Quantificação da difusão na ressonância magnética da mama: ADC e Kurtosis

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Ressonância Magnética

Objectivo: Analisar quantitativamente a Difusão por RM da mama, através do Coeficiente de Difusão Aparente (ADC) em Imagem ponderada em Difusão (DWI) e Kurtosis Média (MK) em Imagem por Kurtosis de Difusão (DKI), de alguns tipos de lesões mamárias. Metodologia: Este estudo foi realizado com a autorização da Comissão de Ética e Comissão Científica do Instituto Português de Oncologia de Lisboa Francisco Gentil, E.P.E. e as utentes deram o seu consentimento informado quanto à participação no estudo. Consideraram-se 20 utentes do sexo feminino, com idade média±desvio padrão de 58,78±12,27anos (dos 40 a 83anos) e 23 casos de lesões mamárias: 3 benignas - 3 Fibroadenomas (FA); e 20 malignas - 16 Carcinomas Ductais Invasivos (CDI), 2 Carcinomas Ductais In Situ (CDIS), 2 Carcinomas Lobulares Invasivos (ILC). Utilizou-se um equipamento de RM de 1,5T com uma bobina específica para a mama. Além do protocolo normal aplicou-se durante o exame uma sequência adicional de Difusão com 6 valores de b (0, 50, 250, 500, 750 e 1000s/mm2). Seleccionaram-se os melhores valores de b a utilizar na prática clínica, obteve-se o valor de ADC através do ajuste exponencial dos valores de intensidade de sinal das lesões estudadas (ADCajuste) e do valor de ADC produzido automaticamente pelo equipamento (mapa ADC). Obtiveram-se também os valores de difusividade média equivalente ao ADC no modelo não Gaussiano (MD) e MK para as mesmas lesões através de um ajuste não linear para um modelo de difusão não Gaussiana. Analisaram-se as diferenças entre as lesões estudadas quanto ao seu tipo e histologia de acordo com os parâmetros quantificadores de Difusão considerados. Resultados: Os resultados indicam que a exclusão dos valores b=0s/mm2 reflecte ajustes com qualidade superior (R2≈1) em 60,87% dos casos. O par b=50-1000s/mm2 constitui a combinação óptima mais frequente em 86.96% dos casos. O ADCajuste calculado foi de (1,43±0,25)x10-3mm2/s (média±desvio padrão) e (0,94±0,22)x10-3 mm2/s para as lesões benignas e lesões malignas, respectivamente. O ADC calculado a partir do Mapa ADC foi de (1,46±0,32)x10-3 mm2/s e (1,15±0,22)x10-3mm2/s, para as lesões benignas e para as malignas, respectivamente. No caso de MD o valor da média±desvio padrão obtido para as lesões benignas foi de (1,70±0,27)x10-3mm2/s e para as lesões malignas de (1,33±0,35)x10-3mm2/s. Para a MK, as lesões benignas atingiram o valor de 0,50±0,44 e as benignas de 1,18±0,43. Os parâmetros ADCajuste e MK apresentam diferenças estatisticamente significativas entre as lesões benignas e malignas (p<0,05). Observou-se ainda que os parâmetros ADCajuste, MD e MK têm potencial para diferenciar entre FA e CDI (p<0,05). A diferenciação entre CDI e CDIS é observada apenas com os parâmetros ADCajuste e ADC Mapa (p<0,05). Conclusões: O ADC tem potencialidades caracterizadoras de lesões da mama e a MK pode fornecer informação adicional nessa caracterização. ABSTRACT - Purpose: Quantitative assessment of breast MRI Diffusion, through Apparent Diffusion Coefficient (ADC) on Diffusion-Weighted Imaging (DWI) and Mean Kurtosis (MK) on Diffusional Kurtosis Imaging (DKI), of some types of breast lesions. Methodology: This study was performed with the acceptance of the Ethic's and Scientifics' Committee of Instituto Português de Oncologia de Lisboa Francisco Gentil, E.P.E., and informed consent was obtained from all the participants. Twenty female subjects, with mean age±standard deviation of 58,78±12,27years (from 40 to 83 years), with 23 mammary lesions, were considered: 3 benign - 3 Fibroadenomas (FA); e 20 malignant - 16 Invasive Ductal Carcinomas (CDI), 2 Ductal Carcinomas In Situ (CDIS), 2 Invasive Lobular Carcinoma (ILC). The study was performed with 1.5T MRI equipment and a specific breast coil was used. Besides the normal protocol the study required an extra DWI sequence with 6 b values (0, 50, 250, 500, 750 and 1000s/mm2). The best b values were selected to use in the clinical practice, the ADC value was obtained with the lesion signal intensity exponential adjustment (ADCadjust) but also through the ADC automatically produced by the equipment (ADC Map). The Mean Diffusivity equivalent to the ADC on the non Gaussian model (MD) and MK parameters were obtained as well for the same lesions considering, this time, taking into account a non linear adjustment to describe a non Gaussian Diffusion model. Differences between lesions types and histology were analyzed taking into account the Diffusion quantification parameters considered in this study. Results: The exclusion of b=0s/mm2 reflects adjustments with a superior quality (R2≈1) in 60,87% of the cases. The 50-1000s/mm2 b value pair was the most frequent optimal combination in 86.96% of the cases. ADCadjust results were (1,43±0,25) x103mm2/s (mean±standard deviation) and (0,94±0,22)x10-3mm2/s for benign and malignant lesions, respectively. ADC calculated through the ADC Map resulted in (1,46±0,32)x10-3mm2/s and (1,15±0,22)x10-3mm2/s for the benign and malignant lesions respectively. In the MD case, the value obtained for the benign lesions was (1,70±0,27) x10-3 mm2/s and for the malignant lesions was (1,33±0,35)x10-3mm2/s. The mean MK value for the benign lesions was 0,50±0,44 and for the malignant ones was 1,18±0,43. The ADCadjust and the MK parameters presented statistically significant differences between benign and malignant lesions (p<0,05). In reference to the histological lesion types, ADCadjust, MD and MK parameters have the potential to differentiate between FA and CDI (p<0,05). Only the ADCadjust and ADC Map were able to differentiate between CDI and CDIS (p<0,05). Conclusions: ADC has the potential to characterize breast lesions and MK can add information to it.