ESWAN序列對(duì)前列腺癌與前列腺增生鑒別診斷的價(jià)值

佟梓濱，劉愛連，陳麗華，呂婷婷，李 燁，陳安良，宋清偉

（大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116000）

ESWAN序列對(duì)前列腺癌與前列腺增生鑒別診斷的價(jià)值

佟梓濱，劉愛連，陳麗華，呂婷婷，李 燁，陳安良，宋清偉

（大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116000）

目的：初步探討增強(qiáng)T2*加權(quán)血管成像 （Enhanced T2star weighted angiography，ESWAN）在前列腺癌（Prostate cancer，PCa）與前列腺增生 （Benign prostatic hypertrophy，BPH）鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法：回顧性分析于我院GE SignaHDxt 3.0 T MRI行前列腺檢查并經(jīng)病理證實(shí)的患者56例（PCa組26例，BPH組30例）。PCa組中中高分化組16例（Gleason評(píng)分≤7分），低分化組10例（Gleason評(píng)分>7分）。通過后處理軟件獲得相位圖、R2*圖、ADC圖，采用感興趣區(qū)法測(cè)量病灶的R2*值、相位值、ADC值。對(duì)同一患者的測(cè)量由兩名觀察者各自獨(dú)立完成，取3次測(cè)量平均值用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用Mann-Whitney test比較PCa組和BPH組的年齡差異；采用Spearman相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值、ADC值兩名觀察者測(cè)量結(jié)果的一致性，如一致性良好則使用標(biāo)準(zhǔn)差較小的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；采用Mann-Whitney test比較PCa組與BPH組的R2*值、相位值和ADC值的差異和PCa組中中高分化組與低分化組的R2*值、相位值和ADC值的差異，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；應(yīng)用ROC曲線評(píng)價(jià)R2*、相位值、ADC值診斷PCa的診斷效能，并確定診斷閾值。結(jié)果：①PCa組與BPH組患者年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；②兩名觀察者對(duì)PCa組和BPH病灶R2*值、相位值、ADC值的測(cè)量結(jié)果一致性均良好；③PCa組與BPH組的R2*值、相位值、ADC值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。R2*值診斷PCa的AUC為0.914，其診斷閾值為21.06 Hz，靈敏度、特異度分別為92.3%、83.3%；相位值診斷PCa的AUC為0.664，其診斷閾值為0.010 7 Hz，靈敏度、特異度分別為69.2%、73.3%；ADC值診斷PCa的AUC為0.903，其診斷閾值為0.958×10-3mm2/s，靈敏度、特異度分別為88.5%、90.0%；④中高分化組和低分化組病灶R2*值、相位值、ADC值的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：ESWAN序列的R2*值、相位值可以作為定量指標(biāo)鑒別PCa和BPH，R2*值在二者的鑒別診斷中具有更高的診斷效能，其AUC大于ADC值，且靈敏度高于ADC值。ESWAN序列可以為PCa和BPH的鑒別診斷提供更多信息，具有應(yīng)用價(jià)值。

前列腺腫瘤；前列腺增生；磁共振成像

前列腺癌（Prostate cancer，PCa）是西方發(fā)達(dá)國(guó)家男性中最常見的惡性腫瘤之一。近年來，隨著我國(guó)人民生活、醫(yī)療水平的提高，飲食結(jié)構(gòu)逐漸西方化、以及影像學(xué)檢查的普及和進(jìn)步，特別是前列腺特異性抗原（Prostate specific antigen，PSA）、MRI技術(shù)廣泛用于PCa的篩查和診斷，其發(fā)病率亦呈逐年上升的趨勢(shì)[1]。

