3T磁共振彌散成像及波譜分析在前列腺癌診斷中的價(jià)值

苗華棟 張長(zhǎng)萃 張 瑩 陳麗娟

前列腺癌是男性最常見(jiàn)的泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤，在歐美國(guó)家居男性腫瘤發(fā)病率第一位、死亡率第二位[1]。前列腺癌治療方式的選擇取決于正確的診斷及分期。MRI尤其是高場(chǎng)強(qiáng)MRI以其較快的采集時(shí)間、較高的空間分辨率以及較好的信噪比（SNR）在前列腺癌的早期診斷中取得顯著進(jìn)展[2]。波譜分析應(yīng)用較早，但準(zhǔn)確性不高；彌散技術(shù)應(yīng)用較晚，兩者之間的對(duì)比研究較少。本研究的目的在于探討DWI、MRS在前列腺癌診斷中的價(jià)值及兩者的相互補(bǔ)充作用，提高前列腺癌的早期診斷率。

方 法

1.臨床資料

2010年6月～2011年9月在我院行前列腺DWI和MRS檢查的患者60例，年齡57～86歲，平均72.5歲，前列腺特異抗原（PSA）5.1～203.4ng/ml。

2.設(shè)備和參數(shù)

MR檢查應(yīng)用Siem ens Verio 3.0T磁共振掃描儀，腹部相控陣線圈為射頻接受線圈。檢查前兩天囑患者無(wú)渣飲食，掃描前膀胱適度充盈、排清宿便。掃描過(guò)程中囑患者平穩(wěn)呼吸。首先行常規(guī)盆腔掃描，采用快速自旋回波（TSE）序列。矢狀位、冠狀位T 2W I，橫斷位T 2W I(TR＝4000m s，TE＝101m s，F(xiàn)OV＝20cm×20cm，層厚＝3.5mm，層間距＝0.7mm)，橫斷位T1W I(TR=700m s，TE=11m s )。DWI采用單次激發(fā)EPI序列行橫斷面掃描，掃描參數(shù)為FOV 26cm×22cm、TR 4500m s、TE 93mm、均數(shù)4、層厚3.6mm、層間距0.7mm、體素大小2.2mm×1.6mm×3.5mm，擴(kuò)散敏感系數(shù)分別為0、100、800s/mm2，掃描時(shí)間141 s。系統(tǒng)自動(dòng)生成ADC圖。MRS掃描采用3D-CSI序列，以T2W I圖像作為定位像確定感興趣區(qū)（ROI）范圍，3D矩形興趣區(qū)的范圍盡量包括全部前列腺組織而避開(kāi)周圍脂肪、靜脈叢和直腸氣體。矩形興趣區(qū)的邊緣加飽和帶以消除周圍組織的影響。采集MRS數(shù)據(jù)前進(jìn)行常規(guī)預(yù)掃描，包括自動(dòng)勻場(chǎng)和抑制水信號(hào)。掃描參數(shù)：TR 750ms、TE 145m s、均數(shù)6 、體素大小7.0mm×7.0mm×7.0mm，掃描時(shí)間9分54秒 。

3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

掃描完成后所有患者的MRI資料分析評(píng)估均在Siemens syngo專用工作站上進(jìn)行。

3.1 DWI: ROI大小20～50mm2,結(jié)合常規(guī)T2W I橫斷位圖像，于病灶最明顯層面多次測(cè)量肉眼可見(jiàn)擴(kuò)散受限區(qū)域的ADC值，選取雙側(cè)外周帶及移行帶顯示最好的層面，每側(cè)測(cè)量3～5次，取ADC值的平均測(cè)量值分別作為外周帶和移行帶的ADC值。

3.2 MRS：選擇病灶顯示最清楚的層面，對(duì)癌灶區(qū)的Cho 、Cit 、Cre各代謝產(chǎn)物的波峰進(jìn)行觀察和測(cè)量，依據(jù)病灶大小記錄局部2～6個(gè)體素的(Cho+Cre)/Cit的比值，取其均值作為癌灶區(qū)的(Cho+Cre)/Cit值。選擇雙側(cè)外周帶及移行帶顯示最好的層面，記錄局部4～6個(gè)體素的(Cho+Cre)/Cit的比值，分別作為外周帶和移行帶(Cho+Cre)/Cit值。

3.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，以0.05為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，確定P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

