3.0T磁共振新技術(shù)在前列腺癌診斷中的應(yīng)用原則

潘 峰 鄭曉風(fēng)

北京航天總醫(yī)院，北京市 100076

隨著我國(guó)人口老齡化的加劇，前列腺癌的發(fā)病率日益增高，臨床對(duì)前列腺癌的早期診斷、準(zhǔn)確分期、侵襲性評(píng)估都提出了更高的要求。同時(shí)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了良好的技術(shù)手段，前列腺特殊的組織結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定的毗鄰環(huán)境也使得包括擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）、磁共振波譜（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）、磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE－MRI）等一系列3.0T 磁共振（Magnetic Resonance Imaging MRI）先進(jìn)技術(shù)在前列腺癌的診斷、追蹤上得以完美應(yīng)用，為臨床制定適宜的治療方案，提高前列腺癌患者的生存率及生存質(zhì)量提供可靠的依據(jù)［1］。現(xiàn)將當(dāng)前3.0T磁共振（MRI）技術(shù)在前列腺癌診斷中的應(yīng)用綜述如下。

1 常規(guī)3.0T磁共振（MRI）掃描技術(shù)在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

前列腺癌常規(guī)3.0TMRI平掃包括大盆腔及前列腺局部掃描兩個(gè)部分。大盆腔掃描包括恥骨聯(lián)合至髂嵴水平的大范圍矢狀位T2加權(quán)、冠狀位T1加權(quán)、軸位T1及T2加權(quán)掃描，以了解前列腺以外的盆腔組織結(jié)構(gòu)的病變情況，目的在于確定前列腺癌的分期。所有序列均可以根據(jù)需要增加脂肪抑制。前列腺局部掃描為小視野的前列腺區(qū)域高分辨軸位掃描，為保證圖像有足夠的解剖細(xì)節(jié)，可以采用三維容積內(nèi)插快速GRE序列（GE公司設(shè)備為L(zhǎng)AVA序列，西門(mén)子公司設(shè)備為VIBE序列，飛利浦公司設(shè)備為T(mén)HRIVE序列），非脂肪抑制序列可以有足夠的信噪比，對(duì)前列腺腫塊的檢出必不可少。正常前列腺在MRI常規(guī)平掃上表現(xiàn)為T(mén)1加權(quán)像上呈上大下小的類(lèi)圓形均勻等信號(hào)結(jié)構(gòu)，在T2加權(quán)像上前列腺中央帶仍呈類(lèi)圓形均勻等信號(hào)結(jié)構(gòu)，周?chē)鷰Лh(huán)繞中央帶的中下部呈均勻高信號(hào)結(jié)構(gòu)，中央帶與周?chē)鷰Х纸缜逦?，橫軸位是顯示這一分界的最佳位置，冠狀位和矢狀位主要用來(lái)顯示前列腺尖部及前列腺與膀胱、直腸的關(guān)系。

前列腺癌因富含細(xì)胞成分，在T1或T2加權(quán)像上均為較低信號(hào)，在T1加權(quán)像上腫瘤無(wú)論發(fā)生在中央帶還是周?chē)鷰Ф寂c正常組織背景信號(hào)相似，難以分辨，而在T2加權(quán)像上發(fā)生在外周帶的低信號(hào)腫瘤組織與高信號(hào)的外周帶背景會(huì)形成鮮明的對(duì)比，容易分辨。因此在常規(guī)MRI平掃中，外周帶前列腺癌容易診斷，中央帶的前列腺癌很難診斷［2］。但是，據(jù)統(tǒng)計(jì)前列腺癌約有超過(guò)75%發(fā)生在外周帶，只有不到25%發(fā)生在中央帶及移位帶，常規(guī)MRI平掃診斷前列腺癌仍然有重要的作用。

盡管超過(guò)3／4的前列腺癌發(fā)生在外周帶，但在外周帶仍有許多其他病變需要與前列腺癌鑒別，如纖維增生、前列腺炎、穿刺后的改變，放療或激素治療后均可以在外周帶上表現(xiàn)為低信號(hào)灶。因此外周帶前列腺癌仍然存在較高的假陽(yáng)性診斷率。

