت های DCE-MRI در زمان اسکن، هزینه و موارد مربوط به ایمنی در استفاده ار مواد حاجب، DW-MRI می تواند به عنوان تکنیکی مناسب در کنار روش های غربالگری سرطان پستان به کاربرده شود. در یک مطالعه با 118 ضایعه ی پنهان شده در ماموگرافی، 89٪ از بدخیمی هایی که در DCE-MRI مشاهده شدند در DW-MRI نیز تشخیص داده شدند. همچنین در این موارد DW-MRI می تواند از سونوگرافی کارایی بهتری داشته باشد. در مطالعه ای دیگر برروی 60 ضایعه ی پنهان شده در ماموگرافی، DW-MRI توانست تعداد بیشتری از ضایعات را نسبت به تکنیک MRI تحت هدایت سونوگرافی تشخیص دهد (شکل 2). یک مزیت دیگر این روش این است که تشخیص ضایعه نسبت به انهنسمنت بافت پس زمینه، چگالی پستان، وضعیت قاعدگی، زمان مربوط به قاعدگی و تمام عواملی که تشخیص را در ماموگرافی و DCE-MRI تحت تاثیر قرار میدهند،  مستقل است.

شکل 2. تصاویر A-C در خانم 75 ساله با داکتال کارسنیومای تهاجمی (گرید 1) در هر دو پستان می باشند که در غربالگری با دستگاه 3 تسلا تشخیص داده شده اند. A. تصویر MRI داینامیک با ماده حاجب است که یک توده ی انحنادار با حاشیه های غیرمنظم در پستان چپ را در موقعیت ساعت 9 و در عمق بافت پستان نشان می دهد. B. تصویر آگزیال DWI (b value=800) است که ضایعه را به صورت با سیگنال بالا به نمایش گذاشته است. مقدار ADC 0/00083 به دست آمد. C. تصویر سونوگرافی که ضایعه را نشان نمی دهد.

تفسیرکنندگان بدون اطلاع تصاویر DW-MRI

امروزه مطالعات زیادی در این زمینه انجام می شود و تکنیک DW-MRI به همراه مدالیته های دیگر برای تشخیص بدخیمی های پستان از جهات مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. بنابراین پزشکان تفسیرکننده ی این نتایج باید نسبت به نتایج این مطالعات و نتایج DCE-MRI بیماران بی اطلاع باشند.

یافته های مثبت و منفی کاذب

تعداد یافته های مثبت و منفی کاذب در برخی از مطالعات DW-MRI به علاوه ی برخی از ویژگی های اضافی در جدول 2 آمده است. در این مطالعات میزان یافته های مثبت و منفی کاذب به صورت نسبی آمده است و بنابراین از تعداد دقیق این یافته ها در این مطالعات آمار دقیقی وجود ندارد.

یافته های منفی کاذب

مطالعات نشان میدهند که تشخیص DCIS نسبت به ضایعات دیگر در تصاویر DW-MRI دشوارتر است و با احتمال بیشتری شامل یافته های منفی کاذب می شوند. به صورت کلی DCIS ،امپدانس دیفیوژن کمتری نسبت به ضایعات تهاجمی نشان می دهد و در تصاویر DWI و ADC بترتیب به صورت روشن تر و تیره تر مشاهده می شود(شکل 3 و 4). بااینحال گزارش های مختلفی برای مقادیر ADC در ضایعات DCIS گزارش شده است. علاوه براین ضایعات DCIS با گرید بالا در تصاویر DWI سیگنال کمتری داشته و نسبت کنتراست به نویز آن ها نسبت به درجات دیگر به صورت کمی، کمتر است. بنابراین کسی نمی تواند فرض کند که DWI تنها ضایعات گرید پایین DCIS را نشان نمیدهد و به تبع منجر به درمان بیش از اندازه می شوند. با اینحال این ضایعات درصد کمی از موارد مورد مطالعه را تشکیل می دهند که غالبا در تصاویر DCE MRI و ماموگرافی بترتیب به عنوان انهنسمنت غیر توده ای و کلسیفیکاسیون تشخیص داده می شوند. بنابراین در مطالعاتی که تعداد این ضایعات زیاد است توصیه می شود که DWI بهینه برای بیماران انجام شود.