所有病例按左右兩個(gè)側(cè)葉進(jìn)行分析，60例患者共120個(gè)側(cè)葉中前列腺腺癌54個(gè)側(cè)葉，前列腺增生66個(gè)側(cè)葉。

1個(gè)病例因皮下金屬偽影干擾，彌散圖像嚴(yán)重變形，無(wú)法分析；2個(gè)病例因患者配合欠佳，MRS信噪比低；8個(gè)癌灶位于周圍帶，受周圍脂肪、靜脈等的干擾，信噪比低。

1.DWI

當(dāng)b=0 s/mm2時(shí)，周圍帶呈均勻高信號(hào)，移行帶呈均勻低信號(hào)，隨著b值升高，周圍帶信號(hào)逐漸下降。29例癌灶位于周圍帶，在b=800s/mm2DWI表現(xiàn)為低信號(hào)周圍帶中的高信號(hào)區(qū)，13例癌灶位于移行帶，DWI圖像上與增生組織無(wú)明確界限。但是在ADC圖像上均表現(xiàn)為彌散受限。

前列腺癌與正常周圍帶、移行帶ADC值的均值及95%可信區(qū)間見(jiàn)表1。由此可以看出，癌灶的ADC值明顯低于正常周圍帶及移行帶，其95%可信區(qū)間為（0.72～0.80）×10-3mm2/s。

2.MRS

54個(gè)癌灶MRS均表現(xiàn)為不同程度的Cho升高、Cit降低，23例癌灶Cho、Cit波峰倒置，4例癌灶Cho峰明顯升高、Cit消失。

圖1 患者67歲，PSA100 ng/ml,于前列腺移行帶見(jiàn)一不規(guī)則低信號(hào)區(qū)，ADC值明顯降低（0.63×10-3mm2/s），Cho升高、Cit降低（CC/Ci 1.33）。

圖2 68歲，PSA 34 ng/ml，于左側(cè)移行帶見(jiàn)一低信號(hào)區(qū)，ADC值明顯降低（0.70×10-3mm2/s）,但是因病灶較小，MRS并未表現(xiàn)出明顯的Cho升高、Cit降低。

圖3 73歲，PSA10.8 ng/ml, ，ADC值明顯降低（0.93×10-3mm2/s），Cho升高、Cit降低（CC/Ci 1.16），但因病灶靠近邊緣，信噪比不高。

表1 各組ADC值方差分析

表2 各組CC/Ci值方差分析

前列腺癌CC/Ci值明顯高于正常周圍帶、移行帶。其95%可信區(qū)間為0.97～2.13（表2）。

討 論

1.DWI對(duì)前列腺癌的診斷意義

DWI是一種對(duì)分子運(yùn)動(dòng)敏感的成像技術(shù)，是唯一無(wú)創(chuàng)反映活體組織彌散能力的檢查方法。常用表觀擴(kuò)散系數(shù)ADC值來(lái)反映組織中水分子擴(kuò)散狀態(tài)。良性前列腺組織其上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞增生活躍，基質(zhì)上皮細(xì)胞的相互作用更致前列腺腺體大量增殖，腺體內(nèi)液性成分的明顯增多致水分子彌散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，故呈高ADC值。前列腺外周帶和移行帶的腺泡及導(dǎo)管的形態(tài)、分布不同，間質(zhì)比例不等,腺上皮細(xì)胞的大小、形態(tài)也存在差異，因此兩者的水分子彌散也會(huì)不同,表現(xiàn)在DWI和ADC圖像上為信號(hào)的差別。而前列腺癌患者正常腺上皮和腺管結(jié)構(gòu)被破壞,富含水分的腺泡結(jié)構(gòu)被過(guò)度增殖、體積更小、排列更緊密的腫瘤上皮所取代，腫瘤細(xì)胞細(xì)胞核、細(xì)胞器增大，細(xì)胞質(zhì)減少，核質(zhì)比增加，水分子擴(kuò)散受限；另外腫瘤細(xì)胞對(duì)腺體成分緊緊包裹，細(xì)胞外間隙受壓、扭曲，也造成水分子的彌散運(yùn)動(dòng)受限[3]。本研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。

