MR擴散功能成像診斷前列腺癌研究進展

郭 丹，劉愛連

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

我國老年男性前列腺癌(prostate cancer, PCa)的發(fā)病率逐年上升，且多數患者就診時腫瘤已屬晚期[1]。MR檢查具有良好的軟組織分辨能力，且無輻射，是診斷PCa的常用影像學方法。隨著新技術的不斷發(fā)展，MR擴散功能成像已在PCa診斷及分期方面取得較大進展，本文主要對此進行綜述。

1 常規(guī)T2WI

解剖學上，前列腺分為纖維肌肉基質區(qū)和腺體兩部分，后者包括外周帶、中央帶、移行帶及尿道周圍區(qū)。目前MR尚難以細致區(qū)分各解剖結構，有學者[2]建議將前列腺分為中央腺體(纖維肌肉基質區(qū)、尿道周圍區(qū)、移行帶、中央帶)及外周帶，并發(fā)現約70% PCa位于外周帶，其余30%位于中央腺體。張永勝等[3]分析PCa的T2WI特征，發(fā)現T2WI上“凸透鏡”樣低信號、前列腺包膜中斷或消失及移行區(qū)與外周帶分界模糊是移行區(qū)PCa的特征。陸應軍等[4]以T2WI診斷PCa，其準確率、敏感度及特異度分別為63.44%、83.72%及46.00%。然而僅靠T2WI診斷PCa存在不足之處，仍需與其他序列聯合進行診斷，如部分外周帶前列腺增生結節(jié)及前列腺炎也可表現為低信號。

2 MR擴散功能成像

2.1DWI DWI是一種無創(chuàng)觀察活體組織內水分子擴散運動的檢查技術。ADC是以水分子高斯運動為基礎、并應用單指數模型計算出的一種線性參數，可量化反映水分子擴散受限情況。b值(擴散敏感梯度因子)是影響DWI的重要參數。有關最佳b值雖然目前尚無定論，但美國放射學會及歐洲泌尿生殖放射學會均認為高b值能突出顯示PCa與正常組織間DWI信號的差異[5]。Styles等[6]認為在3.0T場強下，b值取1 100～1 200 s/mm2時診斷PCa最佳。PCa組織中水分子擴散受限，DWI呈高信號，ADC值下降。有學者[7]發(fā)現間質型前列腺增生可致ADC值減低，與PCa的ADC值相近，致DWI診斷PCa的效能減低。隨著后處理軟件的發(fā)展，ADC直方圖可通過分析病灶ADC的百分位數等多種參數提高ADC值鑒別診斷PCa與前列腺增生的效能。溫淑蓉等[8]發(fā)現ADC的第10百分位數鑒別中央帶PCa與T2WI低信號增生結節(jié)的效能最高，明顯優(yōu)于ADC平均值的診斷效能。Liu等[7]發(fā)現ADC的第10百分位數鑒別診斷移行帶PCa與良性前列腺增生的效能高于ADC平均值。ADC直方圖分析方法亦可用于評估PCa分級。Donati等[9]采用ADC直方圖分析PCa，發(fā)現ADC的第10百分位數能提高鑒別診斷低級別與中高級別PCa的效能。

