DCE-MRI灌注指標(biāo)與MR DWI ADC值在前列腺癌患者中的關(guān)系分析

崔 凌 莊偉雄 文海忠

目前，前列腺癌(prostate cancer，PCa)在我國老年男性中的發(fā)病率逐年上升。有研究表明［1］，聯(lián)合應(yīng)用動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng) MRI(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)和擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)更有利于提高前列腺癌早期診斷的特異性和敏感性。在此次研究中，我們探討DCE-MRI灌注指標(biāo)與DWI ADC值的相關(guān)關(guān)系，從而研究前列腺癌組織惡性增殖同微循環(huán)灌注水平之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取本院2007年3月至2013年6月收治入院的前列腺癌患者53例，且均經(jīng)病理組織切片活檢確診。其中年齡為46～87歲，平均為(73.6±9.3)歲。患者血清前列腺特異性抗原(PSA)升高在0.63～97 ng/ml，平均為(43.17 ±35.35)ng/ml?；颊呷朐汉缶蠨WI和肝臟快速容積采集序列(liver acquisition with volume acceleration，LAVA)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描;臨床分期:B期13例，C期18例，D期22例。

1.2 儀器與方法

采用Siemens Avanto 1.5 T磁共振掃描儀，心臟相控線圈。整個(gè)前列腺、精囊腺部位的軸位T1WI、和冠狀位脂肪抑制快速自旋回波(FSE)T2WI掃描以及全盆腔掃描(從而判斷是否發(fā)生盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)均屬于常規(guī)掃描序列。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描時(shí)通過手背淺表靜脈按照0.2 ml/kg體質(zhì)量和 2.5 ml/s的流率團(tuán)注 1.0 mmol/ml的Gd-DTPA和0.9%的生理鹽水20 ml后行軸位 LAVA 增強(qiáng)掃描。TE 1.2 ms，TR 2.7 ms，矩陣272 ×160，視野40 cm ×36 cm，層厚 4.0 mm，層數(shù) 660層，單期掃描時(shí)間約3.338 s，總共掃描時(shí)間在183 s左右，連續(xù)掃描55期，范圍包括整個(gè)前列腺和精囊腺。DWI檢查中則特別針對(duì)前列腺的薄層進(jìn)行掃描，使用單次激發(fā)EPI序列采集圖像。擴(kuò)散敏感系數(shù)(b值)采用0 和750 s/mm，TR 3 300 ms，TE 69 ms，矩陣 128 ×128，視野261 ×380，層間隔1 mm，層厚4 mm，平均次數(shù)4，掃描時(shí)間為1 min 4 s。

1.3 影像學(xué)分析

根據(jù)病理活檢結(jié)果在DWI和DCE-MRI圖像上兩側(cè)外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)感興趣區(qū)(ROI)，且盡量避免周圍的脂肪、血管和鈣化組織結(jié)構(gòu)，呈橢圓形位于外周帶內(nèi)［2］。對(duì)DCE-MRI繪制出ROI內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間(signal intensity-time，SI-T)曲線，并計(jì)算最快強(qiáng)化率(Rmax)、達(dá)峰時(shí)間(Tmax)和最大強(qiáng)化程度(SImax)。其中Tmax表示曲線由初始強(qiáng)化至峰值所需時(shí)間。SImax=(曲線峰值信號(hào)強(qiáng)度-初始信號(hào)強(qiáng)度)/初始信號(hào)強(qiáng)度×100%;Rmax=(曲線峰值信號(hào)強(qiáng)度-初始信號(hào)強(qiáng)度)/Tmax×100%。而對(duì) DWI則測量不同 ROI內(nèi)的 ADC值，患者隨機(jī)進(jìn)行3次測量后取其均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

將所得數(shù)據(jù)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果統(tǒng)一以(s)的形式表示。對(duì)于前列腺癌兩側(cè)外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)DCE-MRI灌注指標(biāo)和ADC值比較采用t檢驗(yàn)，而兩者的相關(guān)性則進(jìn)行Person相關(guān)分析，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 非癌區(qū)同癌區(qū)的DCE-MRI灌注指標(biāo)和ADC值上的比較

在DCE-MRI的表現(xiàn)中，大部分癌灶的影像學(xué)表現(xiàn)為在早期即有快速和明顯的強(qiáng)化，在Tmax、SImax和Rmax等指標(biāo)上同非癌區(qū)相比，差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。DWI上除了部分癌區(qū)影像學(xué)表現(xiàn)為比正常前列腺外周帶略高的信號(hào)，其余均表現(xiàn)為明顯的高信號(hào)，而反映在ADC圖像上則為明顯的低信號(hào)。前列腺非癌區(qū)和癌區(qū)ADC值分別為(1.59±0.11)×10－3mm2/s和(0.88 ±0.16)×10－3mm2/s，兩者差異顯著具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 非癌區(qū)同癌區(qū)的DCE-MRI灌注指標(biāo)和ADC對(duì)比(s)

