Borstkanker is de meest voorkomende oorzaak van kanker bij vrouwen wereldwijd. Vroegtijdige opsporing van borstkanker heeft een cruciale rol in het verbeteren van de kwaliteit van leven en de overleving van borstkankerpatiënten. De huidige standaard methoden voor de opsporing van borstkanker zijn gebaseerd op de x-ray mammografie en echografie. De onvoldoende gevoeligheid en specificiteit van deze technieken, met name voor het detecteren van laesies in dichte borsten, heeft de ontwikkeling van andere technieken waaronder borst- magnetic resonance imaging (MRI). Dynamisch contrast versterkt (DCE) MRI is opgericht als een krachtig instrument voor de detectie en diagnose van borstkanker 1,2 en wordt vaak vergemakkelijkt door computergestuurde diagnose betekent 3. Momenteel wordt gebruikt voor speciale gevallen, zoals risicopatiënten 4, maar niet voor routinematige screening, waarschijnlijk vanwege de hoge kosten, de noodzaak om een injectie van een contrastmiddel, het gebrek aan standaardisatie een gebruiknd de variabele specificiteit in het onderscheiden van goedaardige van kwaadaardige laesies, variërend van lage / matige waarden 5,6 tot hoge waarden die werden verkregen met behulp van gecombineerde mammografie en DCE-MRI 7,8. Recenter diffusie-gewogen MRI en de resulterende kaarten van schijnbare diffusiecoëfficiënt (ADC) zijn geëvalueerd als aanvulling methode DCE-MRI en werd aangetoond dat ADC waarden helpen onderscheiden kankers, benigne laesies en normaal borstweefsel 9,10 . Daarnaast werden studies van borstkanker diffusion tensor imaging (DTI) gestart in gezonde vrijwilligers en patiënten met borstkanker laesies op veldsterkte van 1,5 T 11-15 en van 3 T 16-24. De meeste van deze onderzoeken gerapporteerde ADC en fractionele anisotropie (FA) waarden 11,12,14,15,20-23 en hebben deze twee parameters reproduceerbare ADC waarden beter reproduceerbaar dan FA 13,20 te zijn. De resultaten van deze studies gaven aan dat maligne laesies vertonen vanaf ADC waarden compingared met normaal weefsel en goedaardige laesies echter tegenstrijdige resultaten werden gerapporteerd over de waarden en de diagnostische mogelijkheden van FA 11,12,14,20-23. In een set van 3 T- DTI studies de waarden van de drie tensor eigenwaarden en eigenvectoren in het borstweefsel kader werden ook gerapporteerd, en de resultaten werden gepresenteerd in vector kaarten van de belangrijkste eigenvector parametrische kaarten van de eigenwaarden, ADC, FA en een maximale anisotropie index 16-19,24. In deze onderzoeken de belangrijkste diffusie eigenwaarde en de maximale anisotropie bleken te dienen als de meest gevoelige onafhankelijke parameters voor de detectie en diagnose van kanker laesies
De borst is samengesteld uit fibroglandulair weefsel en vetweefsel. De fibroglandulair weefsel bestaat verder uit veel lobben, die zeer variabel in grootte en vorm zijn. Elke kwab microstructuur omvat de functionele borstklieren boom en bijbehorende melkklieren vormen de klierweefsel, en de omliggende bindweefsel-fivezelig weefsel. Meest mammaire tumoren beginnen afwijkende proliferatie van epitheelcellen in de kanalen of kleine lobben, ontwikkelt in situ carcinoom, die door infiltratie in de omringende weefsel zetten in invasief carcinoom. Daarom is de ductale / lobulair structuren zijn een dwingende noodzaak gebied van onderzoek naar kwaadaardige borst transformatie.
De structurele kenmerken van de ductale bomen werden voor het eerst onderzocht ex vivo in 1840 door Sir Astley Cooper via injectie van gekleurde was om de kanalen van mastectomie exemplaren 25. Onlangs heeft de computer afgeleid bijhouden van de hele borst-ductale bomen bereikt in enkele menselijke borsten met behulp van borstamputatie exemplaren 26,27. De hier gepresenteerde werk toont aan dat de parameters verkregen door in vivo diffusie tensor imaging geven informatie in verband met de verschillende borstweefsel microstructuur, waardoor ook niet-invasieve opsporing van borstkanker.
De physical uitgangspunten borst diffusion tensor imaging zijn gebaseerd op MRI mogelijkheid om te meten en te kwantificeren anisotrope water diffusie in beperkte omgevingen 28. In het algemeen diffusie water in homogene oplossingen vrij en isotroop echter, indien de waterbeweging gestopt wegens de beperking van ondoorlaatbare wanden van de diffusie wordt anisotrope met een snelle vrije diffusie evenwijdig aan de wanden en een langzamere beperkte diffusie loodrecht op de wanden ( Figuur 1). Water diffusie in weefsels is complex en hangt af van de structurele en fysiologische kenmerken van de intra- en extracellulaire compartimenten waaronder cellen formaten cellen dichtheid extracellulair kronkeligheid en water uitwisseling door membranen, en op de aanwezigheid van vasculaire en lymfatische netwerken (Figuur 2).

