ADC值診斷結(jié)節(jié)或彌漫生長外周帶前列腺癌的價值初步評價

陳穗惠 韓邵軍 劉新球 李雪 唐艷華 李璐 安寧豫

1中國人民解放軍總醫(yī)院放射科 100853 北京2中國人民解放軍放射科研究生

論 著

ADC值診斷結(jié)節(jié)或彌漫生長外周帶前列腺癌的價值初步評價

陳穗惠1韓邵軍1劉新球1李雪1唐艷華2李璐2安寧豫1

1中國人民解放軍總醫(yī)院放射科 100853 北京2中國人民解放軍放射科研究生

目的：對ADC值診斷結(jié)節(jié)狀及彌漫生長外周帶前列腺癌的價值進(jìn)行初步評價。方法：對病理證實(shí)的35例外周帶前列腺癌及22例外周帶非腫瘤性病變的最小ADC值進(jìn)行回顧性分析。結(jié)果：診斷結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺癌，兩位評估者所獲的ROC曲線下面積(AUCs)分別為0.713(95%CI：0.566～0.866)及0.748(95%CI：0.605～0.890)，診斷彌漫生長的外周帶前列癌，評估者1及2的AUCs分別為0.943(95%CI：0.854，1.033)及0.876(95%CI：0.729，1.023)，當(dāng)ADC截斷值設(shè)為1.02×10-3mm2/s時，兩種形狀外周帶前列腺癌的診斷的正確率分別為67.4%～70.5%及 84.0%～85.7%。結(jié)論：ADC值對于外周帶彌漫生長前列腺癌的診斷價值較高，對于外周帶結(jié)節(jié)狀前列腺癌的診斷價值中等。

前列腺癌;邊緣區(qū);磁共振成像;擴(kuò)散加權(quán)成像;表觀擴(kuò)散系數(shù)

3T彌散加權(quán)成像 (diffusion weighted imaging, DWI)是診斷前列腺癌功能成像影像學(xué)手段，表現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)圖(apparent Diffusion coefficient，ADC)由DWI數(shù)據(jù)計算而得，主要反映水分子的移動狀態(tài)，其臨床運(yùn)用目前越來越廣泛。早在2009年Cruz 等[1]認(rèn)為，結(jié)節(jié)狀前列腺外周帶病變與前列腺癌相關(guān)，而沿前列腺輪廓彌漫生長病變更傾向于良性病變，對于ADC診斷結(jié)節(jié)狀及沿外周腺輪廓彌漫生長前列腺癌的評價鮮有報道。國內(nèi)學(xué)者亦注意到外周帶彌漫生長的病灶可以是前列腺癌或前列腺炎，并將包括彌漫生長及結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺癌的一組病例與彌漫生長的前列腺炎癥病例的ADC對比研究，認(rèn)為兩組病例的ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但是并未就ADC值診斷結(jié)節(jié)及彌漫生長的外周帶前列腺癌的價值進(jìn)行評價[2]。因此，我們對ADC值診斷結(jié)節(jié)狀及彌漫生長外周帶前列腺癌的價值進(jìn)行初步分析評價，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2007年11月～2011年11月在我科行前列腺M(fèi)RI的受檢者。納入標(biāo)準(zhǔn)：血清前列腺特異抗原(prostate specific antigen, PSA)升高(>4 μg/L)；直腸指檢發(fā)現(xiàn)前列腺結(jié)節(jié)；經(jīng)直腸超聲檢查發(fā)現(xiàn)外周帶病變，并經(jīng)包括高分辨率T2WI及DWI檢查證實(shí)為前列腺外周帶病變。排除標(biāo)準(zhǔn)：有前列腺惡性腫瘤治療病史、盆腔以外轉(zhuǎn)移灶患者，活檢病理證實(shí)為良性非前列腺癌患者，經(jīng)3年隨訪觀察，MRI證實(shí)原病灶增大或臨床診斷前列腺癌的患者。檢查前常規(guī)行腸道準(zhǔn)備。

所有病例均經(jīng)直腸超聲介導(dǎo)下活檢，病理證實(shí)35例外周帶前列腺癌，年齡58～91歲，中位年齡77歲。其中9例患者因前列腺癌進(jìn)行機(jī)器人輔助腹腔鏡前列腺全切除術(shù)，1例患者右側(cè)外周帶前列腺癌，左側(cè)外周帶為良性前列腺增生(BPH)，另外22例外周帶病變病理證實(shí)為BPH或BPH伴炎性改變，年齡64～86歲，中位年齡72歲。

1.2 方法

所有患者經(jīng)3T掃描儀掃描(Signa HD，GE Healthcare，Milwaukee，WI，USA)，最大梯度幅度為50 mT/m，最大梯度上升時間為150 mT/m·s-1，采用8通道心臟專用線圈。前列腺T2加權(quán)脂肪抑制快速自旋回波圖像掃描(TR/TE=3 940/119.4 ms，視野=32 cm×32 cm，層厚=4 mm，矩陣=288×224，激勵次數(shù)4)。DWI采用SEEPI序列(采用并行掃描技術(shù))(TR/TE=2 050/70.5 ms，視野=32 cm×28.8 cm，層厚=4 mm，矩陣=128×128，激勵次數(shù)8，加速因子為2，b值為0，1 000 s/mm2)。

