磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺癌檢出和鑒別診斷中的價(jià)值

梁宇霆，靳二虎，張 藝，鄧立剛，付靜媛

前列腺癌的發(fā)病率近年來(lái)在我國(guó)呈上升趨勢(shì)。前列腺癌的臨床診斷目前依靠前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)篩查、經(jīng)直腸前列腺觸診及前列腺穿刺活檢[1]。影像檢查中，超聲(US)主要用于測(cè)量前列腺體積、測(cè)定膀胱殘尿量及引導(dǎo)前列腺穿刺活檢；普通CT和增強(qiáng)CT掃描，由于軟組織密度分辨力差，在前列腺癌的診斷中作用有限；常規(guī)MRI主要用于對(duì)前列腺癌進(jìn)行分期診斷，但不易發(fā)現(xiàn)前列腺移行帶、中央帶及尖部的癌灶。臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，功能磁共振成像技術(shù)，如擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)在腫瘤的檢出和診斷中具有很大的潛能[1-3]。因此，本文探討DWI在前列腺癌診斷和鑒別診斷中的價(jià)值。

圖1 ADC值測(cè)量過(guò)程示意圖?；颊?8歲，前列腺癌，T-PSA 11.50 ng/ml，腫瘤位于前列腺中部左側(cè)外周帶，Gleason評(píng)分3+4=7分。A. T2WI顯示左側(cè)外周帶低信號(hào)結(jié)節(jié)(箭)；B. 同層面DWI顯示左側(cè)外周帶結(jié)節(jié)狀高信號(hào)；C. 對(duì)照T2WI、DWI表現(xiàn)及病理結(jié)果，確認(rèn)腫瘤區(qū)域，設(shè)ROI后測(cè)ADC值；D. 經(jīng)工作站后處理，獲得ADC圖和興趣區(qū)的ADC值

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集我院2008年6月至2009年12月期間因排尿困難、PSA升高而進(jìn)行前列腺M(fèi)RI掃描的患者87例，所有患者M(jìn)RI掃描后1個(gè)月內(nèi)均經(jīng)前列腺穿刺證實(shí)為前列腺癌或前列腺增生。其中41例為前列腺癌，46例為前列腺增生。前列腺癌中13例行根治性切除、28例行內(nèi)分泌及放射等治療；46例前列腺增生中，10例行經(jīng)尿道前列腺電切，36例保守治療?；颊吣挲g58～87歲，中位年齡71歲，兩組病例之間的年齡無(wú)顯著性差異。

1.2 檢查方法

MRI掃描采用GE 3.0 T超導(dǎo)成像系統(tǒng)。線圈為8US TORSOPA，對(duì)所有患者進(jìn)行常規(guī)橫斷面和冠狀面T2WI、橫斷面動(dòng)態(tài)增強(qiáng)T1WI和DWI掃描。T2WI采用FSE序列，TE/TR 115/3500 ms，F(xiàn)OV 36 cm，層厚 4 mm，層間距 0.5 mm，矩陣288×256，NEX 4。DWI采用單次回波平面成像技術(shù)，擴(kuò)散敏感系數(shù)(b)采用0和1000 s/mm2，TE/TR 59.5/3500 ms，F(xiàn)OV 36 cm，層厚與層間距同T2WI，矩陣128×128，NEX 8，總掃描時(shí)間1 min 52 s。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)采用LAVA序列進(jìn)行三期掃描，分別在靜脈內(nèi)注射對(duì)比劑Gd-DTPA后于30 s行動(dòng)脈期、75 s靜脈期和4 min延遲期掃描，流率2.5 ml/s，劑量 0.1 mmol/kg體重，TE/TR 1.5/215 ms，層厚3 mm，矩陣512×129，NEX 1。

