Tumor vascularity and tumor-related vessels using ultrafast DCE MRI of the Breast

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07673
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 片岡 正子 京都大学, 医学研究科, 助教 (10611577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯間 麻美 京都大学, 医学研究科, 助教 (60748797)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: MRI / 高速撮像法 / 乳癌 / 血管新生 / 血流 / 圧縮センシング / 灌流

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、１）乳房の超高速造影ダイナミックMRIの画質改善、撮像・解析法の確立、および２）乳腺腫瘍血流・血管評価にもとづく診断や治療効果判定・予測法の確立である。
今年は最終年度として、治療効果評価への応用に向けた検討を開始、学会発表を行った。超高速造影ダイナミックMRIで得られる画像は、背景の非特異的な造影効果がみられるより前に、血流豊富な病変を描出でき、同様のことは血流が残存するViableな残存腫瘍にも見られる。逆に線維化を主体とした治療後のScar は造影されるが緩徐である。従来は造影の程度をkinetic curve を用いて評価していたが、超高速造影ダイナミックMRIの投影像（MIP）を用いることで数秒で標的病変の同定が可能であり、浸潤部のサイズ予測もより正確であることを学会にて発表、論文にまとめている。腫瘍周囲の血管の構築の複雑性を定量化する手法についても、多くの例で検討を重ね、増殖のマーカーであるKi-67index との相関が示された。国際学会にて発表の後、論文化に取り組んでいる。
血流は、乳癌のSubtypeによって異なることがわかってきた。超高速造影ダイナミックMRIから得られるKinetic parameterと拡散強調画像の組み合わせは良悪診断に有用であることは既に報告したが、浸潤癌のサブタイプ分類にも有用であることを我々は国際学会で発表した、特に、増殖能が高く、遺伝子変異との関連も深いTriple negative subtypeは、血流の豊富さがKinetic parameterに反映される。これと形態情報の組み合わせがTriple negative subtype分類に役立つ。これらについてもさらにSubtype 毎の検討を重ねている。
以上のテーマについて積極的に学会発表・口演を行い、研究成果の臨床への普及にも努めた。

Research Products

• [Journal Article] Subcategory classifications of Breast Imaging and Data System (BI-RADS) category 4 lesions on MRI. (2021)
  • Author(s): Maya Honda, Masako Kataoka, Kosuke Kawaguchi, Mami Iima, Kanae Kawai Miyake, Ayami Ohno Kishimoto, Rie Ota, Akane Ohashi, Masakazu Toi, Yuji Nakamoto
  • Journal Title: Japanese journal of radiology Volume: 39 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1007/s11604-020-01029-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Background parenchymal enhancement and its effect on lesion detectability in ultrafast dynamic contrast-enhanced MRI (2020)
  • Author(s): Maya Honda, Masako Kataoka, Mami Iima, Kanae Kawai Miyake, Akane Ohashi, Ayami Ohno Kishimoto, Rie Ota, Marcel Dominik Nickel, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Journal Title: UROPEAN JOURNAL OF RADIOLOGY Volume: 129 Pages: 108984-108984
  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2020.108984
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A multiparametric approach to diagnosing breast lesions using diffusion-weighted imaging and ultrafast dynamic contrast-enhanced MRI (2020)
  • Author(s): Akane Ohashi, Masako Kataoka, Mami Iima, Shotaro Kanao, Maya Honda, Yuta Urushibata, Marcel Dominik Nickel, Ayami Ohno Kishimoto, Rie Ota, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Journal Title: MAGNETIC RESONANCE IMAGING Volume: 71 Pages: 154-160
  • DOI: 10.1016/j.mri.2020.04.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The comparison of high-resolution diffusion weighted imaging (DWI) with high-resolution contrast-enhanced MRI in the evaluation of breast cancers (2020)
  • Author(s): Ayami Ohno Kishimoto, Masako Kataoka, Mami Iima, Maya Honda, Kanae Kawai Miyake, Akane Ohashi, Rie Ota, Tatsuki Kataoka, Takaki Sakurai, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Journal Title: MAGNETIC RESONANCE IMAGING Volume: 71 Pages: 161-169
