動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像聯(lián)合擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)前列腺中央腺體癌的診斷價(jià)值

羅擁志，王習(xí)

作者單位：湖南省長(zhǎng)沙市第三醫(yī)院影像科，長(zhǎng)沙 410003

前列腺癌(prostate cancer，PCa)是男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，隨著PCa發(fā)病率的持續(xù)升高，對(duì)PCa進(jìn)行早期診斷并及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，是改善PCa患者預(yù)后的關(guān)鍵[1-2]。MRI作為PCa診斷的最佳手段，可清晰顯示前列腺解剖結(jié)構(gòu)，為臨床PCa的診斷提供參考[3]。研究發(fā)現(xiàn)，PCa的癌灶多位于外周帶，約有25%的癌灶位于中央腺體，外周帶PCa具有典型MRI特征，臨床診斷相對(duì)容易；前列腺中央腺體癌(central gland prostate cancer，CGPCa)的MRI特征在形態(tài)及信號(hào)上與中央腺體增生(benign prostatic hyperplasia，BPH)存在一定相似性，鑒別診斷難度較大[4-6]。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)可在常規(guī)MRI和雙室血流動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上通過分析病灶組織的血流動(dòng)力學(xué)特征，有助于惡性腫瘤的診斷及鑒別；此外，擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)的應(yīng)用也極大程度提高了惡性腫瘤的診斷準(zhǔn)確性[7-8]。本研究旨在分析DCE-MRI、DWI相關(guān)參數(shù)在CGPCa和BPH患者中的不同，以探究DCE-MRI、DWI在CGPCa鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值，為臨床CGPCa的鑒別診斷提供參考。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年1月至2020年1月在本院接受治療的113例前列腺疾病患者的臨床資料，其中CGPCa患者51例，BPH患者62例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者均接受常規(guī)MRI、DCE-MRI及DWI掃描，影像學(xué)資料完整，圖像清晰；(2)患者年齡為18～80歲，MRI檢查后均接受穿刺活檢或前列腺根治術(shù)，獲得病理結(jié)果；(3)病變區(qū)域均位于前列腺中央?yún)^(qū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)檢查前存在前列腺手術(shù)、放療或內(nèi)分泌治療史；(2)合并其他惡性腫瘤、自身免疫性疾病患者。其中，CGPCa組男性，年齡55～75(66.43±5.27)歲；前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)水平18～100(65.46±20.83)ng/mL；Gleason評(píng)分：＜7分19例，≥7分32例。BPH組男性，年齡60～78(67.26±4.83)歲；PSA水平4～25(14.84±4.96)ng/mL；增生類型：腺體增生型21例，基質(zhì)增生型26例，混合型15例。本研究經(jīng)過本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[批準(zhǔn)編號(hào)：CS 3-(快)-KY-2020EC-023]，免除受試者知情同意。

1.2 檢查方法

采用Philips Achieva 3.0 T TX型磁共振掃描儀，使用6通道體部線圈對(duì)患者進(jìn)行掃描，掃描中心位置為恥骨聯(lián)合上方約2 cm處。所有受檢者均接受常規(guī)MR平掃、DCE-MRI及DWI掃描，具體步驟如下。

常規(guī)MR平掃：掃描序列包括常規(guī)矢狀位、軸位T2WI，軸位T2WI脂肪抑制和軸位T1WI序列，具體掃描參數(shù)為：(1)矢狀位T2WI序列：TR 4765 ms，TE 100 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV 240 mm×180 mm，矩陣240×161；(2)軸位T2WI序列：TR 3000 ms，TE 100 ms，層厚3 mm，層間距0 mm，F(xiàn)OV 260 mm×260 mm，矩陣324×201；(3)軸位T2WI脂肪抑制序列：TR 3886 ms，TE 70 ms，層厚6 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV 249 mm×415 mm，矩陣168×215；(4)軸位T1WI序列：TR 529 ms，TE 8 ms，層厚4 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV 249 mm×415 mm，矩陣276×406。