همچنین ضایعات بدخیم با محتوای آب بسیار زیاد ممکن است به دلیل مقدار بالای ADC مشاهده نشوند. این ضایعات شامل سرطان موسینی و سرطان triple-negative با مقدار بافت نکروزی زیاد می شوند.

ضایعات کوچک، به ویژه کوچکتر از 12-10 میلی متر توسط تفسیرکنندگان کمتر گزارش شدند. این موضوع به دلیل رزولوشن در صفحه پایین و ضخامت اسلایس بالای این تکنیک قابل انتظار بود. تکنیک های پیشرفته که در اینجا توضیح داده می شوند ممکن است به توانایی تشخیصی این تکنیک بیفزاید.

شکل 3. تصاویر خانم 60 ساله با پستان چگال غیریکنواخت و DCIS در پستان چپ، که در تصاویر DWI قابل تشخیص نبودند. A. تصویر MRI داینامیک با ماده حاجب در دستگاه 3 تسلا ضایعه را به صورت ناحیه ای 36 میلی متری با انهنسمنت غیر توده ای نشان می دهد. B. تصویر DWI به دست آمده از تکنیک MIP با b value=800 را نشان می دهد. C. همان تصویر دیفیوژن با تکنیک signal section را نشان می دهد که در آن ضایعه به صورت isointense بوده و مشابه بافت فیبروگلندولار است و به صورت کامل به دلیل آرتیفکت پذیرفتاری مغناطیسی نوک پستان قابل تشخیص نمی باشد. D. تصویر ADC map که در آن مقدار ADC برای ضایعه 0/00127 می باشد.
شکل 4. تصاویر آگزیال از خانم 49 ساله با DCIS در پستان چپ که با استفاده از تکنیک های DCE MRI و DWI MRI در دستگاه 3 تسلا شناسایی شده است. A. تصویر داینامیک سابترکت شده ی پس از تزریق ماده کنتراست با تکنیک MIP که انهنسمنت غیر توده ای ناحیه 2/5 سانتی متری را نشان می دهد. B. تصویر دیفیوژن با تکنیک MIP با مقدار b value=1000 می باشد. قسمتی از تصویر محدوده مورد نظر در تکنیک دیفیوژن است. D. تصویر ADC است که در آن ناحیه ی انهنس شده با مقدار ADC=0/00118 تظاهر یافته است.

یافته های مثبت کاذب

اطلاعات کمتری درباره ی علت یافته های مثبت کاذب در دست می باشد. بیشتر موارد مثبت کاذب در واقع ضایعات فیبروآدنوما، کیست های پیچیده و آرتیفکتی هستند. شکل 5 یک کیست پیچیده را نشان می دهد که می تواند به وسیله ی یک رادیولوژیست به عنوان یافته ی کاذب مثبت اشتباه گرفته شود.  نمونه ای از فیبروآدنومایی که در تصاویر DWI تشخیص داده شده است در شکل 6 مشاهده می شود. فیبروآدنوماها طیف وسیعی از مقادیر ADC را به خود اختصاص می دهند، تا 37 درصد این ضایعات دارای ADC پایین در محدوده ی ضایعات بدخیم می باشند. علت پایین بودن مقدار  ADC در برخی از فیبروآدنوماها می تواند چگالی سلولی بالا و استرومای چگالتر این ضایعات باشد. با اینحال مطالعات آینده نگر بیشتری به منظور درک بهتر یافته های مثبت کاذب در تصاویر DWI مورد نیاز است.

