Evaluation of breast cancer malignancy, prognostic factors and molecular subtypes using a continuous-time random-walk MR diffusion model

医学 乳腺癌 恶性肿瘤 接收机工作特性 有效扩散系数 曼惠特尼U检验 雌激素受体 斯皮尔曼秩相关系数 内科学 癌症 肿瘤科 病理 核医学 放射科 磁共振成像 统计 数学
作者
Huan J. Chang,Dawei Wang,Yuting Li,Shaoxin Xiang,Yu Xin Yang,Peng Kong,Caiyun Fang,Ming Lei,Xiangqing Wang,Chuanyi Zhang,Wenjing Jia,Qingqing Yan,Xinhui Liu,Qingshi Zeng
出处
期刊:European Journal of Radiology [Elsevier BV]
卷期号:166: 111003-111003 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.ejrad.2023.111003
摘要

To assess the continuous-time random-walk (CTRW) model's diagnostic value in breast lesions and to explore the associations between the CTRW parameters and breast cancer pathologic factors.This retrospective study included 85 patients (70 malignant and 18 benign lesions) who underwent 3.0T MRI examinations. Diffusion-weighted images (DWI) were acquired with 16b-values to fit the CTRW model. Three parameters (Dm, α, and β) derived from CTRW and apparent diffusion coefficient (ADC) from DWI were compared among the benign/malignant lesions, molecular prognostic factors, and molecular subtypes by Mann-Whitney U test. Spearman correlation was used to evaluate the associations between the parameters and prognostic factors. The diagnostic performance was assessed by the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) based on the diffusion parameters.All parameters, ADC, Dm, α, and β were significantly lower in the malignant than benign lesions (P < 0.05). The combination of all the CTRW parameters (Dm, α, and β) provided the highest AUC (0.833) and the best sensitivity (94.3%) in differentiating malignant status. And the positive status of estrogen receptor (ER) and progesterone receptor (PR) showed significantly lower β compared with the negative counterparts (P < 0.05). The high Ki-67 expression produced significantly lower Dm and ADC values (P < 0.05). Additionally, combining multiple CTRW parameters improved the performance of diagnosing molecular subtypes of breast cancer. Moreover, Spearman correlations analysis showed that β produced significant correlations with ER, PR and Ki-67 expression (P < 0.05).The CTRW parameters could be used as non-invasive quantitative imaging markers to evaluate breast lesions.
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