由此可見(jiàn)，常規(guī)MRI平掃既存在中央帶與移行帶腫瘤無(wú)法檢出的限制又存在周?chē)鷰[瘤假陽(yáng)性診斷的問(wèn)題，只有腫瘤分期成為MRI平掃最重要的臨床應(yīng)用。A期：MRI平掃沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具體病灶；B期：MRI平掃發(fā)現(xiàn)前列腺病灶，但前列腺包膜完整；C期：MRI平掃發(fā)現(xiàn)前列腺病灶且前列腺包膜不完整，有周?chē)M織侵犯；D期：MRI平掃發(fā)現(xiàn)前列腺病灶并伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，和／或骨轉(zhuǎn)移［3］。其中，突破包膜的表現(xiàn)主要有：腫瘤與包膜關(guān)系密切，包膜增厚、不規(guī)則、局部突出的癌灶進(jìn)入周?chē)?。周?chē)M織侵犯通常包括神經(jīng)血管束侵犯、精囊腺侵犯、膀胱及直腸侵犯。征象主要是局部血管束不對(duì)稱(chēng)、癌結(jié)節(jié)與相應(yīng)組織分界不清、精囊三角消失等。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移多數(shù)發(fā)生在盆腔［4］，沿髂血管旁分布，一般短徑大于1cm的淋巴結(jié)可診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，軸位壓脂T2WI顯示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)效果較好。骨轉(zhuǎn)移的顯示特異性較高，主要為T(mén)1WI上正常高信號(hào)的骨髓內(nèi)出現(xiàn)不規(guī)則邊緣清晰的低信號(hào)，對(duì)應(yīng)壓脂T2WI上病變呈異常高信號(hào)。但前列腺癌分期的準(zhǔn)確性與診斷者的經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)。

前列腺中央帶腫瘤的檢出、周?chē)鷰[瘤的鑒別以及前列腺癌盆腔分期的準(zhǔn)確性都是常規(guī)前列腺M(fèi)RI平掃難以解決的問(wèn)題，超高場(chǎng)3.0T設(shè)備為我們提供了更多的解決方案。

2 磁共振波譜成像（MRS）在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

磁共振波譜（MRS）是目前唯一能無(wú)創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的磁共振技術(shù)，主要利用MR中的化學(xué)移位來(lái)測(cè)定分子組成及空間構(gòu)型，能提供機(jī)體的代謝信息。通過(guò)對(duì)某組織的目標(biāo)區(qū)域施加特殊設(shè)計(jì)的射頻脈沖，組織內(nèi)化合物中不同種類(lèi)原子核的化學(xué)環(huán)境不同，就會(huì)產(chǎn)生不同的共振頻率，共振峰的位置就有差別，實(shí)際上就是不同原子核的化學(xué)位移效應(yīng)，組織間不同代謝物質(zhì)的共振峰位置不同，因而得以區(qū)別不同的代謝物質(zhì)，而代謝物質(zhì)的濃度越高，其峰值下的面積越大，從而為病變的定性診斷提供幫助。與MRI相比，MRS具有以下特點(diǎn)：得到的是代謝產(chǎn)物的信息，而非解剖圖像，通常用數(shù)值或譜線來(lái)表示。MRS對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)的均勻度都有很高要求，主磁場(chǎng)強(qiáng)度越高各種代謝產(chǎn)物的進(jìn)動(dòng)頻率差異越大，越能夠很好地區(qū)分各種代謝產(chǎn)物類(lèi)型及含量，同時(shí)，磁場(chǎng)均勻度越高信噪比越高。MRS的敏感性與所測(cè)組織的濃度有關(guān)，組織內(nèi)代謝產(chǎn)物原子核的敏感性與MRS檢測(cè)的敏感性成正比［5］。MRS時(shí)常需要多次平均才能獲得足夠的信噪比，因此檢查時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

目前臨床上常用的MRS技術(shù)是多體素1H質(zhì)子3D全覆蓋波譜成像（3D1H－MRSI），采用精確的體積選擇和有效的脂肪抑制。MRS目前顯示的前列腺代謝產(chǎn)物主要有枸櫞酸鹽（Citrate，Cit）、膽堿（Choline，Cho）和肌酸復(fù)合物（Creatine，Cr）［6］，在前列腺 MRS譜線上，是分別位于2.6～2.7ppm、3.55ppm、3.05ppm處的窄高波峰，其中cit峰值最高，Cho和Cr常常為復(fù)合峰。枸櫞酸鹽是精液的主要成分，由前列腺上皮細(xì)胞分泌并在腺管內(nèi)濃縮，前列腺良性增生（Benign prostate hypertrophy，BPH）時(shí)，腺上皮增生導(dǎo)致Cit分泌增多，前列腺癌時(shí)腺上皮細(xì)胞破壞導(dǎo)致Cit減少。膽堿與細(xì)胞膜的合成及降解有關(guān)［7］，BPH和前列腺癌時(shí)，細(xì)胞膜增殖加快，Cho升高，BPH時(shí)Cho升高幅度小，前列腺癌細(xì)胞增殖速度明顯高于良性增生，所以Cho顯著升高。肌酸參與能量代謝，是相對(duì)穩(wěn)定的代謝物質(zhì)，在正常前列腺組織、BPH及前列腺癌組織內(nèi)含量差別不大，常常用作參考比值。