增強(qiáng) T2*加權(quán)血管成像（Enhanced T2star weighted angiography，ESWAN）序列是一項(xiàng)新的磁共振對(duì)比增強(qiáng)成像技術(shù)，早期主要應(yīng)用于腦部，在腦血管小靜脈畸形、顱內(nèi)微量出血、腦腫瘤等疾病的診斷中發(fā)揮重要作用[2-3]。隨著掃描速度的提高，部分學(xué)者開始將ESWAN序列應(yīng)用腹部疾病的診斷，已有研究顯示ESWAN序列在肝細(xì)胞癌與肝血管瘤的鑒別具有重要價(jià)值[4]，田士峰等[5]的研究結(jié)果認(rèn)為，ESWAN序列R2*值可以作為定量指標(biāo)對(duì)脾臟實(shí)性良惡性腫瘤進(jìn)行鑒別，但其在前列腺疾病的診斷中的價(jià)值尚罕有文獻(xiàn)報(bào)道[6]。本研究采用3.0T磁共振，應(yīng)用ESWAN序列，初步探討其在PCa與前列腺增生（Benign prostatic hypertrophy，BPH）鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性搜集自2012年2月—2015年1月于我院3.0T MRI行前列腺檢查的患者113例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①能配合MRI檢查，前列腺成像清晰；②患者在完成MRI檢查后1月內(nèi)進(jìn)行超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸前列腺穿刺活檢或手術(shù)病理證實(shí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI檢查前進(jìn)行過活檢或相關(guān)治療者；②既往前列腺手術(shù)者；③圖像偽影影響觀察或數(shù)據(jù)測(cè)量者。最后共納入56例患者，其中PCa組26例，年齡53～88歲，平均（72±9）歲；BPH組 30例，年齡 52～90歲，平均（69±10）歲。參照既往研究[7]，將PCa組中Gleason評(píng)分2～7分的患者納入中高分化組 （16例），8～10分的患者納入低分化組（10例）。穿刺活檢采用10針法，在前列腺兩側(cè)旁正中線的矢狀面上，分別于前列腺的底部、體部及尖部各穿刺一針，兩側(cè)外周帶體部、底部各一針；手術(shù)切片方向盡可能與掃描方向相同，并由操作醫(yī)生繪圖記錄病變區(qū)。

1.2 儀器和方法

采用GE SignaHDxt，Mikauwee 3.0T磁共振，使用8通道盆腔線圈進(jìn)行掃描。檢查前禁食禁水4小時(shí)，清潔灌腸，排空尿液；用腹帶下加海綿墊對(duì)盆腔施加一定壓力以減輕呼吸運(yùn)動(dòng)偽影。所有患者均行常規(guī)T1WI、T2WI抑脂掃描、LAVA增強(qiáng)掃描序列、DWI序列和ESWAN序列掃描。LAVA增強(qiáng)掃描中對(duì)比劑使用馬根維顯，注射速率2.5 mL/s，注射總量15mL，連續(xù)掃描30個(gè)期相，每一期相掃描時(shí)間為6s，間隙1 s；DWI序列b值為0，1 000 s/mm2，層厚5 mm，層間距 1 mm，F(xiàn)OV 30 cm×30 cm，NEX 8；ESWAN序列：TR 14 ms，TE分別為1.8 ms、4.3 ms、6.7 ms、9.1 ms、11.5 ms，掃描層厚8 mm，重建層厚2 mm，F(xiàn)OV 350 mm×350 mm，矩陣256×192。

1.3 數(shù)據(jù)后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量

ESWAN序列掃描的每一層均得到分別對(duì)應(yīng)5個(gè)回波的幅度圖和相位圖，所有圖像傳輸至ADW 4.4工作站，由作者應(yīng)用Functool軟件處理，選取閾值行相位圖的低通濾波（過濾器尺寸32×32）過濾，選擇去掉第一個(gè)回波序數(shù)，將保留下來的回波的相位及幅度圖行相位掩模、多回波幅度平均等后處理獲得一組新的幅度圖、相位圖、R2*圖，利用DWI圖像經(jīng)后處理獲得ADC圖，采用感興趣區(qū) （Region of interest，ROI）法測(cè)量病灶的R2*值、相位值、ADC值。

對(duì)于PCa組患者，由兩名觀察者結(jié)合穿刺病理或手術(shù)記錄結(jié)果和MRI圖像確定腫瘤區(qū)域，定義T2WI抑脂序列呈低信號(hào)、DWI高信號(hào)和/或增強(qiáng)掃描期相明顯強(qiáng)化且病理結(jié)果為PCa的區(qū)域?yàn)榘﹨^(qū)，如果有多個(gè)病灶，則選取最大的病灶入組進(jìn)行測(cè)量，并記錄病灶的R2*值、相位值。ROI覆蓋癌區(qū)2/3以上，選取的ROI應(yīng)位于病灶的實(shí)性部分，盡量避開囊變、尿道區(qū)域，對(duì)同一患者的測(cè)量由兩名觀察者各自獨(dú)立完成，每次測(cè)量繪制3個(gè)大小相等的ROI，取3次測(cè)量值的平均值用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