2.2體素內不相干運動DWI(intravoxel incoherent motion DWI, IVIM-DWI) 傳統單指數模型DWI獲得的ADC值并不能完全真實地反映活體組織中水分子擴散情況。體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion, IVIM)的經典模型為雙指數模型，可獲得以下參數：真性擴散系數(diffusion coefficient, D)反映水分子的擴散信息；假性擴散系數(pseudodiffusion coefficient, D*)反映微循環(huán)灌注信息；灌注分數(perfusion fraction, f)代表微循環(huán)灌注效應在組織擴散效應中所占比例；能更準確真實地反映水分子的擴散運動。高b值(≥200 s/mm2)時主要反映水分子的真實擴散運動，低b值(<200 s/mm2)時主要反映微循環(huán)的灌注情況[10]。冷曉明等[11]利用傳統DWI單指數及IVIM雙指數模型分析前列腺中央腺體疾病，發(fā)現PCa的ADC值及D值均低于前列腺增生，且D值低于ADC值，間接提示IVIM-DWI可去除血流灌注的影響，提供更準確的水分子擴散信息。Zhang等[12]發(fā)現D值鑒別診斷高級別與低級別PCa的效能優(yōu)于ADC值。有關f值鑒別診斷PCa與前列腺增生的效能目前尚無定論。孫美玉等[13]發(fā)現PCa與前列腺增生的f值差異無統計學意義；而冷曉明等[14]認為PCa的f值高于前列腺增生。Shinmoto等[15]提出PCa的f值小于正常移行帶組織，并認為灌注參數值降低可能是由于組織擴散降低的同時也使組織內毛細血管的血液微循環(huán)在一定程度上減低[16]。有學者[17]認為b值≤750 s/mm2時，PCa組織的f值大于前列腺增生組織；b值>750 s/mm2時，PCa組織的f值小于前列腺增生組織。IVIM-DWI在評價PCa的侵襲性方面也有一定價值。溫茹等[18]發(fā)現D值(均值、偏度、峰度及第25、50、75百分位數)及D*值第25百分位數與PCa的Gleason評分具有相關性，且D值的第25百分位數與PCa的Gleason評分相關性高于ADC值。Pang等[17]發(fā)現IVIM-DWI的f值與DCE-MRI的血管外細胞外間隙容積比(Ve)值之間存在相關性。冷曉明等[19]發(fā)現IVIM-DWI的f值與DCE-MRI的速率常數(Kep)值呈弱相關，可能原因是f值不僅受微循環(huán)血流灌注影響，還受腺體、腺管內液體的分泌及流動的影響，更側重于微循環(huán)內血流轉運速率；而Kep值側重于組織血流量，代表單位時間對比劑由組織細胞間隙廓清至血管內量。

2.3DTI DTI是一種基于組織中水分子擴散各向異性的fMRI，既能測量組織的擴散量，又可顯示組織中水分子擴散的方向性，可用來評價組織微觀結構的完整性[20]。DTI臨床常用的參數為ADC值和各向異性分數(fractional anisotropy, FA)。FA值可反映水分子擴散運動的方向性，取值范圍是0～1，FA值越接近1，水分子朝某個方向擴散的自由度越高于其他方向；FA值越接近0，水分子朝各個方向擴散的自由度越相近[21]?？少澋萚22]發(fā)現FA值和ADC值鑒別診斷移行帶PCa與前列腺增生的價值較高，PCa的ADC值低于前列腺增生，而FA值高于前列腺增生，且ADC值更有助于診斷惡性結節(jié)的危險分級；而劉俊華[23]認為PCa與前列腺增生的FA值差異無統計學意義。張繼[24]發(fā)現FA值聯合ADC值診斷PCa的效能高于單獨使用FA值或ADC值，且FA值越大，Gleason評分越高，ADC值越小。田為中等[25]發(fā)現FA值與Gleason評分呈正相關；但也有學者[26]認為FA值與Gleason評分呈負相關。導致分歧的可能原因如下：①隨著Gleason評分增高，PCa的惡性程度增加，癌細胞數量增加，細胞外間隙減小，同時伴有纖維間質結構增生，使水分子各向運動受限，導致FA值升高；②隨著Gleason評分增高，PCa的惡性程度增加，纖維組織結構破壞、斷裂，水分子擴散受限減低，導致FA值減低。

2.4擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI) DKI基于DWI及DTI。Jensen等[27]使用高b值(b>1 000 s/mm2)擬合復雜的非高斯分布模型，發(fā)現其能更真實地反映體內水分子擴散受限情況，并獲得客觀評價組織微觀結構的指標。DKI的常用參數有平均擴散峰度(mean kurtosis, MK)、FA以及平均擴散系數(mean diffusivity, MD)等。陳麗華等[28-29]發(fā)現PCa的MK值高于前列腺增生，而MD值低于前列腺增生，兩者FA值差異無統計學意義，提示PCa中水分子擴散更偏離正態(tài)分布，MK值可定量評價PCa組織的細微結構。既往研究[30]表明，與傳統擴散加權成像相比，DKI鑒別PCa與正常前列腺組織的效能更高，且MK值與Gleason評分呈正相關。Wang等[31]采用DKI直方圖分析方法評估PCa的危險分級，發(fā)現MK值的第90百分位數能更好地鑒別低危與高危PCa，提示DKI在評估PCa侵襲性方面也有一定優(yōu)勢。

綜上所述，MRI為診斷前列腺疾病的常用影像學方法，MR擴散功能成像不僅可無創(chuàng)鑒別診斷前列腺良惡性疾病，亦可評價PCa組織學分級，并可提供多種生理及代謝信息。