DCE-MRI掃描：采用軸位三維超快速多期動(dòng)態(tài)序列，掃描參 數(shù) 為：TR 4.3 ms，TE 1.95 ms，層 厚3.6 mm，層 間 距0.72 mm，F(xiàn)OV 280 mm×280 mm，矩陣256×128，共掃描21層。掃描1期作為蒙片后，采用雙筒高壓注射器于肘靜脈注射0.2 mmol/kg對(duì)比劑(釓噴酸葡胺注射液，馬根維顯，德國(guó)拜耳先靈醫(yī)藥保健股份有限公司)，注射速率為2 mL/s，完成后注射以相同注射速度注射生理鹽水20 mL；注射對(duì)比劑同時(shí)開始掃描，共掃描35期，單期掃描時(shí)間為5.5 s，采集時(shí)間共3 min 12 s。

DWI掃描：采用軸位平面回波成像序列，掃描參數(shù)為：TR 4000 ms，TE 87 ms，層 厚3.5 mm，層 間 距0.4 mm，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm，矩陣140×140。

1.3 圖像分析

所有圖像由2名高年資的影像學(xué)醫(yī)師進(jìn)行雙盲分析，雙方結(jié)論一致為最終結(jié)果，意見不統(tǒng)一時(shí)，由第3名醫(yī)師進(jìn)行分析，獲得最終結(jié)果。圖像分析具體方法如下。

DCE-MRI圖像處理分析：采用Omnikinetics軟件中的Siemens工作站對(duì)DCE-MRI圖像進(jìn)行處理分析，在對(duì)比劑強(qiáng)化區(qū)畫出感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，避開尿道、射精管、精囊根部等位置，繪制時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度曲線(time-signal intensity curve，TIC)；利用雙室藥物代謝動(dòng)力學(xué)模型獲得定量參數(shù)，包括：容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(Ktrans)、血管外細(xì)胞外空間容積分?jǐn)?shù)(Ve)和速率常數(shù)(Kep)[9]。

DWI圖像處理分析：圖像導(dǎo)入Advantage Work-station 4.6工作站，F(xiàn)unctool 2軟件自動(dòng)處理獲得ADC圖，在ADC圖上繪制ROI，計(jì)算ADC值，每例患者隨機(jī)選取個(gè)ROI，以平均值為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量資料以±s表示，兩組間比較行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，行χ2檢驗(yàn)；ROC曲線評(píng)價(jià)DCE-MRI掃描的Ktrans、Kep值，DWI掃描的ADC值在CGPCa鑒別診斷中的診斷價(jià)值，計(jì)算曲線下面積(area under the curve，AUC)、Younden指數(shù)、最佳閾值、敏感度和特異度；檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 CGPCa和BPH患者病灶MRI表現(xiàn)分析

本組51例CGPCa患者中，共檢出56個(gè)病灶。所有病灶T1WI表現(xiàn)為等信號(hào)，T2WI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀、不規(guī)則低信號(hào)或稍低信號(hào)，邊界不清；DCE-MRI掃描顯示增強(qiáng)后早期不均勻強(qiáng)化明顯，延遲期呈快進(jìn)快出性強(qiáng)化；DWI上表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀、斑片狀高或稍高信號(hào)，邊界不清，部分病灶已侵犯前纖維基質(zhì)帶或外周帶。典型病例圖見圖1。

本組62例BPH患者中，所有病灶T1WI表現(xiàn)為等信號(hào)，T2WI表現(xiàn)為高、低不等混雜信號(hào)；DCE-MRI掃描顯示增強(qiáng)后早期病灶稍強(qiáng)化，延遲期呈漸進(jìn)性強(qiáng)化，強(qiáng)化程度無明顯下降；DWI上表現(xiàn)大小不等的結(jié)節(jié)狀高低混雜信號(hào)或稍高信號(hào)，邊界較清。典型病例圖見圖2。

2.2 兩組患者DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值比較

CGPCa組患者的Ktrans和Kep值均明顯大于BPH組患者，ADC值明顯小于BPH組患者(P＜0.05)，兩組患者的Ve值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05；表1)。

表1 兩組患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)及ADC值比較(±s)

表1 兩組患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)及ADC值比較(±s)

注：Ktrans：容量轉(zhuǎn)移常數(shù)；Ve：血管外細(xì)胞外空間容積分?jǐn)?shù)；Kep：速率常數(shù)；ADC：表觀擴(kuò)散系數(shù)。

ADC(×10-3 mm2/s)0.85±0.31 1.37±0.25 9.872＜0.001組別前列腺中央腺體癌組(51例)中央腺體增生組(62例)t值P值Ktrans(min-1)1.36±0.47 0.89±0.22 7.001＜0.001 Ve 0.76±0.21 0.73±0.16 0.861 0.391 Kep(min-1)1.93±0.68 1.23±0.33 7.151＜0.001