Figuur 1: Vrij en beperkte verspreiding Schematische tekening van een watermolecuul vrije diffusie (links) en de verspreiding beperkt door ondoordringbare wanden (rechts)..

Figuur 2: Complex diffusie in een weefsel Schematische tekening van water diffusie in een cellulair systeem toont watermoleculen beweging in de extracellulaire en intracellulaire compartimenten en wateruitwisseling (pijlen) tussen beide compartimenten..
Door de specifieke architecturale kenmerken van de borst van de diffusie van watermoleculen in de mammae leidingen en lobben met een bijzonder voorbeeld van beperkte en anisotrope beweging: Parallel aan de wanden van de leidingen en lobules de diffusie dicht bij die vrije diffusie maar in de richtingen loodrecht op de wanden wordt beperkt door de wanden, bestaande uit tweelagen van de cel en basaal membraan. Dus ook de diffusie in de ductale / kliersysteem is relatief snel en anisotroop. Aan de andere kant, de diffusie in het verbindend bindweefsel rond de leidingen is snel en isotroop als gevolg van het hoge watergehalte en lage celdichtheid in dit weefsel (figuren 3 en 4). In aanwezigheid van maligniteit, verstopping van de leidingen en melkklieren van kankercellen verhoogt de kronkeligheid en beperking van de waterstroom, waardoor een vermindering van de diffusie coëfficiënten in alle richtingen en in de anisotrope beweging (figuur 3 en 4).

Figuur 3: Diffusion in borst melkklieren Schematische tekening van een snede door de melkklieren en de verspreiding water binnen één lobule.. Links: diffusie van water beperkt door muren van de melkklieren 'toont sneldiffusie evenwijdig aan de wanden en beperkte diffusie loodrecht op de wanden. Rechts: diffusie in melkklieren met kankercellen. De diffusie in de extracellulaire ruimte is sterk gehinderde maar vergelijkbaar in alle richtingen en dus bijna isotroop.

Figuur 4:. Diffusie Water in het ductale boomstructuur Links: Borst buizen geïnjecteerd met gekleurde was, waarin hun uitgestraalde richting en hun onderlinge vertakking 25. Midden: Schematische tekening van een normale ductale boom met vectoren waarin de diffusie in de leidingen (zwarte pijlen) en in het bindweefsel (groene pijlen). Rechts: Schematische tekening van een ductaal boom met twee loci van kankercellen (paars). Rode pijlen vertonen de diffusie in de kanker.
Dit document beschrijft in detail de diffusie tensor scanmethode en de prHOUTBEWERKINGS- algoritmen en software-analyse van de DTI datasets die ingeschakeld detecteren borst maligniteit. Alle kankers werden bevestigd door histopathologiebevindingen van borst biopsie en / of chirurgische exemplaren. Wij de T2-gewogen scanprotocol beschrijven ook voor het verkrijgen van de borst anatomische kenmerken, evenals de DCE scanprotocol dat diende als referentie methode voor het evalueren van de DTI detectie gevoeligheid. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.