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The use of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the differentiation between benign and malignant breast lesions

Authors:

Abstract

OBJETIVO: Estudar a utilidade da sequência pesada em difusão na diferenciação das lesões mamárias benignas e malignas. MATERIAIS E MÉTODOS: Quarenta e cinco mulheres (idade média de 46,1 anos) com 52 nódulos de mama foram submetidas a ressonância magnética acrescida da sequência difusão. O coeficiente de difusão aparente (ADC) foi calculado através do mapa de ADC obtido pelo uso de cinco valores de b (0, 250, 500, 750 e 1.000 s/mm2). O valor de ADC médio de cada lesão foi correlacionado com achados de imagem e resultados histopatológicos. Valores de ADC de corte, sensibilidade e especificidade da sequência difusão na diferenciação das lesões benignas e malignas foram calculados. P < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo. RESULTADOS: O valor de ADC médio foi significativamente menor para as lesões malignas (0,92 ± 0,26 × 10–3 mm2/s) comparado com as lesões benignas (1,50 ± 0,34 × 10–3 mm2/s) (p < 0,0001). A sequência difusão mostrou altas sensibilidade e especificidade (ambas 92,3%) na diferenciação entre lesões benignas e malignas. CONCLUSÃO: A sequência pesada em difusão representa um recurso potencial como coadjuvante da ressonância magnética das mamas na diferenciação das lesões benignas e malignas. Tal sequência pode ser facilmente inserida no protocolo padrão da ressonância magnética das mamas, sem aumento significativo no tempo de exame.
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Difusão por RM nas lesões mamárias benignas e malignas
Radiol Bras. 2009 Set/Out;42(5):283–288
Artigo Original • Original Article
O uso da difusão por ressonância magnética
na diferenciação das lesões mamárias benignas
e malignas*
The use of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the differentiation
between benign and malignant breast lesions
Fernanda Philadelpho Arantes Pereira1, Gabriela Martins2, Eduardo Figueiredo3, Marisa
Nassar Aidar Domingues2, Romeu Côrtes Domingues4, Lea Mirian Barbosa da Fonseca5
OBJETIVO: Estudar a utilidade da sequência pesada em difusão na diferenciação das lesões mamárias benig-
nas e malignas. MATERIAIS E MÉTODOS: Quarenta e cinco mulheres (idade média de 46,1 anos) com 52
nódulos de mama foram submetidas a ressonância magnética acrescida da sequência difusão. O coeficiente
de difusão aparente (ADC) foi calculado através do mapa de ADC obtido pelo uso de cinco valores de b (0,
250, 500, 750 e 1.000 s/mm2). O valor de ADC médio de cada lesão foi correlacionado com achados de
imagem e resultados histopatológicos. Valores de ADC de corte, sensibilidade e especificidade da sequência
difusão na diferenciação das lesões benignas e malignas foram calculados. P < 0,05 foi considerado esta-
tisticamente significativo. RESULTADOS: O valor de ADC médio foi significativamente menor para as lesões
malignas (0,92 ± 0,26 × 10–3 mm2/s) comparado com as lesões benignas (1,50 ± 0,34 × 10–3 mm2/s)
(p < 0,0001). A sequência difusão mostrou altas sensibilidade e especificidade (ambas 92,3%) na diferen-
ciação entre lesões benignas e malignas. CONCLUSÃO: A sequência pesada em difusão representa um re-
curso potencial como coadjuvante da ressonância magnética das mamas na diferenciação das lesões benig-
nas e malignas. Tal sequência pode ser facilmente inserida no protocolo padrão da ressonância magnética
das mamas, sem aumento significativo no tempo de exame.
Unitermos: Câncer de mama; Difusão; Imagem por ressonância magnética.
OBJECTIVE: To study the utility of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the differentiation
between benign and malignant breast lesions. MATERIALS AND METHODS: Forty-five women (mean age,
46.1 years) with 52 focal breast lesions underwent diffusion-weighted magnetic resonance imaging. The
calculation of apparent diffusion coefficient (ADC) was based on the ADC map reflecting five b values (0,
250, 500, 750, and 1000 s/mm2). The mean ADC value of each lesion was correlated with imaging findings
and histopathologic results. Cutoff ADC, sensitivity and specificity of diffusion-weighted imaging in the
differentiation between benign and malignant lesions were calculated. P < 0.05 was considered as statistically
significant. RESULTS: The mean ADC was significantly lower for malignant lesions (0.92 ± 0.26 × 10–3
mm2/s) as compared with benign lesions (1.50 ± 0.34 × 10–3 mm2/s) ( p < 0.0001). Diffusion-weighted
imaging showed high sensitivity and specificity (both, 92.3%) in the differentiation between benign and
malignant lesions. CONCLUSION: Diffusion-weighted imaging is a potential resource as an adjuvant to breast
magnetic resonance imaging to differentiate benign from malignant lesions. Such sequence can be easily
added to the standard breast magnetic resonance imaging protocol, without implying any significant increase
in examination time.
Keywords: Breast cancer; Diffusion-weighted imaging; Magnetic resonance imaging.
Resumo
Abstract
* Trabalho realizado na Clínica de Diagnóstico Por Imagem
(CDPI), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
1. Residência Médica, Mestranda na Universidade Federal do
Rio de Janeiro (UFRJ), Médica Radiologista da Clínica de Diag-
nóstico Por Imagem (CDPI), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
2. Residência Médica, Médicas Radiologistas das Clínicas de
Diagnóstico Por Imagem (CDPI) e Multi-Imagem, Rio de Janeiro,
RJ, Brasil.
3. Application GE Healthcare, São Paulo, SP, Brasil.
4. Residência Médica, Diretor Médico das Clínicas de Diag-
nóstico Por Imagem (CDPI) e Multi-Imagem, Rio de Janeiro, RJ,
Brasil.
5. Doutora, Professora Titular da Universidade Federal do Rio
comum entre as mulheres. O número de ca-
sos novos de câncer de mama esperados
para o Brasil no ano de 2008 foi de 49.400,
com um risco estimado de 51 casos a cada
100 mil mulheres(1).