2.3 不同病變程度CGPCa患者DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值比較

根據(jù)CGPCa患者的Gleason評(píng)分將患者分為低危組(Gleason評(píng)分＜7分，19例)和中高危組(≥7分，32例)。低危組患者的Ktrans和Kep值均明顯小于中高危組患者，ADC值明顯大于中高危組患者(P＜0.05)，兩組患者的Ve值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05；表2)。

表2 不同病變程度前列腺中央腺體癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)及ADC值比較(±s)

表2 不同病變程度前列腺中央腺體癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)及ADC值比較(±s)

注：Ktrans：容量轉(zhuǎn)移常數(shù)；Ve：血管外細(xì)胞外空間容積分?jǐn)?shù)；Kep：速率常數(shù)；ADC：表觀擴(kuò)散系數(shù)。

Ktrans Ve Kep組別低危組(19例)中高危組(32例)t值P值(min-1)0.71±0.22 1.74±0.45 9.311＜0.001 0.72±0.19 0.78±0.17 1.166 0.249(min-1)1.39±0.31 2.25±0.46 7.219＜0.001 ADC(×10-3 mm2/s)1.38±0.23 0.54±0.17 14.934＜0.001

2.4 DCE-MRI定量參數(shù)、ADC值及其聯(lián)合檢測(cè)在CGPCa鑒別診斷中的價(jià)值分析

對(duì)DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans、Kep和ADC值進(jìn)一步繪制ROC曲線，分析其在CGPCa與BPH鑒別中的診斷價(jià)值(圖3)。Ktrans、Kep、ADC值 和 聯(lián) 合 診 斷 的AUC分 別 為0.732、0.813、0.862和0.901，對(duì)CGPCa的鑒別診斷均具有預(yù)測(cè)價(jià)值(P＜0.05)。各指標(biāo)的最佳閾值、Younden指數(shù)、敏感度和特異度值如表3所示。

圖3 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI定量參數(shù)、表觀擴(kuò)散系數(shù)值及其聯(lián)合檢測(cè)在前列腺中央腺體癌鑒別中的診斷價(jià)值ROC曲線

表3 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI定量參數(shù)、ADC值及其聯(lián)合檢測(cè)在前列腺中央腺體癌組鑒別診斷中的價(jià)值分析

3 討論

3.1 DCE-MRI和DWI是診斷CGPCa的有效檢查方法

前列腺中央腺體的疾病除PCa外，還包括BPH，隨著病情的進(jìn)展，多數(shù)CGPCa都存在不同程度的炎癥、增生及鈣化，與BPH的MRI信號(hào)表現(xiàn)存在一定相似性，使用常規(guī)MRI診斷鑒別不同類型的中央腺體疾病難度較大[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)，CGPCa患者的所有病灶T1WI表現(xiàn)為等信號(hào)，T2WI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀、不規(guī)則低信號(hào)或稍低信號(hào)；BPH患者的所有病灶T1WI表現(xiàn)為等信號(hào)，T2WI表現(xiàn)為高、低不等混雜信號(hào)，與CGPCa在信號(hào)上部分重疊，單獨(dú)使用常規(guī)MRI無法對(duì)CGPCa進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。DCE-MRI主要通過評(píng)估對(duì)比劑在組織及血管中的濃度變化對(duì)病灶組織的血流動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行量化分析，從而對(duì)腫瘤的良惡性病變進(jìn)行鑒別診斷[12]；DWI是建立在MR流動(dòng)效應(yīng)基礎(chǔ)上的成像方法，可通過水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)間接反映腫瘤微環(huán)境，在腫瘤惡性程度的判別及病理分型方面，應(yīng)用價(jià)值較高[13]。一項(xiàng)有關(guān)DCE-MRI、DWI對(duì)CGPCa診斷價(jià)值的研究[14]發(fā)現(xiàn)，DCE-MRI和DWI對(duì)于CGPCa具有重要的診斷價(jià)值，聯(lián)合血清學(xué)檢測(cè)可進(jìn)一步提高CGPCa診斷的敏感度。

