多參數(shù)MRI在前列腺癌靶向活檢中的應(yīng)用進(jìn)展

趙陽，劉爽，曹琳，張雪寧

前列腺穿刺活檢是目前臨床上診斷前列腺癌(prostate cancer，PCa)的金標(biāo)準(zhǔn)，主要通過超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸或會陰穿刺完成。超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸的6點系統(tǒng)穿刺法應(yīng)用于前列腺癌的診斷是在1989年由Hodge等[1]首次提出，此后這種方法成為了診斷前列腺癌最有價值的技術(shù)[2]。但是，這種方法檢出前列腺癌的假陰性率可高達(dá)49%[3]，還會導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，如直腸出血、發(fā)熱、敗血癥、血尿和急性尿潴留等[4]。經(jīng)會陰超聲引導(dǎo)下的前列腺穿刺雖在一定程度上減少了穿刺引起的并發(fā)癥，然而其診斷準(zhǔn)確性并無明顯提高[5]。因此，需要更多的研究來探索更加有效的前列腺癌診斷方法。

隨著影像及穿刺技術(shù)的發(fā)展，影像介導(dǎo)的靶向活檢(targeted biopsy，TB)在臨床上已逐步成為最常用的診斷前列腺癌的方法，而其中MRI介導(dǎo)的靶向活檢顯示出了極大的應(yīng)用價值及發(fā)展前景。因MRI對前列腺癌灶的診斷效能明顯優(yōu)于超聲，目前已成為診斷前列腺癌的最佳影像學(xué)方法之一[6]。

多參數(shù)磁共振成像(multi-parametric magnetic resonance imaging，mp-MRI)是將常規(guī)掃描與功能序列相結(jié)合的新型MR檢查方案，得益于擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)和動態(tài)對比增強(qiáng)(dynamic contrast enhancement，DCE)MRI等新型序列對前列腺癌灶內(nèi)水分子擴(kuò)散及血管成分的顯示，mp-MRI對癌灶的診斷和定位準(zhǔn)確性較常規(guī)MRI檢查大幅提高。相對于超聲引導(dǎo)下前列腺癌靶向活檢，多參數(shù)MRI可檢出更多有效的可疑前列腺病灶，并提供更為精準(zhǔn)的穿刺靶點信息，從而實現(xiàn)顯著提高癌灶檢出率的目標(biāo)。

近年來，MRI和計算機(jī)融合成像技術(shù)不斷發(fā)展，以MRI單獨或共同引導(dǎo)下的前列腺癌靶向活檢方式已逐漸從實驗進(jìn)入正式的臨床應(yīng)用階段，為前列腺癌的診斷、定位和術(shù)前分期帶來了前所未有的進(jìn)步。本文對當(dāng)前mp-MRI(以PI-RADs V2.1為前列腺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn))在靶向融合定位穿刺中的主要應(yīng)用方式在前列腺癌穿刺中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

MRI直接引導(dǎo)下靶向穿刺活檢

mp-MRI通過聯(lián)合應(yīng)用T2WI、DWI及DCE-MRI等常規(guī)及功能成像序列，使得對前列腺癌的診斷特異性和敏感性得到了顯著提高[6]，目前已成為前列腺癌定性和定位診斷的最佳影像學(xué)方法之一。有報道證實無論腫瘤位于外周帶還是移行帶，T2WI和DWI聯(lián)合應(yīng)用對前列腺癌的檢出具有較高敏感性，而DCE-MRI可進(jìn)一步提高診斷的特異性[7]。在Russo等的研究中對115例經(jīng)活檢證實的前列腺癌患者的mp-MRI進(jìn)行分析，顯示mp-MRI對臨床有意義前列腺癌的診斷敏感度高達(dá)93.3%[8]。同時，另一項相關(guān)研究結(jié)果表明，與常規(guī)MRI比較，mp-MRI對前列腺癌的診斷特異度可提高至90%[9]。上述研究結(jié)果表明，mp-MRI可顯著提高對前列腺癌的診斷敏感性和特異性，診斷效能高，具有較好的臨床應(yīng)用價值，有助于提高前列腺癌的檢出率，進(jìn)而為前列腺癌的靶向穿刺提供更多的穿刺靶點和更為精準(zhǔn)的定位。