Esta neoplasia gera muita ansiedade e
preocupação nas mulheres, além de afetar
sua autoimagem e expectativa de vida. Ape-
sar de ser considerado câncer de relativa-
mente bom prognóstico se diagnosticado e
Arantes Pereira FP, Martins G, Figueiredo E, Domingues MNA, Domingues RC, Fonseca LMB. O uso da difusão por resso-
nância magnética na diferenciação das lesões mamárias benignas e malignas. Radiol Bras. 2009;42(5):283–288.
INTRODUÇÃO
O câncer de mama é o segundo tipo de
câncer mais frequente no mundo e o mais
0100-3984 © Colégio Brasileiro de Radiologia e Diagnóstico por Imagem
de Janeiro (UFRJ), Médica Nuclear da Clínica de Diagnóstico Por
Imagem (CDPI), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Endereço para correspondência: Dra. Fernanda Philadelpho
Arantes Pereira. Rua Ataulfo de Paiva, 669, 2º andar, Leblon.
Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 22649-900. E-mail: fephila@gmail.com
Recebido para publicação em 12/8/2009. Aceito, após revi-
são, em 2/9/2009.
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Pereira FPA et al.
Radiol Bras. 2009 Set/Out;42(5):283–288
tratado oportunamente, as taxas de morta-
lidade por câncer de mama continuam ele-
vadas no Brasil, muito provavelmente por-
que a doença ainda é diagnosticada em
estádios avançados. Na população mun-
dial, a sobrevida média após cinco anos é
de 61%(1).
Até o momento é recomendado o exame
clínico das mamas e a mamografia para
mulheres com idade a partir de 40 anos
como método efetivo para detecção pre-
coce. Os benefícios da mamografia no ras-
treamento do câncer de mama já estão bem
estabelecidos. Vários ensaios clínicos ran-
domizados provaram que o rastreamento
por mamografia pode diminuir a mortali-
dade(1–4). Entretanto, as limitações deste
método bidimensional, particularmente
para a análise da mama densa, resultam em
uma taxa de falso-negativo entre 4% e 34%
para o diagnóstico de câncer(5). E é exata-
mente nas mulheres mais jovens e com
mamas densas que a incidência de câncer
vem aumentando e se manifestando, geral-
mente, de maneira mais agressiva(1).
A ressonância magnética (RM) das
mamas tem encontrado vasta aplicação clí-
nica como método adjunto à mamografia
e ultrassonografia, por oferecer não apenas
informações relacionadas à morfologia da
lesão, como também aos aspectos funcio-
nais como a cinética de realce de contraste(6).
Suas principais indicações estão relaciona-
das ao câncer comprovado, tais como a
avaliação de extensão local de doença, de
doença residual, de recidiva tumoral, de
sítio primário oculto na mama na presença
de carcinoma axilar e de resposta à quimio-
terapia neoadjuvante(2). Devido à sua alta
sensibilidade e eficácia na mama densa, a
RM pode ser um complemento valioso no
rastreamento do câncer de mama na mulher
de alto risco genético e na investigação
diagnóstica da paciente com achados clíni-
cos e de imagem inconclusivos.
Nos últimos anos, a disponibilidade no
mercado de aparelhos de alto campo e bo-
binas para uso específico nas mamas, em
conjunto com o desenvolvimento de um
sistema de padronização da descrição dos
achados (Breast Imaging Reporting and
Data System – BI-RADS®)(4) e a evolução
da curva de aprendizado do método, têm
resultado no aumento do uso da RM com
maior segurança e eficácia.
A RM apresenta alta sensibilidade (89–
100%) na caracterização dos tumores de
mama(6–11). Porém, uma sobreposição de
achados benignos e malignos ainda existe,
resultando em uma especificidade variável
(50–90%)(8,11–13). Isto se deve aos falso-po-
sitivos relacionados ao ciclo menstrual, te-
rapia hormonal (TRH), alterações prolife-
rativas, fibroadenomas e papilomas. Com
isso, algumas vezes não é possível fazer o
diagnóstico diferencial entre lesões benig-
nas e malignas baseando-se apenas nos
achados da RM convencional(14,15). Alguns
estudos têm investigado o papel de técni-
cas funcionais de RM, como das imagens
pesadas em difusão, para melhorar a espe-
cificidade da RM na avaliação das lesões
mamárias(14,16–19).
Por duas décadas, a sequência pesada
em difusão tem sido aplicada para a avalia-
ção de doenças intracranianas, como aci-
dentes cerebrovasculares. Na década de 90,
avanços tecnológicos permitiram o uso da
difusão em sítios extracranianos(20,21).
A sequência difusão deriva suas ima-
gens da diferença de movimento das mo-
léculas de água (movimento browniano)
nos tecidos. Como resultados, são obtidos
dados quantitativos e qualitativos que re-
fletem alterações ao nível celular e, conse-
quentemente, informações únicas sobre a
celularidade tumoral e integridade das
membranas celulares. Esta sequência pa-
rece ser uma ferramenta útil para detecção
e caracterização tumoral(17), assim como
para a monitoração de resposta ao trata-
mento neoadjuvante(20).
Pelo uso da sequência difusão pode-se
calcular o coeficiente de difusão aparente
(ADC – apparent diffusion coefficient),
uma medida quantitativa que é diretamente
proporcional a difusão das moléculas de
água(22). A alta proliferação celular nos tu-
mores malignos causa aumento da densi-
dade celular, criando mais barreiras para a
difusão das moléculas extracelulares de
água, reduzindo o ADC e resultando na
queda de sinal.
A avaliação das lesões mamárias pode
ser favorecida com a evolução de técnicas
funcionais, incluindo a difusão, na busca
do diagnóstico diferencial benigno versus
maligno das lesões suspeitas observadas
pela RM convencional. O objetivo primor-
dial deste estudo é avaliar a efetividade do
uso da técnica de difusão como adjunto da
RM convencional na diferenciação das le-
sões mamárias benignas e malignas. Isto
possibilitaria o aumento da especificidade
da RM das mamas, com consequente redu-
ção dos falso-positivos e das biópsias des-
necessárias.