3.2 CGPCa患者的DCE-MRI、DWI表現(xiàn)特征

DCE-MRI定量參數(shù)包括Ktrans、Ve和Kep等，是反映組織血管分布、血流灌注情況的主要參數(shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，CGPCa組患者的Ktrans和Kep值均明顯大于BPH組患者，對(duì)腫瘤細(xì)胞的代謝研究表明，腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)過程中，新生血管數(shù)量會(huì)顯著增多，影響血管密度，而血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的過表達(dá)、腫瘤細(xì)胞的異構(gòu)性和慢性炎癥的刺激會(huì)使血管通透性增加，引起血管滲漏[15-16]。CGPCa作為一種惡性腫瘤，具有豐富的新生血管，其血流灌注水平和血管通透性明顯高于BPH，注入對(duì)比劑后，血管外細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑濃度差會(huì)影響對(duì)比劑的交換速度，從而表現(xiàn)為Ktrans和Kep值較高[17]。本研究中，兩組患者的Ve比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮為BPH中增生的組織上皮細(xì)胞排列緊密，相對(duì)體積較小，使Ve值下降從而與CGPCa的Ve值相當(dāng)[18]。ADC值是反映病灶組織水分子擴(kuò)散情況的DWI掃描參數(shù)，本研究中，CGPCa組的ADC值明顯小于BPH組，提示CGPCa患者的微循環(huán)灌注水平明顯高于BPH患者。這可能與CGPCa患者由于腫瘤細(xì)胞數(shù)量多、排列緊密且生長(zhǎng)活躍，積壓了細(xì)胞外空間，使腫瘤組織內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)受限等原因有關(guān)，從而使DWI掃描時(shí)ADC值偏低[19]。

3.3 不同嚴(yán)重程度CGPCa患者的DCE-MRI、DWI表現(xiàn)特征

根據(jù)CGPCa患者的Gleason評(píng)分對(duì)患者進(jìn)行病理嚴(yán)重程度分級(jí)，研究結(jié)果顯示，低危組患者的Ktrans和Kep值均明顯小于中高危組患者，ADC值明顯大于中高危組患者，不同嚴(yán)重程度患者的Ve值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示CGPCa患者的DCE-MRI定量參數(shù)和ADC值與CGPCa的分化程度及危險(xiǎn)性存在一定關(guān)聯(lián)性。隨著腫瘤分化程度的增加，腫瘤細(xì)胞的增殖速度逐漸增大，新生血管數(shù)量不斷增加，使細(xì)胞間質(zhì)液壓和血管壁基底膜不完整性加大，影響血管通透性，導(dǎo)致Ktrans和Kep值增加；而腫瘤細(xì)胞的快速增長(zhǎng)，使細(xì)胞間質(zhì)減少，進(jìn)一步影響水分子的擴(kuò)散，導(dǎo)致ADC值發(fā)生變化[20-21]。溫茹等[22]分析了DCE-MRI和DWI定量參數(shù)與PCa患者Gleason評(píng)分的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)Ktrans和Kep值與Gleason評(píng)分呈正相關(guān)，ADC值與Gleason評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為以上定量參數(shù)均有助于腫瘤分化程度及危險(xiǎn)性的分析。因此，臨床可通過DCE-MRI、DWI檢查對(duì)CGPCa癌灶的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估，從而減少不必要的病理穿刺及手術(shù)給患者帶來的生理及心理上的傷害。

3.4 DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值對(duì)CGPCa的診斷價(jià)值

對(duì)DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans、Kep和ADC值進(jìn)一步繪制ROC曲線，分析其在CGPCa與BPH鑒別中的診斷價(jià)值，研究結(jié)果顯示，Ktrans、Kep、ADC值 和 聯(lián) 合 診 斷 的AUC分 別 為0.732、0.813、0.862和0.901，對(duì)CGPCa的鑒別診斷均具有預(yù)測(cè)價(jià)值，且聯(lián)合診斷的AUC值、對(duì)CGPCa敏感度和特異度最高，提示DCE-MRI定量參數(shù)和ADC值均能較好地反映CGPCa的發(fā)病情況，聯(lián)合診斷可提高診斷效能，在CGPCa的鑒別診斷方面具有更大應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，DCE-MRI與DWI在CGPCa的鑒別診斷中均具有良好的應(yīng)用價(jià)值，DCE-MRI的定量參數(shù)Ktrans、Kep值和ADC值可為臨床CGPCa的鑒別診斷提供影像學(xué)參考，且聯(lián)合診斷可進(jìn)一步提高診斷效能。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。