對(duì)于BPH組患者，結(jié)節(jié)性增生者，ROI覆蓋結(jié)節(jié)2/3以上，彌漫性增生者，于中央腺體（CZ）區(qū)選取ROI進(jìn)行測(cè)量，ROI大小約為50～70 mm2，測(cè)量并記錄病灶的R2*值、相位值。選取的ROI應(yīng)位于病灶的實(shí)性成分，盡量避開囊變、尿道區(qū)域，對(duì)同一患者的測(cè)量由兩名觀察者各自獨(dú)立完成，每次測(cè)量放置3個(gè)大小相等的ROI，取3次測(cè)量平均值用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用Mann-Whitney test比較PCa組和BPH組的年齡差異；采用Spearman相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值、ADC值兩名觀察者測(cè)量結(jié)果的一致性，一般認(rèn)為r≥0.9表示相關(guān)程度極高，0.7≤r＜0.9表示相關(guān)程度高，0.5≤r＜0.7表示相關(guān)程度顯著，0.3≤r＜0.5表示相關(guān)程度普通，r＜0.3表示相關(guān)程度低于普通，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。如一致性良好則使用標(biāo)準(zhǔn)差較小的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；采用Mann-Whitney test比較PCa組與BPH組的R2*值、相位值和ADC值的差異和PCa中高分化組與低分化組的R2*值、相位值和ADC值的差異，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；應(yīng)用ROC曲線評(píng)價(jià)R2*、相位值、ADC值診斷PCa的診斷效能，并確定診斷閾值。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

PCa組26例中，50～60歲4例，60～70歲5例，70～80歲13例，80～90歲4例。BPH組30例中，50～60歲6例，60～70歲11例，70～80歲8例，80～90歲5例。兩組患者年齡的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-1.414，P=0.157）。

PCa組位于外周帶18例，中央腺體3例，外周帶+中央腺體5例。最小病灶0.6 cm×0.8 cm，最大病灶3.5 cm×4.2 cm。7例發(fā)生轉(zhuǎn)移。BPH組30例均位于中央腺體。最小病灶5.4cm×4.8cm，最大病灶7.8cm ×6.6 cm。無轉(zhuǎn)移病例。

26例PCa Gleason評(píng)分：5分1例 （3.85%），6分4列 （15.38%），7分11例 （42.31%），8分4例（15.38%），9分6例（23.08%）。

2.2 定量數(shù)據(jù)分析

2.2.1 R2*值、相位值、ADC值的一致性檢驗(yàn)

PCa組病灶兩名觀察者測(cè)得R2*值、相位值、ADC值的Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.895、0.773、0.734，P值均＜0.001；BPH組病灶兩名觀察者測(cè)得R2*值、相位值、ADC值的Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.744、0.794、0.783，P值均＜0.001，各組數(shù)據(jù)兩名觀察者測(cè)量結(jié)果的一致性均良好。

2.2.2 PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值、ADC值的比較

見表1和圖1～3。

表1 PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值及ADC值的比較

圖1 BPH組與PCa組的R2*值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Figure 1. The values of R2*between PCa group and BPH group show significant difference.

圖2 BPH組與PCa組的相位值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Figure 2. The values of phase between PCa group and BPH group show significant difference.

2.2.3 R2*值、相位值、ADC值與PCa腫瘤分級(jí)的關(guān)系

中高分化組和低分化組病例的R2*值、相位值、ADC值的差異見表2。

2.2.4 診斷效能分析

PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值、ADC值的診斷效能見表3。ADC值、R2*值、相位值診斷PCa情況：R2*值、相位值、ADC值的曲線下面積分別為0.914、0.664、0.903，ROC圖見圖4。

3 討論

磁敏感加權(quán)成像（Susceptibility weighted imaging，SWI）是利用不同組織間磁敏感性的不同而產(chǎn)生對(duì)比增強(qiáng)機(jī)制的成像技術(shù)。ESWAN序列即增強(qiáng)T2*加權(quán)血管成像序列，是在SWI序列基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)的新的檢查序列。ESWAN序列較傳統(tǒng)的SWI具有以下優(yōu)勢(shì)：①ESWAN采用的是一個(gè)多回波采集的三維梯度回波序列，通過低通濾波將長(zhǎng)TE的相位圖和幅度圖提取出來，之后進(jìn)行相位掩模和多回波幅度平均等后處理，提高了圖像的信噪比，并較SWI序列縮短了掃描時(shí)間；②ESWAN的重度 T2*加權(quán)像是由多個(gè)長(zhǎng)TE的幅度圖組合得到，沒有采用相位信息，圖像變形小；③ESWAN序列可以得到更多的評(píng)估參數(shù)，且在一次掃描中完成，有利于不同參數(shù)間的對(duì)比。

圖3 BPH組與PCa組的ADC值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Figure 3. The values of ADC between PCa group and BPH group show significant difference.