MATERIAIS E MÉTODOS
População estudada
De agosto de 2007 a junho de 2008, foi
realizado estudo prospectivo com a sequên-
cia difusão envolvendo 50 pacientes do
sexo feminino com 57 nódulos de mama
que realizaram exame de RM em nosso
serviço. Os critérios de exclusão foram:
realce não nodular de contraste, por se tra-
tar de tumor mais “espalhado” e com pos-
sibilidade de efeito de volume parcial(18,23);
cistos benignos, já que não representam
dificuldade diagnóstica e o ADC alto iria
artificialmente aumentar a média e a varia-
ção dos valores benignos(17); movimento da
paciente, que poderia levar a valores de
ADC equivocados; lesões não vistas na se-
quência difusão, relacionadas principal-
mente ao tamanho pequeno das mesmas; e
tratamento neoadjuvante anterior ao exame
de RM, que poderia determinar aumento
nos valores de ADC(22,24). Com base nestes
critérios, foram excluídas cinco lesões em
cinco pacientes. Como resultado, o estudo
incluiu 45 pacientes (22 a 80 anos; média
de 46,1 anos) com 52 lesões de mama.
Foram encontradas 26 lesões malignas
ao estudo histopatológico, incluindo carci-
noma ductal infiltrante (n = 19), carcinoma
ductal in situ (n = 2), carcinoma tubular (n
= 2), carcinoma adenoide cístico (n = 1),
carcinoma coloide mucinoso (n = 1) e tu-
mor filoides maligno (n = 1). O tamanho
médio das lesões malignas foi de 3,09 cm,
variando de 1,0 a 11,2 cm.
Em adição, foram estudadas 26 lesões
benignas, 6 delas com resultados histopa-
tológicos: fibroadenoma (n = 3), cisto epi-
dermoide (n = 1), linfonodo intramamário
granulomatoso (n = 1) e papiloma (n = 1).
Foram também incluídas 20 lesões classi-
ficadas como BI-RADS(25) categoria 2 pela
RM, com a finalidade de aumentar a amos-
tra de lesões benignas e identificar valores
de ADC mais representativos e confiáveis.
Os diagnósticos foram definidos em con-
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Difusão por RM nas lesões mamárias benignas e malignas
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senso por duas médicas radiologistas espe-
cialistas em imagem da mama (com 11 e 8
anos de experiência, respectivamente). Se-
gundo a literatura(26,27), os critérios a seguir
foram considerados preditivos de doença
benigna: forma lobulada, margens regula-
res, septações internas que não se realçam
pelo contraste, com ausência de realce, ou
com realce menor que do tecido mamário
adjacente. A presença de septações internas
que não se realçam pelo contraste em nó-
dulo lobulado e regular é altamente espe-
cífica para o diagnóstico de fibroadenoma
(93–97% de especificidade)(28,29). O tama-
nho médio das lesões benignas foi de 1,68
cm, variando de 0,8 a 4,7 cm. Além disso,
após um ano de acompanhamento com ma-
mografia e/ou ultrassonografia, não houve
modificação significativa no padrão de
imagem destas lesões benignas.
Todas as pacientes assinaram formulá-
rio de consentimento informado.
Aquisição de imagem
Todos os exames de RM foram realiza-
dos em aparelho de RM de 1.5 T (Signa
Excite HD; GE Healthcare, Milwaukee,
EUA) com bobina bilateral de oito canais
dedicada para mama. Antes da sequência
difusão foram realizadas sequências con-
vencionais, incluindo sequência spin-echo
pesada em T1 no plano axial (TR/TE: 370/
15 ms; matriz: 512 × 256; FOV: 340 mm;
NEX: 1; espessura de corte: 5 mm; inter-
valo: 1 mm), sequência fast spin-echo pe-
sada em T2 com supressão de gordura no
plano sagital (TR/TE: 4.200/85 ms; matriz:
320 × 224; FOV: 220 mm; NEX: 2; espes-
sura de corte: 5 mm; intervalo: 0 mm), se-
quência STIR no plano axial (TR/TE:
4.100/85 ms; TI: 150 ms; matriz: 512 ×
256; FOV: 340 mm; NEX: 2; espessura de
corte: 5 mm; intervalo: 1 mm) e sequência
gradiente 3D pesada em T1 com supressão
de gordura no plano axial (flip angle: 15°;
matriz: 352 × 352; FOV: 350 mm; espes-
sura de corte: 1 mm; intervalo: 0 mm) an-
tes e quatro vezes após injeção rápida em
bomba infusora de 0,1 mmol/l de gadote-
rate meglumine (Dotarem; Guerbet, Roissy,
França) por quilograma de peso corporal,
seguida de 20 ml solução salina. Após o
exame, as imagens pré-contraste foram
subtraídas das imagens pós-contraste pre-
coces e tardias.
A difusão foi realizada usando sequên-
cia single-shot echo-planar imaging (EPI)
no plano axial, centrada nas lesões (b = 0,
250, 500, 750 e 1.000 s/mm2; TR/TE:
1.800/93,8 ms; matriz: 160 × 192; FOV:
360 mm; NEX: 16; número de cortes: 10;
espessura de corte: 5 mm; intervalo: 0 mm;
tempo de aquisição: 3:44 minutos).
Análise das imagens e coleta de dados
As imagens foram transferidas para es-
tação de trabalho (Advantage Windows
versão 4.2_07; GE Healthcare, Milwaukee,
EUA) e a sequência difusão foi pós-proces-
sada com software comercial (Functool;
GE Healthcare, Milwaukee, EUA), com o
objetivo de obter mapas de ADC (preto/
branco e colorido, o último com padrão de
cor Puh-thallium, variando do preto [difu-
são restrita] ao vermelho [sem difusão res-
trita]). Os mapas de ADC de cada lesão
foram calculados usando os cinco valores
de b (0, 250, 500, 750 e 1.000 s/mm2).
Para alcançar condições padronizadas
de análise dos resultados e evitar contami-
nação dos dados por estruturas adjacentes,
duas regiões de interesse (ROIs – regions
of interest), com área média de 61 mm2 (va-
riando de 40 a 94 mm2), foram individual-
mente colocadas sobre o mapa de ADC no
sítio da lesão alvo e a média do ADC foi
adquirida. Componentes necróticos ou cís-
ticos foram evitados, tendo como referên-
cia as imagens das sequências convencio-
nais de RM.
Análise estatística
Os dados coletados neste estudo incluí-
ram idade da paciente, tamanho da lesão,
classificação BI-RADS, resultado histopa-
tológico, valores de ADC e tamanhos das
ROIs.