شکل 5. تصاویر خانوم 53 ساله حامل موتاسیون BRCA1 با کیست پیچیده در پستان راست هستند که در غربالگری از بانوان با ریسک بالا در MRI تشخیص داده شده است. تصاویر به دست آمده در تکنیک DCE MRI ضایعه 10 میلیمتری گرد با حاشیه ی صاف را آشکار ساخته است که در تصاویر T1 (A) به صورت isointense و در تصاویر T2 (B) به صورت hyperintense مشاهده می شود. تصاویر سابترکت شده ی T1 پس از تزریق (C) انهنسمنت حلقه ای و عدم انهنسمنت داخلی را نشان می دهد که تشخیص کیست پیچیده را تایید می کند. توده در تصاویر آگزیال دیفیوژن‌ (D) با b value=800، انتشار محدود شده و در تصاویر ADC (E) مقدار پایینی از ADC (0/00048) را نشان می دهد. اگر تنها از تکنیک DWI بدون DCE MRI و دیگر سکانس ها استفاده می شد این ضایعه مشکوک در نظر گرفته می شد.

مقایسه ی نتایج تفسیر DWI با مدالیته های دیگر

چندین مطالعه درباره ی ارزش مقایسه ای و مضاعف انجام DW-MRI در مقایسه با مدالیته های دیگر برای تشخیص سرطان انجام شده است.

DWI در مقابل ماموگرافی

دو مطالعه به صورت مستقیم ارزش تشخیصی DWI به علاوه ی ماموگرافی را به عنوان ابزار غربالگری مورد بررسی قرار دادند. این مطالعات به این نتیجه رسیدند که تصویربرداری DWI نسبت به ماموگرافی ارزش تشخیصی بیشتری برای تشخیص سرطان های پستان داشته و همچنین انجام هر دوی اینها باهم حساسیت تشخیصی را به 93٪ می رساند. همچنین در مطالعه ی McDonald و همکارانش مشخص شد که تصویربرداری دیفیوژن برخی ضایعاتی که در ماموگرافی پنهان بودند را تشخیص می دهد. این نتایج بیان می کند که افزودن DWI به ماموگرافی برای غربالگری ضایعات پستان کارای تشخیصی بیشتری از ماموگرافی به تنهایی دارد.

DWI در مقابل DCE_MRI

در سه مطالعه به صورت مستقیم ارزش تشخیصی DWI و DCE-MRI مقایسه گردید و برای DCE-MRI حساسیت میانگین 4/93٪ به دست آمد اما برای DWI مقدار حساسیت دارای اختلاف زیادی بود. در سه مطالعه ی دیگر حساسیت DWI برای سرطان پستان نسبت به DCE-MRI، 7/75٪ بود. به صورت کلی نتایج این مطالعات حساسیت DWI برای تشخیص سرطان پستان در جمعیت زنان بدون سیمپتوم از DCE-MRI کمتر است.

DWI در مقابل تکنیک کوتاه شده ی MRI

در مطالعه ای بر روی ۶ بیمار مشخص شد که این دو تکنیک کارایی تکنیکی تقریبا برابری دارند با این تفاوت که زمان انجام و تفسیر آزمون به ترتیب 10 دقیقه و 10 ثانیه کاهش می یابد. دو مطالعه ی دیگر نیز نشان دادند که این دو تکنیک کارایی تشخیصی یکسانی دارند.

DWI در مقابل سونوگرافی

همانگونه که قبلا گفته شد تصویربرداری DW نسبت MRI با هدایت سونوگرافی می تواند ارزش تشخیصی بالاتری داشته باشد. اما امروزه هیچ مطالعه ای به صورت مستقیم توانایی تشخیصی DWI و سونوگرافی را مورد مقایسه قرار نداده است.

راهکارهای پیشنهادی جمع آوری و تفسیر تصاویر

تمام مطالعاتی که جهت بررسی کارایی DWI برای غربالگری سرطان پستان طراحی شده اند با هدف اجرای این تکنیک در بالین صورت گرفته اند. با اینحال واضح است که استفاده از DWI به عنوان روشی مستقل برای غربالگری پستان وابسته به تعیین پروتکل جمع آوری و تفسیر استاندارد تصاویر می باشد. در بخش های زیرین روشی را برای این موضوع پیشنهاد می کنیم.