圖4 ADC值、R2值、相位值的ROC曲線分析。Figure 4.The ROC curve of the value of R2*,phase and ADC.

表2 中高分化組和低分化組R2*值、相位值、ADC值比較

表3 PCa組和BPH組病灶R2*值、相位值、ADC值的診斷效能

Chopra等[8]采用血氧水平依賴（Blood oxygen level dependent，BOLD）MRI進(jìn)行的研究表明，R2*值的大小和組織去氧血紅蛋白的濃度直接相關(guān)。通過ESWAN序列R2*值可以在無創(chuàng)的條件下，定量地評(píng)價(jià)局部組織的氧含量的改變。隨著去氧血紅蛋白含量的增加，R2*值升高，反之，隨著去氧血紅蛋白的減少和氧合血紅蛋白含量的增加，R2*值降低。PCa組織細(xì)胞增殖速度加快，細(xì)胞數(shù)目增多，細(xì)胞的代謝更加旺盛，同時(shí)消耗更多的氧，造成局部組織的乏氧狀態(tài)。另外，PCa腫瘤區(qū)域的血管數(shù)量雖然增加，但這些新生的毛細(xì)血管與正常的成熟血管不同，其導(dǎo)致的血流動(dòng)力學(xué)改變會(huì)影響腫瘤區(qū)域的血氧代謝水平，加重腫瘤區(qū)域的乏氧狀態(tài)。BPH為局部腺體、平滑肌和纖維結(jié)締組織不同程度的增生，導(dǎo)致中央腺體體積增大，結(jié)構(gòu)緊密，間質(zhì)成分增多，但其單位體積內(nèi)細(xì)胞數(shù)量沒有明顯增加，因此并不會(huì)增加局部組織的耗氧量（圖5，6）。

在本組患者中，ESWAN序列的R2*值、相位值和DWI序列的ADC值在PCa組和BPH組之間均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。R2*值在PCa和BPH的鑒別診斷中具有較高的診斷效能，AUC為0.914，略大于ADC值的AUC（0.903），以21.06 Hz作為診斷閾值時(shí)，其診斷靈敏度高于ADC值（92.3%Vs 88.5%），但特異度低于ADC值（83.3%Vs 90.0%）。ESWAN相位值對(duì)PCa的效能較低，AUC為0.664，以0.010 7 Hz為診斷閾值時(shí)，其診斷靈敏度、特異度分別為69.2%、73.3%。綜上，PCa與BPH特有的病理生理學(xué)改變，導(dǎo)致了二者病變區(qū)域局部組織血氧含量的差異，進(jìn)而表現(xiàn)為PCa腫瘤區(qū)域的R2*值高于BPH的病變區(qū)域，所以R2*值有助于PCa與BPH的鑒別診斷，而相位值在PCa和BPH鑒別診斷中的臨床價(jià)值尚有待于進(jìn)一步的研究。

在本組病例中，PCa中高分化組與低分化組間的R2*值、相位值、ADC值均未見明顯差異，但由于本組病例數(shù)較少，抽樣誤差可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，依據(jù)本研究結(jié)果尚不能認(rèn)為PCa Gleason評(píng)分與R2*值、相位值、ADC值沒有相關(guān)性，有待于擴(kuò)大樣本量并進(jìn)行更深入的研究。

圖5 患者，59歲。中央腺體T1WI（圖5a）、T2WI（圖5b）、DWI（圖5c）均呈等信號(hào)，ADC值為1.39×10-3mm2/s（圖5d），相位值為0.043 3 Hz（圖5e），R2*值為11.85 Hz（圖5f），病理結(jié)果為BPH。Figure 5. Patient,59 years-old.T1WI(Figure 5a),T2WI (Figure 5b)and DWI(Figure 5c)show isointensity in prostate central gland,the value of ADC is 1.39×10-3mm2/s(Figure 5d), the value of phase is 0.043 3 Hz(Figure 5e),the value of R2*is 11.85 Hz(Figure 5f),the pathological result is BPH.