因?yàn)樵谧V線圖上膽堿與肌酸通常不能分開(kāi)，所以多將膽堿與肌酸合并計(jì)算。目前國(guó)際上多使用Cho＋Cre／Cit比值來(lái)反映前列腺代謝情況［8］。癌區(qū)表現(xiàn)為Cit峰降低，（Cho＋Cre）峰顯著升高，（Cho＋Cre）／Cit的均值為（1.94±1.43）；非癌區(qū)表現(xiàn)為 Cit峰高，（Cho＋Cre）峰低，（Cho＋Cre）／Cit的均值為（0.93±0.28）。Kurhanewicz等人提出，所有前列腺癌（Cho＋Cre）／Cit值均大于正常前列腺外周帶，在外周帶正常值基礎(chǔ)上升高2倍標(biāo)準(zhǔn)差，即＞0.75為可能為癌，大于正常比值3倍標(biāo)準(zhǔn)差，即＞0.86肯定為癌［9］。同時(shí)，腫瘤侵襲性越高，細(xì)胞代謝越旺盛，腺體破壞也越明顯，（Cho＋Cre）／Cit值也越高。

因?yàn)镸RS反映的是組織代謝產(chǎn)物的信息，并不受形態(tài)的限制，高質(zhì)量的3D多體素MRS可以覆蓋幾乎前列腺的全部組織，大大提高了前列腺中央帶及移行帶腫瘤的檢出率，并為腫瘤良惡性的鑒別及惡性腫瘤的侵襲性提供更準(zhǔn)確、更有價(jià)值的信息。

3 磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）的原理主要是基于水分子的自由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，它能反映活體組織水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的情況?；铙w組織中水分子的擴(kuò)散受多種因素的影響［10］，如組織細(xì)胞的密度、細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞外間隙、組織內(nèi)大分子蛋白含量等等。病變組織細(xì)胞密度、細(xì)胞結(jié)構(gòu)及細(xì)胞外間隙等的變化將導(dǎo)致組織的擴(kuò)散系數(shù)發(fā)生變化，水分子的擴(kuò)散方向及擴(kuò)散幅度均有所改變，因此可以通過(guò)測(cè)定組織的擴(kuò)散系數(shù)來(lái)推測(cè)病變的性質(zhì)。惡性病變細(xì)胞密度增加，細(xì)胞結(jié)構(gòu)紊亂、含水量少，癌細(xì)胞的細(xì)胞外間隙小，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散的程度下降，用于反映水分子擴(kuò)散能力的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC值）就會(huì)較正常組織下降［11］。

在正常前列腺，外周帶的腺泡沿著尿道呈放射狀規(guī)律分布，腺體和腺管結(jié)構(gòu)豐富，水分子運(yùn)動(dòng)自由度較高，ADC值也相應(yīng)較高。在DWI高b值圖像上惡性病變通常信號(hào)更亮，良性病變通常更低，但信號(hào)的亮暗具有較大的主觀性，而用表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC值）可能更加客觀［12］。b值是DWI中的彌散權(quán)重，選取兩個(gè)以上的b值就可用以計(jì)算表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC值），用具體數(shù)值來(lái)估計(jì)擴(kuò)散程度的快慢。ADC值越高，擴(kuò)散越快，更可能是良性病變，ADC值越低，擴(kuò)散越慢，更可能是惡性病變。但是，不同廠商提供的磁共振設(shè)備會(huì)有ADC值的差異，因此用絕對(duì)的ADC值來(lái)判斷良惡性并不準(zhǔn)確，在DWI中選擇合適的彌散權(quán)重（b值）對(duì)顯示病灶、提高診斷準(zhǔn)確率非常重要。b值越高，彌散權(quán)重越大，就越接近于真實(shí)的擴(kuò)散水平，腫瘤與正常組織的信號(hào)對(duì)比就越明顯，但同時(shí)圖像的信噪比降低，解剖結(jié)構(gòu)也隨之變的不清晰［13］。怎樣平衡信噪比和擴(kuò)散程度，找到最合適的彌散權(quán)重，是很多同道研究的方向，多數(shù)研究者認(rèn)為采用b值為1 000的DWI序列對(duì)診斷前列腺癌有較高價(jià)值。