پروتکل

اگرچه تعداد زیادی پروتکل در مطالعات مختلف گزارش شده است، چند پارامتر جمع آوری تصویر برای اطمینان از کیفیت مناسب تصاویر پیشنهاد می شود. تصویربرداری باید با مگنت 5/1 تسلای بسته با حداکثر قدرت گرادیان 30mT/m, و با استفاده از کویل پستان با حداقل 4 کانال صورت گیرد. تصویربرداری با پایه ی EPI با حداقل رزولوشن فضایی 2*3*2 میلی متر مربع و ضخامت اسلایس حداکثر 4 میلی متر مربع انجام شود. TE باید بر روی حداقل تنظیم شود و TR باید حداقل 3000 میلی ثانیه باشد. شیمینگ با کیفیت به منظور به حداقل رساندن غیریکنواختی میدان و کاهش به هم ریختگی پذیرفتاری مغناطیسی ناشی از تکنیک EPI صورت گیرد. تصویربرداری موازی با فاکتور تشدید 4-2 به منظور کاهش طول زمان خوانش باید صورت گیرد. همچنین ایجاد تصاویر ADC map مورد تاکید است.

b values

انتخاب b value بسیار موضوع مهمی است چرا که به صورت مستقیم برروی SNR، کنتراست ضایعه نسبت به نویز زمینه و تصاویر ADC map تاثیر می گذارد. هر دو مولفه ی قابلیت مشاهده بودن و اسپسیفیته ی تکنیک تحت تاثیر b value قرار دارند و با افزایش آن هر دو افزایش می یابند (شکل 6) اما نسبت سیگنال به نویز کاهش می یابد که تشخیص ضایعات سرطانی را دشوار می کند (شکل 7). علاوه براین افزایش b value سبب افزایش بهم ریختگی تصاویر به دلیل اثرات پذیرفتاری مغناطیسی، آرتیفکت eddy current و همچنین افزایش زمان جمع آوری تصاویر می شود. براساس اطلاعات نظری و مشاهده ای، ما حداکثر مقدار 800 sec/mm2 را برای تشخیص سرطان پستان در تصاویر ADC map پیشنهاد می کنیم. استفاده از بیش از دو b value، خطا را در تصاویر ADC کاهش می دهد اما ارزش تشخیصی مضاعفی را فراهم نمیکند. با اینحال برای برنامه های غربالگری، هنگامی که هم تشخیص ضایعه و هم ارزیابی کمی دقیق تصاویر ADC در اولویت قرار دارند،استفاده از b value بسیار بالا (1500 sec/mm2-1200) برای به حداکثر رساندن کنتراست ضایعه پیشنهاد می شود. بنابراین جمع آوری تصاویر با 3 مقدار b value، حداقل 50-0، میانه 800 و حداکثر      sec/mm2   1500-1200 برای تشخیص کیفی تصاویر بهینه می باشد.

شکل 6. تصاویر خانم 51 ساله با داکتال کارسینومای تهاجمی در پستان راست و فیبروآدنوما در پستان چپ که در دستگاه 3 تسلا شناسایی شده اند. A. تصاویر دیفیوژن با تکنیک MIP که در مقادیر مختلف b value به دست آمده اند که هر دو ضایعه در تصویر b value=0 کمی قابل مشاهده هستند. با اینحال سیگنال نسبی بالاتر کارسینوما در مقادیر b value بالاتر قابل مشاهده است و عکس این موضوع برای فیبروآدنومای سمت چپ صادق است. فیبروآدنومای پستان چپ در تصویر دیفیوژن b value=800 ممکن است به عنوان توده ی مشکوک شناسایی شود. اندازه گیری مقادیر ADC انتشار کمتر کارسینوما نسبت به فیبروآدنوما را تایید می کنند. B. تصاویر DCE با تکنیک MIP با نقشه ی رنگی کینتیک، یک توده با انهنسمنت غیریکنواخت با خروج ماده حاجب آهسته در فاز تاخیری را نشان می دهد که می تواند مرتبط با کارسینوما باشد در حالی که ویژگی های کینتیک توده ی سمت چپ بیانگر ویژگی های فیبروآدنوما است.
شکل 7. نمودارها اندازه گیری های سیگنال دیفیوژن در بافت پستان و در b value های مختلف در دستگاه 3 تسلا نشان می دهند. A. متوسط نسبت سیگنال به نویز را در بافت طبیعی پستان نشان می دهد. B. متوسط نسبت سیگنال به نویز را در ضایعات خوشخیم و بدخیم نشان می دهد. C. متوسط نسبت شدت سیگنال به نویز را در ضایعات خوشخیم و بدخیم نشان می دهد و تصویر D نسبت کنتراست به نویز را در این ضایعات نشان می دهد. نسبت کنتراست به نویز ضایعات بدخیم با افزایش b value تا عدد 1200 افزایش می یابد در حالیکه نسبت سیگنال به نویز با افزایش b value افزایش می یابد.