  • DOI: 10.1016/j.mri.2020.03.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Breast cancer screening for women at high risk: review of current guidelines from leading specialty societies (2020)
  • Author(s): Onishi Natsuko、Kataoka Masako
  • Journal Title: Breast Cancer Volume: Online ahead of print Pages: e
  • DOI: 10.1007/s12282-020-01157-1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evaluation of Malignant Breast Lesions Using High-resolution Readout-segmented Diffusion-weighted Echo-planar Imaging: Comparison with Pathology (2020)
  • Author(s): Kishimoto Ayami Ohno、Kataoka Masako、Iima Mami、Honda Maya、Miyake Kanae Kawai、Ohashi Akane、Ota Rie、Kataoka Tatsuki、Sakurai Takaki、Toi Masakazu、Togashi Kaori
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medical Sciences Volume: Online ahead of print Pages: e
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2020-0021
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Post-NAC evaluation using ultrafast breast dynamic contrast-enhanced MRI (2020)
  • Author(s): Honda M, Kataoka M, Iima M, Miyake KK, Ohashi A, Kishimoto AO, Ota R, Nickel MD, Kataoka T, Toi M, Togashi K
  • Organizer: ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantitative Evaluation of Tumor-related Vessels on Ultrafast Dynamic Contrast-Enhanced MRI: Image Biomarker of Breast Cancer Proliferation (2020)
  • Author(s): Kawase K, Kataoka M, Takemura T, Fukutome T, Yano K, Honda M, Iima M, Nickel MD, Kataoka TR, Toi M, Togashi K
  • Organizer: ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pre-surgical evaluation of residual cancer by breast MRI after neoadjuvant systemic treatment with High-resolution Diffusion Weighted Imaging (2020)
  • Author(s): Ota R, Kataoka M, Iima M, Ohashi A, Kishimoto AO, Kataoka TR, Toi M, and Togashi K
  • Organizer: ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multiparametric approach of diagnosing breast lesions using DWI and ultrafast DCE MRI: compared with conventional DCE MRI (2020)
  • Author(s): Ohashi A, Kataoka M, Iima M, Honda M, Urushibata Y, Nickel DM, Weiland E, Kishimoto AO , Ota R , Toi M, and Togashi K
  • Organizer: ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Automatic Segmentation of Tumor-related Vessels of Breast Cancer on Ultrafast DCE MRI using U-Net (2020)
  • Author(s): Kataoka M, Fukutome T, Takemura T, Kawase K, Yano K, Honda M, Toi M, Togashi K.
  • Organizer: ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Basic Knowledge to determine recommendations for the imaging test Symposium29 How to make and utilize diagnostic imaging guidelines: Let's think about useful radiology examination (2020)
  • Author(s): Masako Kataoka
  • Organizer: 第79回日本医学放射線学会
  • Invited
• [Presentation] What Japanese radiologists need to know about WHO Classification of Tumours 5th Edition (2020)
  • Author(s): Kazunori Kubota, Kazuaki Nakashima, Masako Kataoka, Sachiko Yuen, Hiroko Satake, Wakana Murakami, Michiro Sasaki, Ken Yamaguchi, Mio Mori, Tomoyuki Fujioka
  • Organizer: 第79回日本医学放射線学会
  • Invited
• [Presentation] Developing an algorism for automatic segmentation of the breast tumor-related vessels from UF-DCE MRI based on the U-Net convolutional network (2020)