表1 非癌區(qū)同癌區(qū)的DCE-MRI灌注指標(biāo)和ADC對(duì)比(s)

區(qū)域 例數(shù) Tmax/s SImax/% Rmax/% ADC值/(mm2·s－1)前列腺癌癌區(qū) 113 16.87 ±3.25 1.58 ±0.24 9.27 ±2.26 (0.88 ±0.16)×10－3非癌區(qū) 32 33.18 ±12.27 1.19 ±0.16 3.89 ±1.47 (1.59 ±0.11)×10 －3 t值 －6.99 7.43 14.27 －19.76 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.01

2.2 不同Gleason評(píng)分間DCE-MRI灌注指標(biāo)比較

不同Gleason評(píng)分癌區(qū)之間的Tmax、SImax和Rmax之間的差異顯著具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明前列腺癌區(qū)組織異型性越高，癌組織中所生成的血管越多，血液供應(yīng)也就越多。見表2。

2.3 癌區(qū)DCE-MRI灌注指標(biāo)與ADC值的相關(guān)性比較

SImax同 ADC 值呈負(fù)相關(guān)(γ = －0.28，P ＜0.01);Tmax同 ADC 值呈正相關(guān)(γ =0.49，P ＜0.01);Rmax同ADC 值呈負(fù)相關(guān)(γ= －0.41，P ＜0.01)。

表2 不同Gleason評(píng)分間DCE-MRI灌注指標(biāo)比較(s)

表2 不同Gleason評(píng)分間DCE-MRI灌注指標(biāo)比較(s)

Gleason評(píng)分 例數(shù) Tmax/s SImax/% Rmax /%2～6分18 19.88 ±3.57 1.42 ±0.15 7.46 ±1.77 7 分 17 16.01 ±1.82 1.53 ±0.18 9.65 ±1.76 8 ～10 分 16 15.52 ±2.69 1.68 ±0.27 10.55 ±2.43 F值17.44 8.66 13.87 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

3 討論

DCE-MRI的原理為使用Gd-DTPA等釓類對(duì)比劑通過前臂靜脈團(tuán)注后，從血管達(dá)到組織內(nèi)，使得其信號(hào)強(qiáng)化達(dá)到峰值。當(dāng)對(duì)比劑在組織中逐漸吸收、排泄，先形成穩(wěn)定的平衡階段，隨后信號(hào)強(qiáng)度便逐漸下降［3-4］。癌灶信號(hào)強(qiáng)度大小基本由血管數(shù)量和通透性所決定。增強(qiáng)MRI的強(qiáng)化過程往往可以通過SI-T曲線來表示，其反應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度變化同時(shí)間變化之間的關(guān)系，從而在一定程度上反映癌灶血管生成功能和血流動(dòng)力學(xué)變化，是評(píng)估腫瘤微循環(huán)病理狀況的方式［5］。

DWI通過檢測組織細(xì)胞中的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行成像，從而反映體內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)狀況［6］。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散系數(shù)就越大，相應(yīng)地DWI信號(hào)則越弱，但擴(kuò)散系數(shù)極易受到被檢測者血液渦流等因素的干擾并不穩(wěn)定［7］。因此，往往使用ADC值取代擴(kuò)散系數(shù)用以表示DWI上所測得的生物組織擴(kuò)散系數(shù)。ADC值的數(shù)值越大，表示水分子在組織內(nèi)擴(kuò)散越快，表現(xiàn)在ADC圖上的信號(hào)越強(qiáng)，呈白色。

正常前列腺組織在外周帶中主要以腺體成分為主，而間質(zhì)則相對(duì)較少并且分布并不緊密，故此在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描的初期強(qiáng)化較弱，并且信號(hào)增強(qiáng)速度緩慢，而中央?yún)^(qū)組織因排列緊密故此初期強(qiáng)化明顯，信號(hào)上升速度快，峰值強(qiáng)度遠(yuǎn)高于外周帶。有研究表明［8］，正常前列腺組織與癌灶以及不同Gleason評(píng)分癌區(qū)之間的Tmax、SImax和 Rmax之間的差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明前列腺癌區(qū)組織異型性越高，癌組織中所生成的血管越多，血液供應(yīng)也就越多。在此次研究中，非癌區(qū)與癌區(qū)、不同Gleason評(píng)分癌區(qū)之間的Tmax、SImax和Rmax等指標(biāo)之間差異顯著，均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，同上述觀點(diǎn)一致。