تکنیک DWI استاندارد چند مشکل دارد که شامل کم بودن نسبت سیگنال به نویز، سرکوب ضعیف چربی و آرتیفکت های مربوط به میدان و گرادیان می باشد که ممکن است حساسیت تصاویر DWI را نسبت به DCE  کاهش دهند. 

تفسیر تصاویر

راهبرد عمومی تفسیر تصاویر دیفیوژن پستان بررسی کیفی و کمی می باشد: ابتدا بررسی کمی به منظور یافتن هرگونه سیگنال غیرمعمول در تصاویر با b value بالا و سپس ارزیابی کمی از این مناطق به واسطه ی تعیین مقادیر ADC. این روش شناسایی ضایعه روش قابل مقایسه با رویکرد تفسیر تصاویر DCE MRI است. علاوه براین روش، ویژگی های مورفولوژیک ضایعه نیز باید با استفاده از تصاویر T1 و T2 مورد ارزیابی قرار گیرد. مثال های ضایعات توده ای و غیرتوده ای در تصاویر DWI بترتیب در تصاویر 8 و 4 آمده است.

شکل 8. تصاویر خانم 55 ساله با داکتال کارسینومای تهاجمی در پستان چپ گرید بالای تایید شده در بررسی های هیستولوژیک که در آزمون MRI در دستگاه 3 تسلا شناسایی شده است. A. تصویر DCE سابترکت شده با تکنیک MIP که یک توده را نشان می دهد. B. تصویر دیفیوژن با تکنیک MIP (b value=1000) می باشد. C. قسمت سیگنال تصاویر دیفیوژن را نشان می دهد. D. سکانس ADC map که یافته های مرتبط را نشان می دهد. مقدار ADC در ضایعه پایین (0/000104) بوده است.

یک مثال از چرایی انجام ارزیابی کمی و کیفی همزمان آرتیفکت T2-shine through ایجاد شده در تصاویر DWI می باشد. برای اجتناب از این چالش انجام ADC map بسیار مهم است: ضایعات دارای دیفیوژن محدود حقیقی در تصاویر ADC باید مقادیر پایین تری داشته باشند.

اندازه گیری مقدار ADC در ضایعه نیازمند کشیدن ROI برروی ضایعه در تصاویر ADC map می باشد. به صورت ایده آل ROI باید به صورت اتوماتیک برروی قسمت جامد ضایعه متناسب با تظاهرات آن در تصاویر T1 و T2 و تصاویر دیفیوژن و خارج از محل بافت طبیعی، بافت کیستیک و بافت نکروزی قرار گیرد. از آنجایی که شایع ترین روش، اندازه گیری مقدار ADC میانگین در ضایعه است برخی مطالعات قرار دادن ROI کوچک برروی قسمت های بسیار مشکوک و تیره تر ضایعه را به منظور بهبود کارایی تشخیصی توصیه می کنند.