  • Author(s): Takuto Fukutome, Masako Kataoka, Tomohiro Takemura, Kojiro Yano, Kango Kawase, Maya Honda, Akane Ohashi, Mami Iima, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Organizer: 第79回日本医学放射線学会
• [Presentation] Developing an algorism for automatic segmentation of the enhanced breast lesions on Maximum projection image from UF-DCE MRI based on the U-Net convolutional network. (2020)
  • Author(s): Tomohiro Takemura, Masako Kataoka, Takuto Fukutome, Kojiro Yano, Kango Kawase, Maya Honda, Akane Ohashi, Mami Iima, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Organizer: 第79回日本医学放射線学会
• [Presentation] MR findings of pure DCIS (2020)
  • Author(s): Makiko Kawai, Masako Kataoka, Shotaro Kanao, Maya Honda, Mami Iima, Ayami Ohno-Kishimoto, Akane Ohashi, Masakazu Toi, Kaori Togashi
  • Organizer: 第79回日本医学放射線学会
• [Presentation] Ultrafast DCE-MRIのMaximum Slope (MS)と拡散強調画像のADCを用いた乳房病変の良悪の決定木診断 Decision tree classifier of diagnosing breast lesions using ultrafast DCE-MRI and DWI (2020)
  • Author(s): 大橋 茜, 片岡 正子, 飯間 麻美, 本田 茉也, Marcel Dominik Nickel, 大野 文美, 太田 理恵, 戸井 雅和, 富樫 かおり
  • Organizer: 日本乳癌学会学術総会
• [Presentation] トリプルネガティブ乳癌の予後予測におけるResidual Cancer Burdenとダイナミック造影MRIの有用性 (2020)
  • Author(s): 山口 絢音 河口 浩介:1, 本田 茉也, 片岡 正子, 片岡 竜貴, 川島 雅央, 髙田 正泰, 鈴木 栄治, 石黒 洋, 戸井 雅和
  • Organizer: 日本乳癌学会学術総会
• [Presentation] Comparison of ultrafast dynamic contrast-enhanced MRI and DWI in the evaluation of treatment response after neoadjuvant chemotherap (2020)
  • Author(s): Maya Honda，Masako Kataoka，Rie Ota，Mami Iima，Ayami Ohno Kishimoto，Akane Ohashi，Kanae Kawai Miyake，Tatsuki Kataoka，Nickel Marcel Dominik，Yuta Urushibata，Masakazu Toi
  • Organizer: 日本乳癌学会学術総会
• [Presentation] Can ultrafast dynamic contrast enhanced MRI and diffusion weighted imaging identify highly proliferative subtypes of breast cancer? (2020)
  • Author(s): Akane Ohashi，Masako Kataoka，Mami Iima，Maya Honda，Rie Ota，Ayami Ohno Kishimoto，Kanae Kawai Miyake，Yuta Urushibata，Nickel Marcel Dominik，Tatsuki Kataoka，Masakazu Toi，Yuusuke Hirokawa，Yuji Nakamoto
  • Organizer: 日本乳癌学会学術総会
• [Presentation] 遺伝性乳がん卵巣がん症候群（HBOC）を理解する-がん診療に関わる全ての放射線科医に向けて (2020)
  • Author(s): 片岡正子
  • Organizer: SAMI 2020
  • Invited
• [Book] 知っておきたい乳房の画像診断 (2021)
  • Author(s): 角田 博子、松林（名本）路花
  • Total Pages: 424
  • Publisher: 学研メディカル秀潤社
  • ISBN: 4-7809-0978-3
• [Book] 乳房MRI検査マニュアル: HBOCを念頭に置いたスクリーニング/サーベイランスから乳がんの精密検査まで (2020)
  • Author(s): 日本乳癌検診学会 (編集) （編集委員として片岡正子を含む）
  • Total Pages: 51
  • Publisher: 金原出版
  • ISBN: 978-4307071185
• [Book] 【Women's Imaging 2020 Breast Imaging Vol.15 乳がんの個別化医療、ゲノム医療の幕開けと画像診断の展望】個別化医療、ゲノム医療時代の乳がん検診と画像診断のあり方 Abbreviated MRIの臨床的意義と将来展望 (2020)
  • Author(s): 片岡 正子, 太田 理恵, 大橋 茜, 本田 茉也, 飯間 麻美
  • Total Pages: 113
  • Publisher: INNERVISION
  • ISBN: 978-4902131895
• [Book] 【Women's Imaging 2020 Breast Imaging Vol.15 乳がんの個別化医療、ゲノム医療の幕開けと画像診断の展望】乳がん画像診断の最新技術動向 DWIを含めた非造影MRIによる乳がん検診の動向 (2020)
  • Author(s): 本田 茉也, 飯間 麻美, 大野 文美, 鈴木 瑞恵, 片岡 正子
  • Total Pages: 113
  • Publisher: INNERVISION
  • ISBN: 978-4902131895
• [Book] Therapy Response Imaging in Breast Cancer, :Therapy Response Imaging in Oncology, Nishino N.(eds) (2020)
  • Author(s): Masako Kataoka
  • Total Pages: 65-78
  • Publisher: Springer Nature Switzerland
  • ISBN: 978-3-030-31170-4