4 磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（DCE－MRI）在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)（DCE－MRI）是一種無(wú)創(chuàng)的反映組織血流動(dòng)力學(xué)的影像方法，有高的時(shí)間分辨力，能通過(guò)組織強(qiáng)化的時(shí)間強(qiáng)度變化來(lái)反映組織的血供特點(diǎn)并用于評(píng)估組織的微循環(huán)狀態(tài)［14］。研究發(fā)現(xiàn)，DCE－MRI能較好的區(qū)分前列腺癌及其他病變，分析開(kāi)始強(qiáng)化時(shí)間、強(qiáng)化率、達(dá)峰時(shí)間、時(shí)間強(qiáng)度曲線圖類(lèi)型可以對(duì)前列腺癌做出準(zhǔn)確診斷［15］。

前列腺磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描常用的方法是高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射釓噴酸葡胺，注射劑量0.2mmol／kg體重，注射速度2.5～3.5ml／s，注藥前小FOV前列腺局部快速成像序列掃描一次，注藥完畢后立刻開(kāi)始無(wú)間隔多期動(dòng)態(tài)掃描，持續(xù)約5min。掃描完成后觀察感興趣區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)化特征，并在工作站做出時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度曲線圖，根據(jù)強(qiáng)化曲線特征來(lái)進(jìn)行病變的良惡性鑒別。

通常認(rèn)為前列腺癌的腫瘤新生血管密度明顯升高，而且腫瘤血管發(fā)育并不完善，基底膜常不連續(xù)，容易形成動(dòng)靜脈短路，因而動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描時(shí)，形成快速灌注迅速廓清的強(qiáng)化模式，常常表現(xiàn)為造影劑常從血管內(nèi)迅速滲入細(xì)胞外間隙又迅速匯聚流出［16］。前列腺癌在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描中呈現(xiàn)強(qiáng)化開(kāi)始早，強(qiáng)化程度高，到達(dá)強(qiáng)化最高峰值快，強(qiáng)化持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn)。可通過(guò)計(jì)算強(qiáng)化開(kāi)始時(shí)間、強(qiáng)化率、達(dá)峰時(shí)間，并繪制曲線圖進(jìn)行診斷。前列腺癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描曲線通常為速升速降的流出型，達(dá)峰時(shí)間多在60s內(nèi)，部分病例表現(xiàn)為速升緩降的平臺(tái)型［17］。前列腺增生時(shí)雖然血供也有所增加，但其血管為發(fā)育正常的血管，基底膜完整，所以動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描時(shí)，雖然強(qiáng)化程度也較高，但到達(dá)強(qiáng)化峰值時(shí)間慢，通常約為240s，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)化率較前列腺癌明顯要低，曲線通常表現(xiàn)為緩升緩降流入型，也有部分表現(xiàn)為速升緩降平臺(tái)型［18］。

對(duì)于正常的前列腺，中央帶內(nèi)血管基底膜完整，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描主要表現(xiàn)為漸進(jìn)式強(qiáng)化，與前列腺增生可部分重疊，通常為延遲期的均勻持續(xù)強(qiáng)化，曲線也是緩升緩降的流入型。外周帶血管密度相對(duì)較低，血管基底膜完整，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描時(shí)強(qiáng)化程度低，無(wú)明顯峰值，緩慢持續(xù)強(qiáng)化。曲線表現(xiàn)為緩升緩降的流入型。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著3.0T超高場(chǎng)磁共振設(shè)備帶來(lái)的各種先進(jìn)技術(shù)的研究應(yīng)用，前列腺癌的影像診斷水平有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但從大量的研究結(jié)果來(lái)看，單純使用某一種技術(shù)均存在一定比率假陽(yáng)性與假陰性診斷，聯(lián)合應(yīng)用兩種以上的技術(shù)手段則診斷正確率明顯提高。但基于檢查成本及患者耐受情況來(lái)考慮，對(duì)于每一個(gè)患者是否都需要采用所有的四種方法有待商榷。根據(jù)患者不同情況制定不同的技術(shù)組合方案，既能減少患者檢查時(shí)間，又能保證診斷的準(zhǔn)確性值得筆者認(rèn)真研究。

綜上所述，前列腺常規(guī) MRI、MRS、DWI、DCEMRI對(duì)前列腺的解剖結(jié)構(gòu)、組織代謝、細(xì)胞水平的水分子運(yùn)動(dòng)及組織的血流動(dòng)力學(xué)改變有全面而準(zhǔn)確的評(píng)估，對(duì)前列腺癌的早期診斷、腫瘤侵襲性判斷、腫瘤盆腔分期都有著不可替代的重要作用。

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