اگر چه اعداد تعیین کننده ی ADC مختلفی در مطالعات ذکر شده است، یک مطالعه ی جدید چند مرکزی یک مقدار تعیین کننده را توصیه کرده است که اعتبار بیشتری دارد. در این مطالعه کالج رادیولوژی آمریکا مقادیر ADC در ضایعات خوشخیم و بدخیم را برروی107 بیمار در 10 مرکز آکادمیک با پلتفرم های مختلف MRI و با استفاده تکنیک DWI استاندارد بررسی نموده است. این مطالعه تایید کرد که مقدار میانگین ADC در ضایعات بدخیم به شکل قابل توجهی کمتر از ضایعات خوشخیم می باشد و با استفاده از مقدار تعیین کننده ی مناسب ADC می توان از 21 درصد نمونه برداری ها جلوگیری نمود ( مقدار تعیین کننده ی  mm2/sec 0/00168 در تصاویر با حداکثر b value= 800 sec/mm2 توصیه می شود.).

تکنیک ها و پس پردازش های پیشرفته

تکنبک های پیشرفته جمع آوری اطلاعات

 استفاده از DWI در آینده به عنوان روش تکمیلی غربالگری سرطان پستان ممکن است با پیشرفت تکنیک های پیشرفته بهبود یابد. تصویربرداری دیفیوژن با رزولوشن بالا میتواند حساسیت این تکنیک را افزایش داده و امکان شناسایی بهتر ضایعات، شامل ضایعات کوچکتر از یک سانتی متر را فراهم کند. چنین تکنیکی شامل تصویربرداری دیفیوژن با خوانش چند قسمتی به روش EPI در راستای خوانش می باشد، رویکرد EPI اندازه ی ماتریکس مورد نیاز در هر قسمت را کاهش می دهد و به واسطه ی کاهش آرتیفکت پذیرفتاری مغناطیسی امکان استفاده از رزولوشن فضایی و کاهش اندازه ی ماتریکس را فراهم می کند.

در تصویربرداری از پستان، تکنیک چند بخشی EPI در راستای خوانش به هم ریختگی فضایی و محوشدگی ناشی از اثر T2* را نسبت به روش تک قسمتی EPI کاهش می دهد (شکل ۹) و قابلیت مشاهده ضایعات را در تصاویر DWI در ارزیابی های کمی و کیفی افزایش می دهد. روش پیشرفته ی دیگر برای کاهش اندازه ی ماتریکس مورد نیاز استفاده از محدوده ی دید کوچک (rFOV)  است که به منظور افزایش قابلیت مشاهده ی ضایعات و ایجاد تصاویر واضح تر برای بررسی شکل و لبه های تومور نسبت به تصاویر با محدوده ی دید کامل مورد ارزیابی قرار گرفت. این تکنیک می تواند ارزش بیشتری حتی نسبت به استفاه از تکنیک چند قسمتی EPI در راستای خوانش داشته باشد (شکل 10). با اینحال مقادیر ADC در این تکنیک کمتر بوده و ممکن است مشخص کردن مقدار تعیین کننده ی ADC را برای شرکت های تولید کننده ی دستگاه MRI و تفسیر کمی را برای رادیولوژیست ها دشوار نماید.

شکل 9. تصاویر آگزیال در خانم 24 ساله با فیبروآدنوما در دستگاه 3 تسلا. A. تصویر DCE با وزن T1، B. تصویر T2 STIR، C. تصویر دیفیوژن (b value=850) به صورت single shot و D. تصویر دیفیوژن با استفاده از تکنیک EPI چند قطعه ای در راستای خوانش. به همریختگی فضایی در تصویر C بسیار بیشتر از تصویر D به چشم می خورد.
شکل 10.  تصاویر آگزیال خانم 43 ساله با داکتال کارسینومای تهاجمی در پستان راست. A. تصویر DCE از ضایعه بدخیم تایید شده در بیوپسی که انهسنمنت دارد. B و C (بالا). به ترتیب تصاویر با تکنیک های EPI چند قسمتی در راستای خوانش و rFOV توده ای با سیگنال بالا را نشان می دهند. در رابطه با مورفولوژی، غیریکنواختی تومور و کیفیت کلی تصویر، تفسیرکنندگان استفاده از تکنیک rFOV را ترجیح می دهند. B و C (پایین). تصاویر ADC حاصل از دو تکنیک باین شده هستند که یک ضایعه با سیگنال پایین را نشان می دهند. مقدار ADC برای ضایعه هنگام استفاده از این روش ها به ترتیب 0/00129 و 0/00099 می باشد.