圖6 患者，71歲。T1WI呈等信號(hào)（圖6a），雙側(cè)外周帶和中央腺體區(qū)可見T2WI低信號(hào)（圖6b）、DWI高信號(hào)（圖6c），ADC值為0.8× 10-3mm2/s（圖6d），相位值為0.018 4 Hz（圖 6e），R2*值為 46.97 Hz（圖6f），病理結(jié)果為PCa。Figure 6. Patient,71 years-old,T1WI isointensity(Figure 6a), T2WI hypointensity(Figure 6b)and DWI hyperintensity(Figure 6c) were seen in prostate peripheral zone and central gland,the value of ADC is 0.8×10-3mm2/s(Figure 6d),the value of phase is 0.018 4 Hz(Figure 6e),the value of R2*is 46.97 Hz(Figure 6f),the pathological result is PCa.

本文局限性：①本研究為回顧性研究，病例數(shù)較少，抽樣誤差可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，有待于擴(kuò)大樣本量進(jìn)行更深入的研究。②本研究中根據(jù)前列腺分區(qū)，采用病理與影像表現(xiàn)相結(jié)合的方法確定病灶，無法做到絕對(duì)的對(duì)照。

ESWAN序列的R2*值、相位值可以作為定量指標(biāo)鑒別PCa和BPH，R2*值在二者的鑒別診斷中具有更高的診斷效能，其AUC大于ADC值，且靈敏度高于ADC值，ESWAN序列可以為PCa和BPH的鑒別診斷提供更多信息，具有應(yīng)用價(jià)值。

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ESWAN technique in the differential diagnosis of prostate cancer and prostate hyperplasia

TONG Zi-bin,LIU Ai-lian,CHEN Li-hua,LV Ting-ting,LI Ye,CHEN An-liang,SONG Qing-wei
(Department of Medical Imaging,the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning 116000,China)

Objective:To explore the feasibility of the enhanced T2star weighted angiography(ESWAN)MRI post-processed multiple parameters in differential diagnosis of prostate cancer(PCa)and benign prostatic hyperplasia(BPH).Methods:In this retrospective study,56 patients with pathologically confirmed prostate lesions(26 cases of PCa group,30 cases of BPH group)were reviewed.All the patients underwent prostate MRI exams on a GE SignaHDxt 3.0T MRI scanner.The R2*, phase,and ADC values of each lesion region were obtained with the region of interest manually circled.The measurements of the same patient were done independently by two observers,and the mean values of the 3 measurements were used for statistical analysis.Using SPSS 17.0 statistical software for data analysis.The differences of age between the two groups was analyzed by Mann-Whitney test.The results(R2*values,phase values and ADC values)of the two observers were using Spearman test.R2*value,phase value,ADC value between PCa and BPH groups and those between poorly differentiated group and the well differentiated group were compared with the Mann-Whitney test.The receiver operating characteristic curves (ROC)were used to determine the performances of the R2*,phase and ADC values,and to calculate cutoff value.Result:①There is no significant difference in age between PCa group and BPH group.②Two observers’measurement results of R2*, phase and ADC values were in good agreement.③The values of R2*,phase and ADC between PCa and BPH show significant difference.The AUC of R2*values were 0.914 and the corresponding cutoff value were 21.06 Hz,the sensitivity and specificity were 92.3%and 83.3%.The AUC of phase values were 0.664 and the corresponding cutoff value were 0.010 7 Hz, the sensitivity and specificity were 69.2%and 73.3%.The AUC of ADC values were 0.903 and the corresponding cutoff value were 0.958×10-3mm2/s,the sensitivity and specificity were 88.5%and 90.0%.④No significant difference in the values of R2*, phase,ADC was found between poorly differentiated group and the well differentiated group.Conclusion:The values of R2*,phase measured in ESWAN were valuable information in different diagnosis of PCa and BPH.The value of R2*had higher AUC than ADC,and higher sensitivity than ADC.ESWAN sequence has good prospect in the different diagnosis of PCa and BPH.

Prostatic neoplasms;Prostatic hyperplasia;Magnetic resonance imaging

R737.25；R697.3；R445.2

A

1008-1062（2016）06-0411-05

2015-06-09

佟梓濱（1988-），男，遼寧興城人，碩士研究生。E-mail：maodunxiaohama@163.com

劉愛連，大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，116000。E-mail：cjr.liuailian@vip.163.com