盡管發(fā)生在中央?yún)^(qū)的前列腺癌僅約占總數(shù)的1/4，但移行帶好發(fā)前列腺增生結(jié)節(jié)，這極大的影響了對中央?yún)^(qū)癌灶的檢出，然而有研究表明通過聯(lián)合應(yīng)用DCE和DWI等功能性MRI序列，可顯著提高對位于移行區(qū)的前列腺癌的診斷敏感性[10]。此外，為了促進(jìn)多中心臨床評估及實施，2012年歐洲泌尿生殖學(xué)會發(fā)布了前列腺成像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)版本1 (PI-RADS v1)。目前，隨著研究的進(jìn)展及技術(shù)的進(jìn)步，此系統(tǒng)已更新至PI-RADS v2.1。最新的研究結(jié)果表明相對于PI-RADS v2，PI-RADS v2.1提高了移行區(qū)臨床顯著前列腺癌診斷的敏感性和特異性，進(jìn)一步提高了移行區(qū)前列腺癌的檢出[11]。因此，mp-MRI既能夠檢出更多位于前列腺任何部位的有效病灶，又可為靶向活檢提供精確靶點，進(jìn)而顯著提升了前列腺癌癌灶的檢出。

MRI引導(dǎo)的靶向穿刺是在MRI技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出來的一種單獨應(yīng)用磁共振設(shè)備進(jìn)行的前列腺癌靶向穿刺，此穿刺術(shù)的特點是應(yīng)用無磁穿刺針和其他輔助設(shè)備，直接在MRI 掃描儀檢查床上進(jìn)行操作。術(shù)中在磁共振實時引導(dǎo)下，定位模板匹配先期MRI選定的可疑病變組織的位置，經(jīng)直腸或會陰穿刺至目標(biāo)位置，經(jīng)再次MRI掃描驗證后精確獲取病變組織[12]。多項研究表明，與經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下活檢相比，MRI-TB在更少穿刺針數(shù)的條件下，可檢出更多具有臨床意義的前列腺癌[13-14]。在van Der Leest課題組的一項前瞻性的多中心研究中，通過對626例首次行 MRI-TB和經(jīng)直腸超聲(transrectal ultrasound，TRUS)引導(dǎo)穿刺的患者結(jié)果進(jìn)行比較，再次印證了上述結(jié)果，即MRI-TB在降低穿刺點數(shù)的同時改善了對臨床顯著癌的檢出，并降低了無意義前列腺癌的檢出率，成功避免了過度穿刺、并發(fā)癥的出現(xiàn)及部分低風(fēng)險患者的重復(fù)活檢[13]。此外，Elfatairy等[15]回顧性分析了7例多次進(jìn)行MRI-TB患者的19個病灶的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與TRUS相比，MRI-TB在前列腺重復(fù)活檢中可能也具有更好的可靠性。但由于納入病例較少，最終結(jié)論仍需要納入更多患者的前瞻性研究來證實。

MRI直接引導(dǎo)下的靶向穿刺主要優(yōu)點是改善了前列腺癌穿刺定位的準(zhǔn)確性和靶向性。在活檢過程中，MR圖像的指導(dǎo)有助于確保獲取指定病變的樣本，這一優(yōu)勢對于小病變的活檢尤其有價值。此外，此方法只對目標(biāo)病變活檢，而不是整個前列腺，因此可降低并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險。經(jīng)會陰MRI-TB可能有助于進(jìn)一步降低并發(fā)癥的發(fā)生，然而目前此類研究較少，仍需要進(jìn)一步的研究來證實。

需要指出的是，MRI直接引導(dǎo)下的靶向穿刺也存在一定局限性。此方法缺乏實時的信息反饋，穿刺持續(xù)時間也較長，需要長時間占用磁共振設(shè)備。操作人員需要專業(yè)影像技師及反復(fù)的操作訓(xùn)練。此外，活檢還需要購置專用的穿刺設(shè)備，能夠與MR成像儀兼容的針頭的成本高昂。因此在一定程度上限制了此方法在臨床上的大規(guī)模開展。