O teste de Kolmogorov-Smirnov foi
utilizado para verificar a normalidade das
observações de idade, tamanho do tumor e
valor de ADC. Ao nível de 5%, a hipótese
de normalidade não foi rejeitada para ne-
nhuma das variáveis. O teste t para amos-
tras independentes verificou a diferença
das médias das variáveis idade, tamanho e
valor de ADC, segundo o resultado histo-
patológico benigno ou maligno, ao nível de
5% de significância. Todas as variáveis de
ADC passaram pelo teste de igualdade de
variâncias (teste de Levene), ao nível de
5%. Ou seja, valores de p < 0,05 indicariam
diferenças estatísticas entre os grupos be-
nigno e maligno.
Em seguida, foi realizada a curva ROC
(receiver operation characteristic) dos
valores de ADC segundo o resultado his-
topatológico, para verificar qual o melhor
ponto de corte. A distribuição não paramé-
trica foi a hipótese utilizada para a realiza-
ção da curva ROC. A medida utilizada para
verificar o ponto de corte de ADC, levando
em consideração o equilíbrio entre sensi-
bilidade/especificidade, foi a estatística de
Youden (Y = sensibilidade – [1 – especifi-
cidade]). Um maior valor para a estatística
de Youden indica um melhor ponto de corte
e, consequentemente, melhores valores de
sensibilidade e especificidade.
O processamento e análise de dados
foram realizados no programa SPSS 16.0
(Statistical Software for Social Sciences;
Chicago, EUA).
RESULTADOS
O valor de ADC médio obtido nas le-
sões mamárias malignas (0,92 ± 0,26 ×
10–3 mm2/s) foi significativamente menor
que o observado nas lesões benignas (1,50
± 0,34 × 10–3 mm2/s) (p < 0,0001) (Tabela
1; Figuras 1 e 2).
Considerando-se um valor de ADC de
corte de 1,21 × 10–3 mm2/s, 2/26 lesões be-
nignas (papiloma e cisto epidermoide) e
2/26 lesões malignas (carcinoma coloide
mucinoso e tumor filoides maligno) seriam
erroneamente diagnosticadas. Com isso, a
Tabela 1 Coeficiente de difusão aparente (ADC) nas lesões mamárias benignas e malignas.
Valores de ADC
(× 10–3 mm2/s)
Média
Desvio-padrão
Mediana
Intervalo interquartil
Lesões benignas
(n = 26)
1,50
0,34
1,48
1,31–1,68
Lesões malignas
(n = 26)
0,92
0,26
0,85
0,77–1,03
p
< 0,0001
< 0,0001
< 0,0001
< 0,0001
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sequência difusão apresentou altas sensibi-
lidade e especificidade (ambas 92,3%) na
diferenciação entre lesões benignas e ma-
lignas. A curva ROC mostrou área abaixo
da curva de 0,912.
DISCUSSÃO
Neste estudo foi avaliado o papel da
sequência pesada em difusão na diferen-
ciação das lesões mamárias benignas e ma-
lignas. O valor de ADC médio das lesões
benignas foi significativamente menor que
o das lesões malignas.
A difusão reflete mudanças na mobili-
dade das moléculas de água causadas por
Figura 1. Paciente do sexo feminino, 43 anos de idade, apresentando fibroadenomas na mama esquerda. Sequência gradiente 3D pesada em T1 com su-
pressão de gordura pós-contraste fase tardia no plano axial (A), sequência pesada em difusão (b de 500 s/mm2) no plano axial (B) e mapa de coeficiente de
difusão aparente (ADC) preto/branco no plano axial (C) mostram dois nódulos com morfologia e realce de contraste de aspecto benigno. Notar que os nódulos
apresentam alto sinal na difusão (setas) e no mapa de ADC (setas), sugerindo ausência de restrição da difusão das moléculas de água.
ABC
Figura 2. Paciente do sexo feminino, 48 anos de idade, apresentando carcinoma ductal infiltrante na mama esquerda. Sequência gradiente 3D pesada em
T1 com supressão de gordura pós-contraste fase precoce no plano axial (A), sequência pesada em difusão (b de 500 s/mm2) no plano axial (B) e mapa de
coeficiente de difusão aparente (ADC) preto/branco no plano axial (C) mostram nódulo microlobulado e com realce suspeito de contraste. Observar que o
nódulo apresenta alto sinal na difusão (seta) e queda de sinal no mapa de ADC (seta), sugerindo difusão restrita das moléculas de água.
ABC
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Difusão por RM nas lesões mamárias benignas e malignas
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alterações teciduais associadas a processo
patológico. Logo, a medida do movimento
das moléculas de água fornece informações
adicionais as quais podem determinar au-
mento da especificidade da RM na classi-
ficação das lesões mamárias. Estudos pré-
vios com RM e difusão têm mostrado re-
sultados promissores na diferenciação das
lesões benignas e malignas, com sensibili-
dade variando de 81% a 93% e especifici-
dade de 80% a 88,5%(12,16–19,30). Os nossos
resultados estão de acordo com estes estu-
dos prévios, observando-se diferença esta-
tística entre as lesões benignas e malignas,
com altas sensibilidade e especificidade
(ambas 92,3%).
De acordo com os critérios diagnósticos
adotados no presente trabalho, todos os fi-
broadenomas e carcinomas ductais invasi-
vos foram apropriadamente classificados
pelo ADC, incluindo dois fibroadenomas
classificados equivocadamente como sus-
peitos pela RM convencional. Estes resul-
tados indicam que o ADC seria efetivo na
distinção entre fibroadenomas e carcino-
mas ductais invasivos, o que deve ser de
grande ajuda na caracterização tumoral,
uma vez que os fibroadenomas podem
apresentar aspectos semelhantes aos das
lesões malignas, tanto à ultrassonografia
como à RM(31).
Nossos resultados confirmam que o va-
lor de ADC médio dos tumores de mama
se correlaciona bem com sua celularidade,
até mesmo quando analisamos os falso-po-
sitivos e falso-negativos. Tumores de
mama malignos apresentam celularidade
maior e ADC menor que os tumores de
mama benignos. Dessa forma, um tumor
maligno com baixa celularidade, por apre-
sentar áreas císticas no seu interior, como
o tumor filoides maligno visto em nosso es-
tudo, mostrou ADC alto e foi erroneamente
classificado como benigno. Um carcinoma
com alta intensidade de sinal na sequência
pesada em T2, como o carcinoma coloide
mucinoso, apresentou ADC elevado, em
razão da baixa densidade celular e do alto
componente de água no espaço extracelu-
lar(32,33). Contrariamente, tumores benignos
com alta celularidade, como o papiloma e
o cisto epidermoide, também presentes em
nosso estudo, demonstraram ADC reduzido
e levaram ao diagnóstico errôneo de malig-
nidade.