پس پردازش

راه حل استفاده از پس پردازش های بیشتر می تواند در کاهش به هم ریختگی تصاویر ناشی از تکنیک EPI کمک کننده باشد. رویکرد های نقشه برداری از میدان مغناطیسی و blip up/down نیاز به جمع آوری تصاویر بیشتر برای اصلاح نقشه ی میدان و پذیرفتاری مغناطیسی ناشی از EPI را کاهش دهد. الگوریتم های ثبت تصویرهمچنین می توانند بی دقتی فضایی و آرتیفکت های ناشی از حرکت، اثر پذیرفتاری مغناطیسی و اثر Eddy current را کاهش دهند.

تکنیک های دیگر ، قابلیت مشاهده سرطان ها را در تصاویر DWI از طریق بهبود نمایش تصویر افزایش می دهند. چندین مطالعه استفاده از تکنیک MIP را به منظور نمایش تصاویر DWI در سه بعد مورد بررسی قرار داده اند. این تکنیک در نمایش ضایعات از نما های مختلف کمک کننده است. علاوه براین تصاویر MIP زمان خوانش را کاهش داده و امکان آنالیز مقایسه ای در پروتکل های با تزریق ماده حاجب خلاصه شده را فراهم می کنند. اتصال تصاویر دیفیوژن با b- value بالا و تصاویر T1 بدون ماده حاجب یا تصاویر T2 می تواند تشخیص سرطان سینه را به واسطه ی ارزیابی تصاویر عملکردی و مورفولوژیک در یک سکانس (به مانند آنچه در  PET- CT رخ می دهد) بهبود دهد (شکل 11). با اینحال بی دقتی بالقوه ناشی از اختلافات تصاویر دیفیوژن و تصاویر آناتومیک نیازمند استفاده از رویکردهای پیشرفته برای کاهش به همریختگی میدان ناشی از EPI است.

شکل 11. تصاویر خانم 41 ساله با داکتال کارسینومای تهاجمی تایید شده در بیوپسی. A. تصویر T1 بدون ماده حاجب در دستگاه 3 تسلا، B. تصویر دیفیوژن با تکنیک EPI چند قسمتی در راستای خوانش (b value=1500) که با استفاده از نرم افزار Syngo via تهیه شده است، C، تصویر متمرکز شده ی دیفیوژن. در تصویر C قسمت رنگی ناحیه ی مشکوک با شدت سیگنال بالا در تصاویر دیفیوژن را نشان می دهد که با استفاده از اضافه نمودن تصویر T1 به آن بر جزییات آناتومیک آن افزوده شده است که می تواند به شناسایی دقیقتر مورفولوژی و موقعیت ضایعه کمک کند. هر دو تصویر C ( دیفیوژن متمرکز شده) و D ( دیفیوژن با تکنیک MIP) به وضوح یک توده ی مشکوک با سیگنال بالای حلقه ای شکل و توده ی مشکوک دیگر در خلف پستان راست را نشان می دهند.

تکنیک DWI مقایسه ای روشی برای ایجاد تصاویر با مقدار بالای b- value (1500 sec/mm2) از تصاویر با b- value پایین می باشد. این روش می تواند تصاویر با کیفیت تر و با قابلیت مشاهده ی ضایعه ی بهتری (شکل 12) را در زمان کوتاهتر از حالت عادی ایجاد کند و امکان ایجاد تصاویر با مقادیر b- value مختلف به صورت گذشته نگر و تفسیر بهینه را فراهم آورد.