2.MRS對(duì)于前列腺癌的診斷意義

MRS是無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)輻射推測(cè)進(jìn)行活體組織化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)的唯一方法，可提供組織的代謝信息。由于很多疾病的代謝改變?cè)缬谛螒B(tài)學(xué)異常，推測(cè)MRS檢查有助于疾病的早期診斷。枸櫞酸鹽(Citrate,Cit)、膽堿(Choline,Cho)和肌酸(Creatine,Cre)是前列腺M(fèi)RS檢查中最易觀察到的代謝物,也是最有價(jià)值的指標(biāo)。Cit是精液的主要成分，正常和增生的前列腺組織有分泌和濃縮Cit的能力,Cit含量較高,而前列腺癌組織分泌和濃縮Cit的能力減少或喪失,因此Cit含量較低。正常前列腺外周帶含有較多的腺管,因此外周帶Cit水平顯著高于中央腺體。Cho與細(xì)胞膜的合成與降解有關(guān)。前列腺癌組織的細(xì)胞增殖速度快,細(xì)胞膜合成與降解活躍,因此Cho較正常組織含量高。Cre的濃度在前列腺癌與正常前列腺組織中的含量無(wú)明顯差異。CC/Ci[(膽堿+肌酸)/枸櫞酸鹽] 是公認(rèn)的評(píng)價(jià)外周帶前列腺癌代謝的測(cè)量值。本研究中，前列腺癌與周圍帶及移行帶的CC/C比值具有明顯差異。

3.DWI和MRS在前列腺癌診斷中的互補(bǔ)作用

DWI掃描時(shí)間短，患者耐受性好；分辨率高，對(duì)于周圍帶小病灶可以清晰顯示；對(duì)于30%左右的移行帶癌灶診斷準(zhǔn)確率高。但是DWI易受磁敏感偽影、直腸內(nèi)氣體及腸蠕動(dòng)偽影干擾，本研究中，1例患者因臀部皮下金屬偽影干擾，圖像變形，無(wú)法用于診斷，但MRS顯示良好。

雖然3T磁共振M RS掃描時(shí)間較1.5T大大縮短，但與DWI比較，時(shí)間較長(zhǎng)（除勻場(chǎng)外仍需9分57秒）、操作繁瑣，需要患者的密切配合；對(duì)于周圍帶病灶，易受到周圍脂肪、靜脈叢等的干擾，信噪比不高，但是對(duì)于移行帶病灶顯示較好；M RS體素較大（7.0mm×7.0mm×7.0mm），當(dāng)病灶較小時(shí)，測(cè)得的CC/Ci值會(huì)出現(xiàn)偏差。因此M RS對(duì)病灶的大小、位置分布要求高，結(jié)果不穩(wěn)定。但對(duì)于周圍帶ADC值降低不顯著的病灶，MRS可以提供各代謝物信息，從而與前列腺增生區(qū)別開(kāi)來(lái)。另外，在本研究中，對(duì)于病灶范圍的勾畫(huà)，MRS顯示的范圍要比DWI大，分析原因可能為M RS反映的是早期代謝信息，腫瘤邊緣雖未表現(xiàn)為明顯的彌散受限，但是代謝已經(jīng)發(fā)生變化。

本研究中，前列腺癌灶區(qū)和正常周圍帶、移行帶的ADC值和CC/Ci值有著顯著差異，與以往文獻(xiàn)報(bào)道一致[4-5]。但具體數(shù)值各研究均不一致[6-9]?？赡芘c病例的選擇、所用的機(jī)器、參數(shù)的設(shè)置以及感興趣區(qū)的選取、手工測(cè)量的誤差有關(guān)。

綜上所述，MRI功能成像與常規(guī)MRI相結(jié)合，對(duì)前列腺癌的診斷具有重要價(jià)值。DWI以其時(shí)間短、特異性高、患者耐受性好等優(yōu)勢(shì)作為前列腺功能成像的首選，當(dāng)DWI鑒別有困難時(shí)，加做MRS可以提供更多代謝物信息。Kurhanew icz等[10]提出前列腺癌最好的定性方法是聯(lián)合應(yīng)用3.0TMR上各項(xiàng)參數(shù)資料，即整合常規(guī)MRI、DWI、MRS、DCE-MRI的結(jié)果。但是各項(xiàng)檢查方法全都缺乏統(tǒng)一的掃描序列及診斷標(biāo)準(zhǔn)，各家的報(bào)道也不一。本研究病例數(shù)較少，僅為初步研究，尚需要在現(xiàn)有較高技術(shù)水平上進(jìn)行大規(guī)模的研究以獲得最佳掃描參數(shù)、診斷界值和較為穩(wěn)定可靠的結(jié)論。