MRI/US認(rèn)知融合靶向活檢

經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)的前列腺癌靶向活檢仍是目前臨床檢查的主要手段[16]。但超聲較低的成像分辨力，使其僅能識別前列腺本身而無法準(zhǔn)確顯示腫瘤病灶，從而導(dǎo)致采集活檢樣本時有較高的盲目性與隨機(jī)性。然而，大多數(shù)其他實體器官進(jìn)行活組織檢查時，多通過組織成像識別病變區(qū)域后進(jìn)行穿刺，這與超聲引導(dǎo)的前列腺活檢形成了對比。同時，早期前列腺癌灶較小、前列腺前部及尖部穿刺操作困難等問題，往往使操作者更加無法準(zhǔn)確穿刺到前列腺癌灶[17]。這些因素導(dǎo)致前列腺穿刺活檢取材時可能缺失重要的病灶組織[18-19]，部分前列腺癌被低估或高估，造成漏診或過度檢出[20-21]，嚴(yán)重影響了臨床上對患者治療方式的選擇[22-24]。

盡管目前聯(lián)合應(yīng)用多種掃描序列的MRI檢查手段——mp-MRI的應(yīng)用顯著提高了對前列腺癌的定位和定性診斷準(zhǔn)確性和敏感性，但與超聲檢查相比，MRI引導(dǎo)下的靶向活檢占用磁共振設(shè)備時間較長，并需購置專用的穿刺設(shè)備，成本高昂，故難以實現(xiàn)在普通醫(yī)院的推廣和普及。因此，一種建立在MRI與經(jīng)直腸超聲二者互補(bǔ)基礎(chǔ)上的新型靶向方式MRI/超聲認(rèn)知融合靶向活檢(cognitive fusion-TB，COG-TB)應(yīng)運而生。

MRI/US認(rèn)知融合前列腺癌靶向活檢是一種集MRI精準(zhǔn)定位與超聲檢查實時成像和操作為一體的便捷靶向定位穿刺方法，該方法是通過操作者將MR圖像上的可疑病變主觀融合至實時超聲來指導(dǎo)靶向穿刺活檢的方式。MRI/US認(rèn)知融合前列腺癌靶向活檢時，首先由放射科醫(yī)師在活檢前對mp-MRI圖像進(jìn)行分析，選定可疑病變并準(zhǔn)確定位，而后在超聲引導(dǎo)下由操作者對選定病灶進(jìn)行活檢。MRI/US認(rèn)知融合靶向活檢相較于經(jīng)直腸超聲穿刺，具有檢出率高、穿刺針數(shù)少、結(jié)果更準(zhǔn)確等優(yōu)勢，能夠更為真實地反映前列腺癌灶的體積及分級[25-27]。有研究結(jié)果表明，MRI/US認(rèn)知融合前列腺靶向活檢對前列腺癌的檢測優(yōu)于系統(tǒng)穿刺活檢[28]，由經(jīng)驗豐富的臨床醫(yī)師操作COG-TB時，甚至可達(dá)到與MRI-TB相同的臨床有意義腫瘤的檢出率[29]。此外，Puech等[30]通過一組多中心的前瞻性研究對MRI/US軟件輔助融合靶向活檢(software fusion，F(xiàn)US-TB)和COG-TB的診斷效能進(jìn)行了比較，其最終也得出FUS-TB和COG-TB診斷效能相當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。與MRI引導(dǎo)下的靶向穿刺及 FUS-TB相比，COG-TB操作簡單，不需要額外設(shè)備或軟件，即可達(dá)到與之相當(dāng)?shù)脑\斷準(zhǔn)確率；并且，有研究表明增加穿刺針數(shù)，還可進(jìn)一步提高COG-TB的診斷效能[31]，因此COG-TB目前在臨床上被廣泛應(yīng)用。臨床實際應(yīng)用中，一般將MRI/US認(rèn)知融合與前列腺癌系統(tǒng)穿刺方法相結(jié)合，兩者的互補(bǔ)能明顯提高對前列腺癌灶的檢出率。然而，Tonttila等[32]的前瞻性臨床實驗結(jié)果顯示，MRI/US認(rèn)知融合前列腺癌靶向活檢與TRUS在前列腺癌的檢測方面效能相當(dāng)，這可能與參與研究的放射科醫(yī)師及泌尿科醫(yī)師在MR成像及活檢方面缺乏經(jīng)驗有關(guān)。MR圖像與超聲切片的平面有很大不同，因此COG-TB嚴(yán)重依賴操作者的經(jīng)驗及其將 mp-MRI 結(jié)果轉(zhuǎn)換成超聲圖像的能力，這種對操作者的依賴仍然是此方法的一大挑戰(zhàn)。