شکل 12. تصاویر خانم 49 ساله با سینه ی چگال و داکتال کارسینومای تهاجمی با استفاده از دستگاه 3 تسلا. تصاویر بالا از چپ به راست به ترتیب تصاویر DCE، دیفیوژنb value=0 و b value=800 می باشند. تصاویر ردیف میانی به ترتیب از چپ به راست تصاویر دیفیوژن b value=1000 , 1200 , 1400 پردازش شده می باشند. تصاویر ردیف پایین به ترتیب از چپ به راست تصاویر دیفیوژن b value=1600 , 1800 , 2000 پردازش شده می باشند. تصویر داینامیک دو ناحیه ی انهنس شده ی بدخیمی را نشان می دهد. تصویر دیفیوژن پردازش شده با مقادیر بالای b value کنتراست دو ضایعه ی بدخیم را نسبت به تکنیک روتین دیفیوژن افزایش داده اند.

تکنیک های پیشرفته ی مدلسازی

تکنیک های پیشرفته ی مدلسازی امکان گسترش شناسایی بافت در محیط میکرو را فراهم می کند که می تواند ارزش تکنیک DWI را در بررسی ضایعات پستان افزایش دهد. اخیرا تکنیک استاندارد DWI مقادیر ADC را محاسبه می کند که در افتراق ضایعات خوشخیم و بدخیم ارزش تشخیصی دارد. با اینحال رویکردهای پیچیده تر محتویات انتشاری بیشتری، مانند پرفیوژن و پیچیدگی بافت، را در بافت مورد نظر منعکس می کند. یک مثال حرکات نامنسجم داخل وکسلی است که اختلافات در پرفیوژن های جزیی را درون بافت نشان می دهد که در ارتباط با ویژگی های کینتیک مورد تشخیص در DCE MRI است و می تواند در افتراق ضایعات خوشخیم و بدخیم کمک کننده باشد. در مقادیر بالای b value مدلسازی کشیدگی دیفیوژن می تواند نمایش بهتری از پیچیدگی بافت فراهم کرده و شناسایی ضایعه را نسبت به حالت استاندارد تصاویر ADC بهبود دهد. تصویربرداری DTI روش پیشرفته ی دیگری است که حرکت مولکول های آب را در شش یا بیش از شش جهت برای شناسایی جهت گیری دیفیوژن بررسی می کنند و انعکاس دهنده ی تغییرات در سازماندهی میکروساختارها می باشد. مطالعات مقدماتی توصیه می کنند که تصویربرداری DTI به تدریج می تواند حساسیت تشخیصی سرطان پستان را نسبت به تکنیک استاندارد DWI افزایش دهد. از آنجایی که تکنیک های پیشرفته ی بیان شده به صورت روتین در تصویربرداری MRI از پستان مورد استفاده قرار نمیگیرند تنها به منظور یافتن بیومارکرهای تصویربرداری ارزشمند جدید در آینده ی نزدیک مورد مطالعه قرار می گیرند.

نتیجه گیری

به صورت خلاصه دیفیوژن یک روش سریع و بدون تزریق ماده حاجب است که برای شناسایی بدخیمی هایی که در تصاویر ماموگرافیک پنهان شده بودند امیدهایی را نشان داده است و ادامه تحقیقات در زمینه ی یافتن روش های دیگر برای غربالگری سرطان پستان را ضمانت می کند. نتایج چندین مطالعه نشان داده اند که تصویربرداری DWI با اینکه حساسیت کمتری نسبت به DCE MRI دارد می تواند نسبت به ماموگرافی و سونوگرافی برتری داشته باشد. تحقیقات برروی DWI با استفاده از رویکردهای استاندارد شده در جامعه ی بزرگتر بیماران برای کاربرد بالینی آن بسیار مهم است. با اینحال بهبود راحتی انجام و امنیت بیمار در غربالگری بدون تزریق با استفاده از MRI روش امیدوار کننده برای بهبود تشخیص سرطان پستان است.

نویسنده: جناب آقای میلاد زرجینی