1.3 圖像分析及后處理

由兩位在體部MRI診斷領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的高年資醫(yī)師對(duì)所有MRI影像進(jìn)行分析。在前列腺癌組，對(duì)照病理結(jié)果分析T2WI和DWI表現(xiàn)。將DWI圖像數(shù)據(jù)傳入工作站，經(jīng)后處理獲得ADC圖。根據(jù)病理及影像所示腫瘤位置，在DWI上設(shè)興趣區(qū)(ROI)后測(cè)量ADC值(圖1)，同時(shí)在同層面無(wú)腫瘤浸潤(rùn)區(qū)域，設(shè)ROI測(cè)正常組織的ADC值。在前列腺增生組，分別在中央?yún)^(qū)(增生組織)和外周帶設(shè)ROI并測(cè)量ADC值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 13.0軟件包對(duì)觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，以P＜0.05作為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本組41例前列腺癌患者中，腫瘤位于外周帶及尖部28例(圖2)，位于中央?yún)^(qū)5例(圖3)，外周帶和中央?yún)^(qū)均累及者8例。影像上測(cè)量的病灶直徑為0.8～4.7 cm?？蛇M(jìn)行ADC值測(cè)量的最小腫瘤直徑為0.8 cm，該組前列腺惡性組織和正常組織的平均ADC值分別為(0.97±0.25)×10-3mm2/s和(1.34±0.16)×10-3mm2/s。在前列腺增生組，中央?yún)^(qū)和外周帶的平均ADC值分別為(1.37±0.24)×10-3mm2/s 和(1.43±0.31)×10-3mm2/s。方差分析顯示，腫瘤組織的平均ADC值明顯低于同組的正常組織(P＜0.001)；比較腫瘤組織與前列腺增生組的良性前列腺組織的平均ADC值，兩者具有顯著性差異(P＜0.001)；而前列腺增生組的中央?yún)^(qū)與外周帶之間以及腫瘤組的正常組織與增生組之間的平均ADC值無(wú)顯著性差異。

圖2 尖部前列腺癌MRI表現(xiàn)?；颊?0歲，T-PSA 5.44 ng/ml。A、B為經(jīng)前列腺尖部橫斷面FS-T2WI，病灶信號(hào)不明顯；C、D為同層面DWI，前列腺尖部可見(jiàn)結(jié)節(jié)狀高信號(hào)(箭)。根治性切除手術(shù)證實(shí)腫瘤位于前列腺尖部

圖3 中央?yún)^(qū)前列腺癌MRI表現(xiàn)。患者63歲，T-PSA 7.0 ng/ml。A. 軸面FS-T2WI顯示病灶不明顯；B.同層面DWI顯示前列腺中央?yún)^(qū)結(jié)節(jié)狀高信號(hào)(箭)

3 討論

3.1 DWI在前列腺癌診斷中的應(yīng)用基礎(chǔ)

DWI是一種磁共振功能成像方法，反映的是水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。水分子在體外保持隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不受限制，即自由擴(kuò)散。而在生物組織內(nèi)，它的運(yùn)動(dòng)受到細(xì)胞膜和大分子物質(zhì)的影響及限制。生物組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散包括水分子在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外及血管內(nèi)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，其受限制的程度與組織內(nèi)的細(xì)胞量和細(xì)胞膜的完整性成正比，即生物組織內(nèi)細(xì)胞越密集、細(xì)胞膜越完整，水的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越受限制。細(xì)胞膜對(duì)水在細(xì)胞內(nèi)、外的擴(kuò)散起著屏障作用。相反，生物組織內(nèi)細(xì)胞密度越低、細(xì)胞膜越不完整，水的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越不受限[2]。

采集DWI信號(hào)目前多在T2加權(quán)自旋回波序列上疊加兩個(gè)對(duì)擴(kuò)散敏感的梯度回波。兩次梯度回波作用后，靜止水分子的相位將完全重聚，產(chǎn)生的信號(hào)不受影響。而對(duì)處于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)中的水分子，在第2次梯度回波后，水分子的相位將不能完全重聚，信號(hào)發(fā)生衰減[2,4]。鑒于此，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以在DWI上通過(guò)測(cè)定信號(hào)衰減得以體現(xiàn)。擴(kuò)散受限制的程度越高，越接近靜止的水分子狀態(tài)，由擴(kuò)散引起的信號(hào)衰減越少，在DWI上信號(hào)越高。在MRI工作站上將DWI圖像進(jìn)行后處理后，得到ADC圖。在ADC圖上設(shè)定興趣區(qū)，可以得到局部組織的表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)，并定量分析水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

病理檢查發(fā)現(xiàn)前列腺癌區(qū)域的腫瘤細(xì)胞較正常細(xì)胞體積小、排列密集。這是DWI檢出前列腺癌并與良性前列腺增生鑒別診斷的前提。本組對(duì)前列腺癌及增生進(jìn)行常規(guī)T2WI和DWI研究的結(jié)果表明，前列腺癌組織在DWI上信號(hào)高于周圍正常組織，ADC值測(cè)量則提示前列腺癌組織的ADC值明顯低于周圍的正常前列腺組織和良性前列腺增生組織，從定量的角度證明腫瘤組織與正常組織中水分子擴(kuò)散狀態(tài)不同。本組測(cè)到腫瘤組織ADC值的最小腫瘤直徑是0.8 cm，說(shuō)明小至0.8 cm的腫瘤灶就有可能在DWI顯示，這對(duì)早期前列腺癌的診斷具有臨床意義。