Existem algumas limitações em nosso
estudo. Primeiro, a movimentação da pa-
ciente durante a aquisição da sequência di-
fusão, levando à obtenção de valores de
ADC equivocados. Em adição, até mesmo
em ótimas circunstâncias, a difusão pode
falhar na categorização das lesões mamá-
rias devido à capacidade limitada de reco-
nhecer lesões pequenas, menores que 1 cm,
no mapa de ADC. Quando uma lesão não
pode ser visualizada na difusão, é difícil de-
terminar a localização exata da colocação
da ROI no mapa de ADC. Por fim, nossa
amostra é relativamente pequena, assim
como de outros autores, e estudos futuros
com populações maiores devem ser consi-
derados, sendo esta uma das próximas eta-
pas deste trabalho.
Mesmo considerando as limitações, a
sequência pesada em difusão na mama for-
nece informações adicionais para a carac-
terização de nódulos mamários de maneira
rápida e fácil. Combinando a medida do
ADC com a interpretação de padrões de
realce de contraste da RM convencional,
esta última conhecida por apresentar boa
sensibilidade e especificidade variável para
a caracterização de lesões mamárias, pode-
remos obter um aumento da acurácia da
RM, reduzindo o número de falso-positi-
vos e de procedimentos invasivos desne-
cessários.
A sequência difusão pode auxiliar na
diferenciação de lesões mamárias malignas
e benignas, aumentando a especificidade
da RM das mamas. É realizada sem au-
mento significativo no tempo de exame e
pode ser facilmente inserida no protocolo
padrão de RM de mamas.
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... Multiple variable b values are known to reduce errors in calculation of ADC values. In their study, Fernando and co had a similar observation in this regard [17]. In the current study, the use of higher b values helped to illuminate malignant lesions more clearly than benign lesions, so that at b value of 800 s/mm 2 , the lesion conspicuity was better. ...
... Malignant lesions exhibited lower mean ADC values compared with benign lesions. This agrees with (Fernanda et al. [17]) who identified an ADC cut-off value of 1.21 × 10 −3 mm 2 /s [17]. The results of our study are also in agreement with (Wael and Magdy [22]) who presented an ADC cut-off point of 1.25 × 10 −3 mm 2 /s [22]. ...
... Malignant lesions exhibited lower mean ADC values compared with benign lesions. This agrees with (Fernanda et al. [17]) who identified an ADC cut-off value of 1.21 × 10 −3 mm 2 /s [17]. The results of our study are also in agreement with (Wael and Magdy [22]) who presented an ADC cut-off point of 1.25 × 10 −3 mm 2 /s [22]. ...
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Objective: To evaluate the role of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DW-MRI) with calculation of the apparent diffusion coefficient (ADC) value in characterizing benign and malignant breast lesions. Patients and methods: The imaging data of thirty-nine female patients (mean age 48 years) who underwent breast MRI using conventional pulse sequences. DW-MRI and dynamic contrast enhanced (DCE) study were all analyzed and correlated with the results of histopathological evaluation. Results: Forty-six breast lesions were detected in the thirty-nine patients of the study. According to the histopathological analysis, there were 27 malignant lesions (58.69%) and 19 benign lesions (41.31%). The malignant lesions showed a mean ADC value of 0.93 ± 0.42 × 10−3 mm2/s. and the benign lesions showed a mean ADC value of 1.54 ± 0.43 × 10−3 mm2/s. The receiver operating characteristic (ROC) curve could identify an ADC 1.26 × 10−3 mm2/s as a cut-off value to differentiate between benign and malignant lesions with sensitivity and specificity of 89% and 94.7% respectively. Conclusion: DW-MRI is useful for differentiating malignant and benign breast lesions, increasing the specificity of breast MRI. DW-MRI doesn't cause significant increase in the total examination time and is recommended to be incorporated in the standard breast MRI protocol. Keywords: Breast MRI, Diffusion-weighted imaging, Apparent diffusion coefficient
... Axial, 3D gradient T 1 -weighted sequence with fat-suppression at early postcontrast phase (A), diffusion-weighted sequence (b = 500 s / mm 2 ) in the axial plane (B), and apparent diffusion coefficient (ADC) black / white map in the axial plane (C) show microlobulated nodule with suspicious contrast-enhancement. Note that the nodule presents high signal intensity on the diffusion (arrow) and signal loss on the ADC map (arrow), suggesting restricted diffusion of water molecules (55) The value of the diffusion of water in tissue is called the apparent diffusion coefficient (ADC). Based on the diffusion-weighted images an ADC map can be calculated which shows the ADC value of each voxel in every slice. ...
... However, it is also well known that higher b values result in reduced signal to noise ratio (SNR) and therefore lower image quality. If the lesion is not visible in the b 800 images, the location of the lesion can be identified at least b in the 50 image, otherwise the ADC value can not be evaluated (44,47,50,51,53,55). Lesions smaller than 5 mm and lesions with central necrosis and an enhancing rim smaller than 5 mm are often harder to delineate in the DWI or lead to wrong ADC values (44,47). ...
... Lesions smaller than 5 mm and lesions with central necrosis and an enhancing rim smaller than 5 mm are often harder to delineate in the DWI or lead to wrong ADC values (44,47). Application of DW MRI to the breast has been limited by movement artifacts such as breathing and heartbeats (49,52,55). ...