MRI/US軟件輔助融合靶向活檢(FUS-TB)

目前，前列腺癌在TRUS中的診斷依據(jù)主要是包括以下幾點：前列腺低回聲結(jié)節(jié)；前列腺形態(tài)局部改變，飽滿或隆起；前列腺內(nèi)局部血流增多或者出現(xiàn)異常粗大的血管等[33]，然而，實際臨床工作中并非前列腺癌灶均呈現(xiàn)出上述表現(xiàn)，研究表明在TRUS引導(dǎo)靶向前列腺活檢時會漏診約40%呈等回聲的癌灶[34]。同時，對于mp-MRI檢出的較大病灶，MRI/US認(rèn)知融合方式的靶向活檢仍可憑術(shù)者經(jīng)驗實現(xiàn)相對精準(zhǔn)的活檢，然而對于較小病灶，尤其是病灶位于重要位置(前列腺前部或尿道旁等)時，COG-TB的準(zhǔn)確性很難得到保證，因此臨床亟需一項更為方便、客觀、精準(zhǔn)的方式來引導(dǎo)靶向活檢的實施，計算機(jī)輔助融合成像的出現(xiàn)較好地解決了這一難題。MRI/US軟件輔助融合靶向活檢是借助磁共振成像儀、超聲儀及專用的磁共振/超聲圖像融合計算機(jī)輔助設(shè)備等實現(xiàn)的靶向穿刺技術(shù)。MRI/US軟件輔助融合靶向活檢時，首先在計算機(jī)輔助下識別并描繪mp-MRI圖像上的前列腺正常組織和可疑病變區(qū)，再將描繪圖像上傳至靶向活檢融合專用軟件平臺，最后在實時超聲的引導(dǎo)下，結(jié)合軟件提示的位置信息進(jìn)行靶向活檢。近期Cattarino等[35]的研究結(jié)果顯示，應(yīng)用FUS-TB對前列腺癌的檢出率可高達(dá)60%，明顯優(yōu)于單一超聲引導(dǎo)下的系統(tǒng)穿刺。一項對1003例可疑前列腺癌患者進(jìn)行MRI/US軟件輔助融合靶向活檢的大樣本分析也顯示，F(xiàn)US-TB較傳統(tǒng)的超聲引導(dǎo)的活檢顯著提高了臨床顯著前列腺癌的檢出率[25]。盡管在Wysock等[36]的研究中，F(xiàn)US-TB和COG-TB的癌灶檢出率相當(dāng)，但該課題組也表明FUS-TB可提供更多的腫瘤組織學(xué)信息，并且提高了對小病變的檢測準(zhǔn)確性。此外，F(xiàn)US-TB可減少COG-TB所需的學(xué)習(xí)曲線，其操作及價格也較MRI-TB更為簡單及便宜。大多數(shù)輔助MRI/US融合靶向活檢的軟件為經(jīng)直腸引導(dǎo)的前列腺活檢，但因其可導(dǎo)致感染和敗血病發(fā)生率增加，經(jīng)會陰入路被建議作為一種減少并發(fā)癥的代替方法[37]。

然而，F(xiàn)US-TB在臨床實踐中也存在諸多挑戰(zhàn)。首先，這種方法需要MR/US融合設(shè)備，前期投資成本較大；并且此方法也需要一定的學(xué)習(xí)曲線，診斷效果會隨著操作者經(jīng)驗的增加而得到更好的表現(xiàn)。因此為了確保診斷的質(zhì)量，需要泌尿科醫(yī)師、病理學(xué)家和放射科醫(yī)師在學(xué)習(xí)期間進(jìn)行持續(xù)的反饋。此外，MR圖像與超聲融合的質(zhì)量也需要重視，圖像分割不準(zhǔn)確、人工配準(zhǔn)不準(zhǔn)確或操作過程中前列腺移位等均會導(dǎo)致配準(zhǔn)誤差，影響該方法對前列腺癌的檢出。