3.2 DWI對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值

常規(guī)T2WI對(duì)發(fā)生于外周帶的前列腺癌有較大的診斷價(jià)值，但不易發(fā)現(xiàn)中央?yún)^(qū)的癌灶。這是因?yàn)橥庵軒州^多，在T2WI表現(xiàn)為高信號(hào)。當(dāng)前列腺癌變時(shí)，腫瘤細(xì)胞密集排列，液體減少，信號(hào)減低，在T2WI易于顯示。而中央?yún)^(qū)在T2WI表現(xiàn)為中等或稍低信號(hào)，與前列腺癌的信號(hào)不易區(qū)分。然而，一些外周帶的前列腺癌，由于發(fā)病年齡偏大，或合并前列腺增生，使外周帶腺體受壓萎縮，加之老年人腺體分泌功能下降，生理情況下外周帶的MR信號(hào)就有所降低[5]。此外，慢性前列腺炎或瘢痕組織也可引起外周帶信號(hào)減低。這些因素使T2WI診斷和鑒別診斷外周帶前列腺癌的作用受到限度。臨床上，前列腺癌的診斷現(xiàn)狀是：在PSA篩查基礎(chǔ)上，對(duì)可疑病例進(jìn)行超聲引導(dǎo)下的前列腺穿刺活檢。穿刺活檢雖然可取得細(xì)胞學(xué)或組織學(xué)樣本并確診疾病，但它是一種有創(chuàng)的檢查。其次，前列腺穿刺常見(jiàn)的操作方法是在前列腺上、中、下部位，依左、中、右順序各取1～2針，漏檢難以避免[1,6]。

與T2WI不同，DWI反映水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。前列腺癌由于腫瘤細(xì)胞分裂快，細(xì)胞量增多，腫瘤細(xì)胞密集排列，這在T2WI和DWI引起不同的信號(hào)變化。在T2WI由于腫瘤細(xì)胞替代正常腺體組織，腺體分泌減少，信號(hào)減低；在DWI水分子在腫瘤細(xì)胞中擴(kuò)散受限，由水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)引起的信號(hào)衰減減少，故信號(hào)相對(duì)增高?？梢?jiàn)，T2WI和DWI從不同側(cè)面反應(yīng)了同樣的病理改變。

本組41例前列腺癌中，37例在DWI顯示高信號(hào)，其中9例(5例局限于中央?yún)^(qū)、4例發(fā)生于前列腺尖部)在常規(guī)T2WI較難發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)。這9例中有2例MRI報(bào)告可疑前列腺尖部癌灶，但因組織學(xué)穿刺活檢時(shí)未進(jìn)行針對(duì)性穿刺，仍在常規(guī)位置穿刺，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞，也未對(duì)患者進(jìn)行特別處理。2例患者分別于12和15個(gè)月后復(fù)查MRI，可疑部位腫瘤組織增大，其中1例患者出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移。

發(fā)生于前列腺尖部及中央?yún)^(qū)等部位的前列腺癌，無(wú)論在常規(guī)T2WI，還是組織學(xué)活檢，都是診斷的難點(diǎn)。前列腺尖部和中央?yún)^(qū)由于位置相對(duì)深，觸診不易觸及；組織學(xué)活檢由于是盲穿，如果腫瘤體積不大，遺漏不在少數(shù)。本研究表明，DWI可提高前列腺癌的檢出率，特別是早期癌灶和外周帶以外的前列腺癌。對(duì)于外周帶前列腺癌，DWI與常規(guī)T2WI可以相互印證，提高診斷準(zhǔn)確性。因此，DWI是常規(guī)T2WI的重要補(bǔ)充。

文獻(xiàn)中關(guān)于DWI在前列腺癌診斷中的價(jià)值，意見(jiàn)比較統(tǒng)一，即DWI增加前列腺癌的檢出率[6-11]。但對(duì)于外周帶以外的前列腺癌，DWI的檢出作用意見(jiàn)不一。有人認(rèn)為，DWI結(jié)合T2WI未提高中央?yún)^(qū)前列腺癌的檢出率[10]。也有人認(rèn)為，DWI可提高前列腺癌(包括中央?yún)^(qū)癌灶)的檢出率[11]。本組結(jié)果支持后一種觀點(diǎn)。

目前，前列腺癌的確診和進(jìn)一步診治是建立在組織學(xué)活檢結(jié)果的基礎(chǔ)上。前列腺穿刺活檢多由泌尿外科醫(yī)生進(jìn)行。有必要加強(qiáng)影像診斷科與泌尿科醫(yī)生的溝通，在常規(guī)穿刺時(shí)，有針對(duì)性地對(duì)MRI顯示的可疑部位穿刺取材，有望提高前列腺癌的活檢陽(yáng)性率，從而使患者得到更早更及時(shí)的治療，提高患者的生存質(zhì)量。

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