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Nuclear Magnetic Resonance as a Diagnostic Tool in Breast Cancer The early detection and treatment of breast cancer is of direct benefit to patients. Magnetic resonance imaging (MRI) is a promising modality for detection, diagnosis, and staging of breast cancer. MRI enables two methods: the diffusion-weighted MRI (DW MRI) and the dynamic contrast enhanced MRI (DCE MRI). DW MRI reflects the diffusion of water molecules in the extracellular fluid space and allows the estimation of cellularity and tissue structure. The value of the diffusion of water in tissue is called the apparent diffusion coefficient (ADC). ADC values in malignant lesions are smaller than in benign tissue. DCE MRI yields appropriate pharmacokinetic data of physiological parameters that relate to tissue perfusion, microvascular vessel wall permeability and extracellular volume fraction. Gadolinium based contrast agent is usually used in breast DCE MRI diagnostics. Changes in the post-contrast signal intensity help to distinguish lesions according to characteristically enhanced accumulation of contrast agent. Malignant lesions are characterized by a faster and stronger signal enhancement than benign lesions which relate to their neoangiogenesis. Over the last few years, there has been appreciable interest in the use of magnetic resonance spectroscopy (MRS) for the non-invasive analysis of breast tisue metabolites. One of the spectroscopic hallmarks of the neoplastic process appears to be the presence of total choline signal in the in vivo spectrum. Despite the fact that MRI and MRS achieve excellent results, they are still not so frequently used in comparison to mammography and breast ultrasound.
... Com base no movimento aleatório das moléculas de água no tecido biológico, pode-se calcular o coeficiente de difusão aparente (apparent diffusion coefficient -ADC) (23) . Nos tumores de mama, a proliferação celular restringe a movimentação das moléculas de água, reduzindo os valores de ADC (24,25) . Estudos mostram que o CDIS possui valores de ADC inferiores aos do tecido fibroglandular normal e significativamente acima dos valores do carcinoma ductal invasivo (26) . ...
... A avaliação da extensão da lesão é fundamental para o planejamento terapêutico e redução do risco de recorrência da doença, e estudos mostram que a RM é mais confiável que a mamografia para avaliar o tamanho do CDIS, contribuindo para um melhor resultado operatório com a retirada da área acometida sem margens comprometidas e, consequentemente, com menor chance de recidiva local (13,(21)(22)(23)(24)(25)(26) . A RM também pode demonstrar o componente não invasivo em carcinomas invasivos diagnosticados nos outros métodos, contribuindo para uma melhor definição da real extensão da doença (20) . ...
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Ductal carcinoma in situ (DCIS) is a precursor mammary lesion whose malignant cells do not extend beyond the basement membrane and presents a risk of progression to malignant disease. Its early detection increased with screening mammography. The objective of this study was to review the literature on the main presentations of DCIS on magnetic resonance imaging (MRI), through searches of the Medline/PubMed, Latin-American and Caribbean Center on Health Sciences Information (Lilacs), and Scientific Electronic Library Online (SciELO) databases. DCIS can occur in its pure form or in conjunction with invasive disease, in the same lesion, in different foci, or in the contralateral breast. MRI has a high sensitivity for the detection of pure DCIS, being able to identify the non-calcified component, and its accuracy increases with the nuclear grade of the lesion. The most common pattern of presentation is non-nodular enhancement; heterogeneous internal structures; a kinetic curve showing washout or plateau enhancement; segmental distribution; and restricted diffusion. MRI plays an important role in the detection of DCIS, especially in the evaluation of its extent, contributing to more reliable surgical excision and reducing local recurrence.
... Matsubayashi et al. [14] found the mean ADC for malignant lesions, namely, IDC, was 0.915 ± 0.151 × 10 −3 mm 2 /s. Pereira et al. [15] stated that the mean ADC was significantly lower for malignant lesions (0.92 ± 0.26 × 10 -3 mm 2 /s) as compared with benign lesions (1.50 ± 0.34 × 10 -3 mm 2 /s). ...
... A imagem obtida do mapa do coeficiente de difusão aparente (ADC -apparent diffusion coefficient) pode ser analisada de forma qualitativa e quantitativa. Em função destas características, a DWI parece ser uma ferramenta útil para diferenciação entre lesões benignas e malignas, aumentando a especificidade da RM, podendo contribuir para o planejamento e acompanhamento terapêutico, e também na avaliação da resposta à quimioterapia neoadjuvante (7)(8)(9)(10) . ...
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Objective To assess the role of diffusion-weighted imaging (DWI) in the evaluation of breast lesions classified as suspicious on magnetic resonance imaging (MRI), correlating the findings with the results of the histological analysis. Materials and Methods This was a retrospective, descriptive study based on a review of the medical records of 215 patients who were submitted to MRI with DWI before undergoing biopsy at a cancer center. Apparent diffusion coefficient (ADC) values were calculated for each lesion, and the result of the histological analysis was considered the gold standard. Results The mean age was 49 years. We identified 252 lesions, 161 (63.9%) of which were found to be malignant in the histological analysis. The mean ADC value was higher for the benign lesions than for the malignant lesions (1.50 × 10–3 mm²/s vs. 0.97 × 10⁻³ mm²/s), the difference being statistically significant (p < 0.001). The ADC cut-off point with the greatest sensitivity and specificity on the receiver operating characteristic curve was 1.03 × 10⁻³ mm²/s. When the DWI and conventional MRI findings were combined, the accuracy reached 95.9%, with a sensitivity of 95.7% and a specificity of 96.4%. Conclusion The use of DWI could facilitate the characterization of breast lesions, especially those classified as BI-RADS 4, increasing the specificity and diagnostic accuracy of MRI.
... Traditional MRI criteria based on dynamic contrastenhanced (DCE) imaging might be coupled with newer techniques -diffusion-weighted imaging (DWI), diffusion-tensor imaging (DTI), proton spectroscopy etc. -to better explore the histologic intricacies of breast neoplasms [7][8][9] . Among these techniques, DWI is probably the most widespread, due to its availability, relatively fast acquisition and ease of interpretation 10 . ...