前列腺癌靶向穿刺活檢方式的性能比較

mp-MRI介導(dǎo)的前列腺癌靶向活檢具有精確度高、穿刺針數(shù)少、術(shù)后并發(fā)癥低等優(yōu)勢，但以上何種方式最適于臨床應(yīng)用仍存在爭議。一項近期對665例患者的多中心隨機(jī)對照試驗結(jié)果顯示，mp-MRI介導(dǎo)的前列腺癌靶向活檢對臨床顯著前列腺癌的檢出率：FUS-TB 34%,COG-TB 33%和 MRI-TB 33%(P>0.9)，因此該研究者認(rèn)為FUS-TB、COG-TB和MRI-TB對臨床顯著前列腺癌的檢出率無明顯差異[29]，此結(jié)果與Wysock等[36]課題組的研究結(jié)果一致。而在Kaufmann等[38]對156例患者進(jìn)行的非隨機(jī)隊列研究中，其研究結(jié)果雖然肯定了上述結(jié)論，但其同時認(rèn)為對于對PCa的總體檢出率，MRI-TB和FUS-TB優(yōu)于COG-TB，這可能與COG-TB存在很大的主觀性有關(guān)。盡管FUS-TB對總體PCa檢出率可能優(yōu)于COG-TB，且在直接與根治性前列腺切除標(biāo)本相關(guān)時，F(xiàn)US-TB較COG-TB可更準(zhǔn)確、可重復(fù)且更快的克服學(xué)習(xí)曲線[39]，但由于FUS-TB定位方式的局限，無法避免的存在一定的圖像配準(zhǔn)問題，往往造成部分病灶的大小及位置誤差。而MRI-TB不僅在臨床顯著前列腺癌的檢出方面優(yōu)于系統(tǒng)活檢，并且可在穿刺過程中同時直接地顯示前列腺病灶和穿刺針，這對小病變的檢出具有明顯優(yōu)勢。此外，MRI-TB還減少了穿刺針數(shù)，進(jìn)而降低了并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險。MRI-TB可有效避免了穿刺主觀性大、學(xué)習(xí)曲線時間長以及圖像配準(zhǔn)誤差等問題，穿刺時具有極高的靶向性和準(zhǔn)確性，因此，一些學(xué)者認(rèn)為這種方法比其它穿刺方式更準(zhǔn)確[40]?？偠灾?，mp-MRI極大地提高了前列腺癌活檢的安全性和靶向性。目前，F(xiàn)US-TB及COG-TB由于操作相對簡單易行，且診斷效能優(yōu)于系統(tǒng)穿刺活檢，已廣泛應(yīng)用于臨床；而MRI-TB，盡管其較FUS-TB及COG-TB的定位更為直觀，且不存在圖像配準(zhǔn)問題，但由于操作困難、手術(shù)費用高昂等問題，在國內(nèi)的推廣受到了一定程度的限制。

總結(jié)與展望

與超聲引導(dǎo)穿刺相比，多參數(shù)磁共振介導(dǎo)的靶向穿刺借助MRI具有的多方位、多角度和高軟組織分辨力等成像優(yōu)勢，最終實現(xiàn)了應(yīng)用相對較少穿刺針數(shù)檢出更多臨床有意義前列腺癌癌灶的目的，從而使得mp-MRI介導(dǎo)的靶向活檢在前列腺癌診斷方面的應(yīng)用前景更為廣闊。盡管目前mp-MRI介導(dǎo)的靶向穿刺仍存在一些問題，如應(yīng)用軟件進(jìn)行MRI與超聲圖像融合的過程中出現(xiàn)前列腺位移和形變所致的配準(zhǔn)偏差、MRI引導(dǎo)下穿刺活檢存在的場地及需要專用穿刺設(shè)備等的限制，但我們有理由相信，隨著MRI直接引導(dǎo)下的靶向穿刺活檢方法的簡化及圖像配準(zhǔn)技術(shù)的提高，三種穿刺方式將越發(fā)趨于融合，未來有望開發(fā)出更為便捷、精準(zhǔn)的MRI-超聲融合定位方式，實現(xiàn)更為精準(zhǔn)的前列腺癌穿刺定位與診斷。