正常前列腺外周帶中有非常豐富的腺體結(jié)構(gòu)和組織，排列規(guī)則，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)范圍廣，不會(huì)受到任何制約;而癌變病灶中由于腫瘤細(xì)胞快速增殖，腫瘤細(xì)胞排列非常緊密，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙減少，核漿比高于正常細(xì)胞，且間質(zhì)成分較少，故此含水量較少且擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受到限制，ADC值低于正常組織。在此次研究中，前列腺非癌區(qū) ADC 值為(1.59 ±0.11)×10－3mm2/s，顯著低于癌區(qū) ADC 值(0.88 ±0.16)×10－3mm2/s。

有實(shí)驗(yàn)研究表明［9］，前列腺組織中血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達(dá)水平同Tmax呈負(fù)相關(guān)，而同DCEMRI的強(qiáng)化速率和程度則呈正相關(guān)。揭示腫瘤細(xì)胞的增殖水平與癌組織中的血液循環(huán)豐富程度聯(lián)系緊密。當(dāng)腫瘤細(xì)胞快速增殖侵潤時(shí)，其合成的VEGF就越多，從而誘導(dǎo)病灶中微血管大量生成，微循環(huán)組織灌注和滲透水平越高。而相應(yīng)地，微循環(huán)的血流量越豐富，所帶來的營養(yǎng)也越豐富，有助于腫瘤細(xì)胞快速增殖、浸潤以及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，Gleason評(píng)分也就越高。兩者相互作用和影響，形成一種惡性循環(huán)［10］。

綜上所述，前列腺癌的ADC值和DCE-MRI的灌注指標(biāo)具有相關(guān)關(guān)系，能夠從影像學(xué)的角度上評(píng)估腫瘤微循環(huán)的病理狀況，反映出腫瘤細(xì)胞增殖能力同腫瘤微循環(huán)之間的關(guān)系。此外，DCE-MRI和DWI兩種影像學(xué)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用在前列腺癌的早期診斷和分期中具有重要價(jià)值，為制定臨床治療方案提供參考依據(jù)。

［1］李 鵬，楊文君，陳志強(qiáng)，等.前列腺癌動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRi與擴(kuò)散加權(quán)成像的相關(guān)性〔J〕.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2013，29(2):264-268.

［2］Kim CK，Park BK，Kim B.Diffusion-weighted MRI at 3 T for the evaluation of prostate cancer〔J〕.AJR AmJ Roentgenol，2010，194(6):1461-1469.

［3］彭文通.超聲引導(dǎo)對(duì)前列腺血流信號(hào)異常區(qū)的穿刺活檢對(duì)前列腺癌篩選的價(jià)值〔J〕.實(shí)用癌癥雜志，2013，28(1):89-90.

［4］潘云雷，張 輝，李祖銀，等.3.0TDCE-MRI與DWI對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值及與前列腺特異性抗原的相關(guān)性〔J〕.安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47(10):1201-1205.

［5］朱海濱，劉 婧，蔡文超，等.前列腺癌MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)定量參數(shù)Ktrans值與Gleason評(píng)分的相關(guān)性研究〔J〕.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2012，20(7):481-484.

［6］林志咸，王曄靜，陳 超，等.影響慢性前列腺炎電針治療效應(yīng)的情志因素分析〔J〕.世界中醫(yī)藥，2013，8(4):437-439.

［7］王朝陽，王維虎，李曄雄，等.CT-MRI圖像融合對(duì)前列腺癌調(diào)強(qiáng)放療靶區(qū)及正常組織劑量影響〔J〕.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2010，(5):452-455.

［8］靳 冰，王珍光，馬 驄.前列腺癌實(shí)驗(yàn)室診斷指標(biāo)的ROC曲線分析〔J〕.實(shí)用癌癥雜志，2010，25(6):601-602，606.

［9］Kitajima K，Kaji Y，F(xiàn)ukaboriY，et al.Prostate cancer detection with 3T MRI:Comparison of diffusion-weighted imaging and dynamic contrast-enhanced MRI in combination with T2-weighted imaging〔J〕.J Magn Reson Imaging，2010，31(3):625-631.

［10］咼林杰，鐘光俊，田 羅，等.清利活化法聯(lián)合心理疏導(dǎo)治療慢性前列腺炎的臨床觀察〔J〕.世界中醫(yī)藥，2013，8(2):171-173.