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Objetivo: Estudar os valores médios dos coeficientes aparentes de difusão dos diferentes tecidos e a sua capacidade na diferenciação dos diferentes tipos de tecidos histológicos das lesões mamárias malignas. Materiais e Métodos: Desenvolveu-se um estudo descritivo-correlacional, no qual se realizou a recolha dos valores de coeficientes aparentes de difusão referentes aos exames de ressonância magnética mamária realizados durante um semestre num serviço público de radiologia. A amostra incluiu 31 utentes, entre os 32 e os 75 anos, com lesão mamária confirmada através de biópsia ou peça operatória. O tratamento e análise estatística foram efetuados com recurso ao Excel e SPSS. Resultados: As lesões benignas apresentaram valores médios de coeficientes aparentes de difusão de 1,58 x10-3mm2/s, enquanto as lesões malignas apresentaram valores coeficientes aparentes de difusão médios de 0,89 x10-3mm2/s. Relativamente aos vários tipos de tecidos histológicos encontrámos valores de coeficientes aparentes de difusão médios para o carcinoma ductal invasivo de 0,87 x10-3mm2/s, de 0,99 x10-3mm2/s para o carcinoma ductal in situs e de 0,85x10-3 mm2/s para o carcinoma lobular invasivo. Conclusão: Os valores de coeficientes aparentes de difusão permitem fazer a diferenciação entre lesões benignas, lesões malignas e tecido fibroglandular saudável, não sendo, contudo possível estabelecer intervalos entre os vários tipos de tecidos histológicos das lesões mamárias malignas.
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Quinta publicação da ROENTGEN - Revista Científica das Técnicas Radiológicas, com especial destaque para a temática "Proteção Radiológica". Neste número da ROENTGEN pretendemos dar a entender ao leitor a problemática, o estado de arte e as perspetivas futuras dos 3 grandes desafios da Proteção Radiológica em Portugal: Consolidar a cultura de proteção radiológica; Formar e qualificar mais profissionais para esta área; Renovar o parque tecnológico.
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Objective The aim of this study was to evaluate the role of diffusion-weighted images (DWI) in the differentiation between benign and malignant breast tumors.Patients and methodsThis study included 62 females with focal breast lesions according to mammography or sonomamography. All patients underwent dynamic contrast enhanced MRI (DCE-MRI), and DWI of the breast. The mean apparent diffusion coefficient (ADC) values were calculated for all lesions and were correlated with the final histopathological results. The sensitivity and specificity of DWI in the differentiation between benign and malignant breast tumors were calculated.ResultsSeventy-eight lesions were detected in the examined 62 patients included in this study. Fifty one lesions were benign and 27 lesions were malignant according to the final histopathological results. (25/27) lesions were correctly diagnosed by ADC as malignant lesions with mean ADC value (0.92 ± 0.23 × 10−3 mm2/s) which was significantly lower than the mean ADC value for benign tumors (1.46 ± 0.48 × 10−3 mm2/s) and was correctly diagnosed in (50/51) lesions. The sensitivity and specificity of DWI in the differentiation between benign and malignant breast tumors were 92.6% and 98%, respectively.ConclusionDWI offers a useful method for differentiation of benign and malignant breast lesions with high sensitivity and specificity. Being a short unenhanced scan DWI can be safely added to the standard breast MRI protocol.
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Our objective was twofold: to determine which architectural features revealed by high spatial-resolution MR imaging of the breast contribute to diagnostic accuracy and to evaluate the diagnostic performance characteristics of those architectural features. Eligible patients with suspicious mammographic or palpable findings or both underwent MR imaging. Ninety-three patients whose MR images revealed lesions that corresponded to the mammographically visible or palpable findings were included in the study. Patients were examined with sagittal T1-weighted spin-echo MR imaging, fat-saturated T2-weighted fast spin-echo MR imaging, and dynamically enhanced fat-saturated fast gradient-echo MR imaging. All patients underwent subsequent excisional biopsy or cyst aspiration. Lesions were identified initially by an experienced radiologist who was aware of the patient's clinical or mammographic information. Two radiologists who were unaware of the patients' histories and who had less experience in MR imaging of the breast then independently evaluated each lesion for the architectural-features and predicted each lesion's potential for malignancy. Architectural features that were highly predictive of benign disease included smooth or lobulated borders (97-100%), the absence of mass enhancement (100%), and enhancement that was less than the enhancement of surrounding breast fibroglandular tissue (93-100%). Nonenhancing internal septations were specific for the diagnosis of fibroadenoma. Architectural features that were highly predictive of malignant disease included spiculated borders (76-88%) and peripheral rim enhancement in the presence of central lesion enhancement (79-92%). Architectural features revealed by high spatial-resolution MR imaging of the breast can help distinguish benign from malignant disease.
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To assess the relevance of the signal intensity time course for the differential diagnosis of enhancing lesions in dynamic magnetic resonance (MR) imaging of the breast. Two hundred sixty-six breast lesions were examined with a two-dimensional dynamic MR imaging series and subtraction postprocessing. Time-signal intensity curves of the lesions were obtained and classified according to their shapes as type I, which was steady enhancement; type II, plateau of signal intensity; or type III, washout of signal intensity. Enhancement rates and curve types of benign and malignant lesions were compared. There were 101 malignant and 165 benign lesions. The distribution of curve types for breast cancers was type I, 8.9%; type II, 33.6%; and type III, 57.4%. The distribution of curve types for benign lesions was type I, 83.0%; type II, 11.5%; and type III, 5.5%. The distributions proved significantly different (chi 2 = 139.6; P < .001). The diagnostic indices for signal intensity time course were sensitivity, 91%; specificity, 83%; and diagnostic accuracy, 86%. The diagnostic indices for the enhancement rate were sensitivity, 91%; specificity, 37%; and diagnostic accuracy, 58%. The shape of the time-signal intensity curve is an important criterion in differentiating benign and malignant enhancing lesions in dynamic breast MR imaging. A type III time course is a strong indicator of malignancy and is independent of other criteria.
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To evaluate the value of diffusion-weighted imaging (DWI) in distinguishing between benign and malignant breast lesions. Fifty-two female subjects (mean age = 58 years, age range = 25-75 years) with histopathologically proven breast lesions underwent DWI of the breasts with a single-shot echo-planar imaging (EPI) sequence using large b values. The computed mean apparent diffusion coefficients (ADCs) of the breast lesions and cell density were then correlated. The ADCs varied substantially between benign breast lesions ((1.57 +/- 0.23) x 10(-3) mm(2)/second) and malignant breast lesions ((0.97 +/- 0.20) x 10(-3) mm(2)/second). In addition, the mean ADCs of the breast lesions correlated well with tumor cellularity (P < 0.01, r = -0.542). The ADC would be an effective parameter in distinguishing between malignant and benign breast lesions. Further, tumor cellularity has a significant influence on the ADCs obtained in both benign and malignant breast tumors.
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BACKGROUND Breast magnetic resonance imaging (MRI) is a developing technique for the evaluation of patients with primary breast carcinoma. The authors assessed the impact of preoperative breast MRI on surgical management.METHODS The current study was a retrospective review of 267 patients with primary breast tumors who had MRI studies prior to undergoing definitive surgery.RESULTSTwo hundred sixty-seven patients with invasive breast carcinoma who had preoperative breast MRI studies and had complete clinical, radiologic, and pathologic data available were identified and formed the basis of this analysis. The overall sensitivity of MRI for detecting primary, intact breast tumors was 95%. Planned surgical management was altered in 69 of 267 patients (26%); and, in 49 of those patients (71%), there was pathologic verification of malignancy in the surgical specimen that confirmed the need for wider or separate excision or mastectomy. Forty-four of 267 patients (16.5%) had conversion of planned breast conservation to mastectomy. In a univariate analysis, change in management was associated significantly with histology; management was altered in 11 of 24 lobular tumors (46%) compared with 58 of 243 ductal tumors (24%; P = 0.02).CONCLUSIONS Breast MRI was very sensitive for the detection of primary, intact, invasive breast carcinoma and improved local staging in almost 20% of patients. Preoperative breast MRI studies may be particularly useful in surgical planning for and management of patients with lobular carcinoma. Cancer 2003;98:468–73. © 2003 American Cancer Society.DOI 10.1002/cncr.11490
Article
To evaluate the diagnostic accuracy of a combination of dynamic contrast-enhanced MR imaging (DCE-MRI) and diffusion-weighted MR imaging (DWI) in characterization of enhanced mass on breast MR imaging and to find the strongest discriminators between carcinoma and benignancy. We analyzed consecutive breast MR images in 270 patients; however, 13 lesions in 93 patients were excluded based on our criteria. We analyzed tumor size, shape, margin, internal mass enhancement, kinetic curve pattern, and apparent diffusion coefficient (ADC) values. We applied univariate and multivariate analyses to find the strongest indicators of malignancy and calculate a predictive probability for malignancy. We added the corresponding categories to these prediction probabilities for malignancy and calculated diagnostic accuracy when we consider category 4b, 4c, and 5 lesions as malignant and category 4a, 3, and 2 lesions as benign. In a validation study, 75 enhancing lesions in 71 patients were examined consecutively. Irregular margin, heterogeneous internal enhancement, rim enhancement, plateau time-intensity curve (TIC) pattern, and washout TIC pattern were the strongest indicators of malignancy as well as past studies, and ADC values less than 1.1x10(-3) mm2/s were also the strongest indicators of malignancy. In a validation study, sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy were 92% (56/61), 86% (12/14), 97% (56/58), 71% (12/17), and 91% (68/75), respectively. The combination of DWI and DCE-MRI could produce high diagnostic accuracy in the characterization of enhanced mass on breast MR imaging.
Article
To identify histopathologic correlates for the varied magnetic resonance (MR) imaging appearances of fibroadenomas. Twenty-three fibroadenomas in 21 patients (aged 23-66 years) examined with gadolinium-enhanced MR imaging were graded for signal intensity on T2-weighted images, contrast material enhancement, shape, and internal septations and were correlated with histopathologic findings. Fibroadenomas demonstrated high T2 signal intensity with enhancement (n = 11), low T2 signal intensity with enhancement (n = 3), or low T2 signal intensity without enhancement (n = 9). Low T2 signal intensity and lack of enhancement were associated with more sclerotic stroma and older patient age. Lesion shape was lobular, oval, or round in 19 of 23 fibroadenomas (83%). Internal septations were identified within nine of 14 enhancing fibroadenomas (64%) and appeared to correlate with collagenous bands at histopathologic analysis. Fibroadenomas demonstrate marked histopathologic variability. The resultant variability in the MR appearance limits the ability to distinguish between benign and malignant masses on the basis of signal intensity and enhancement alone. Lobulation and internal septation, which appear to reflect intrinsic growth patterns of fibroadenomas, may provide a more reliable basis for distinction.
Article
An interpretation model for evaluating magnetic resonance (MR) images of the breast was constructed that allowed differentiation of benign from malignant palpable or mammographically visible abnormalities. Architectural features define each node of the model. Investigation was subsequently made of the histologic findings in individuals within each node and of the frequency with which each histologic finding manifested as a particular architectural feature to determine whether nodal location and specific histologic findings are mutually predictive. The strongest associations were found between fibrocystic change and smooth masses, fibroadenoma and lobulated masses with nonenhancing internal septations, invasive ductal carcinoma (with or without ductal carcinoma in situ [DCIS]) and enhancing irregular or spiculated masses, invasive tubular carcinoma or radial scar and spiculated masses, medullary or colloid carcinoma and enhancing lobulated masses, invasive lobular carcinoma and the absence of a focal mass, DCIS and ductal enhancement, and DCIS (with or without invasive ductal carcinoma) and regional enhancement. Nodal location and histologic findings proved to be mutually predictive within the model; that is, the nodal location of MR imaging features within the model can be used to predict histologic findings and vice versa.
Article
Objective: We examined retrospectively the MR imaging findings in eight patients with mucinous carcinoma of the breast to better describe the imaging characteristics of this disease. Conclusion: The MR imaging findings in mucinous carcinomas include dynamic curves of the gradually enhancing type and a very high signal intensity on T2-weighted images compared with other histologic types of invasive ductal carcinoma. These findings appear to be useful for diagnosis.
Article
This review is focused on two relatively new developments in magnetic resonance imaging (MRI) and their application to breast lesion characterization: diffusion and perfusion MRI. Diffusion MRI measures the mobility of the water protons and thus provides a window to tissue microstructure. Perfusion MRI measures the rate at which blood is delivered to tissue and thus provides information about microvasculature. Because both tissue structure and vasculature are likely to change in disease states, measurement of diffusion and perfusion may have direct physiologic relevance. This review covers topics related to the imaging sequences, image analysis, and clinical studies for diffusion and perfusion breast MRI. Preliminary studies show that the apparent diffusion coefficient (ADC) is a marker of cell density and can distinguish malignant from benign lesions. Perfusion MR also shows promise for breast tumor characterization: malignant tumors have consistently higher relative tissue blood volumes (rTBV) than normal and benign tumors. Additional research is required with large patient cohorts to establish these two techniques on a clinical footing.