DWI掃描序列圖像數(shù)據(jù)傳至離線工作站(SUN GE AW4.3 work station)，用Function tool軟件產(chǎn)生ADC圖，以灰階形式表現(xiàn)，在ADC圖測定感興趣區(qū)的最小ADC值作為該病變的ADC值。

超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸的六分法穿刺活檢，部位包括左右底、中、尖部外周帶，于MRI檢查懷疑癌性結(jié)節(jié)區(qū)域額外加針取得活檢標(biāo)本。

MR圖像的評估結(jié)節(jié)狀病灶定義為圓形或橢圓形病灶(圖1,2)，沿外周帶輪廓生長的片狀病灶定義為彌漫生長病灶(圖3,4)，分別進(jìn)入結(jié)節(jié)狀及彌漫生長病變組，每一組根據(jù)病理結(jié)果分為前列腺癌及非前列腺癌組。兩位評估者(評估者1及評估者2)為低年資放射科醫(yī)師，有2～4年腹部磁共振(包括前列腺)診斷經(jīng)驗(yàn)，對患者的血清PSA水平、病理結(jié)果均不知曉，根據(jù)T2WI低信號及ADC較暗的區(qū)域劃定感興趣區(qū)域(ROI)，獲取最小ADC值。

男，75歲，經(jīng)直腸超聲前列腺活檢證實(shí)為外周帶前列腺癌，血清PSA值為7.32 μg/L，Gleason評分6分，圖1A冠狀位T2WI顯示左側(cè)尖部外周帶圓形結(jié)節(jié)(箭頭)；圖1B的ADC圖顯示為結(jié)節(jié)狀較暗區(qū)域，最小ADC值為0.901×10-3mm2/s。

圖1 經(jīng)直腸超聲前列腺活檢證實(shí)為外周帶前列腺癌

男，69歲，經(jīng)直腸超聲介導(dǎo)活檢證實(shí)為右側(cè)外周帶增生結(jié)節(jié)，血PSA值為5.32 μg/L，圖1A軸位T2WI顯示為右側(cè)外周帶底部結(jié)節(jié)狀病灶，圖2B ADC圖顯示結(jié)節(jié)狀較暗區(qū)域(B)，最小ADC值為1.310×10-3mm2/s。

圖2 經(jīng)直腸超聲介導(dǎo)活檢證實(shí)為右側(cè)外周帶增生結(jié)節(jié)

男，80歲，經(jīng)直腸超聲活檢證實(shí)為右側(cè)外周帶彌漫生長前列腺癌，血PSA水平為20.27 μg/L，Gleason評分7分，圖3A T2WI軸位圖像顯示右側(cè)外周帶見彌漫生長低信號圖，圖3B 相應(yīng)的ADC圖顯示較暗的區(qū)域，最小ADC值為0.829×10-3mm2/s。

圖3 經(jīng)直腸超聲活檢證實(shí)為右側(cè)外周帶彌漫生長前列腺癌

男，70歲，病理證實(shí)為右側(cè)外周帶炎癥，血PSA水平為10.32 μg/L，圖4A軸位T2WI顯示右側(cè)外周帶為彌漫生長低信號，圖4B 相應(yīng)ADC圖顯示為較暗的區(qū)域(B)，最小ADC值為1.34×10-3mm2/s。

圖4 病理證實(shí)為右側(cè)外周帶炎癥

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 13.0軟件分別對兩組病變的前列腺癌最小ADC值、兩組病變前列腺癌及非前列腺癌的最小ADC值進(jìn)行Student-t檢驗(yàn)。采用ROC法獲取ADC值診斷兩種形態(tài)外周帶前列腺癌的曲線下面積(area under the curve，AUCs)，設(shè)定ADC截斷值并獲取診斷外周帶前列腺癌敏感性及特異性數(shù)值，計算其診斷兩種形態(tài)前列腺癌的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果

35例外周帶前列腺癌患者共43個外周帶病灶，Gleason評分2+3為2個，3+3為21個，3+4為18個，4+4為1個，4+5為1個。

2.2 MRI圖像評估

評估者1評價的結(jié)節(jié)狀病變組共40個病灶，包括25個結(jié)節(jié)狀前列腺癌及15個結(jié)節(jié)狀非癌性病變，彌漫生長組共24個病灶，包括14個彌漫生長的前列腺癌性病變及10個非癌性病變；評估者2評估結(jié)節(jié)狀病變組共41個，包括27個結(jié)節(jié)狀前列腺癌及14個非前列腺癌病變，彌漫生長組25個，包括12個前列腺癌性病變，13個非癌性病變。

2.3 兩種形狀前列腺癌與非前列腺癌病灶最小ADC值比較

兩種形狀前列腺癌與非前列腺癌病灶最小ADC值比較結(jié)果見表1。

表1 兩種形態(tài)外周帶病變最小ADC值 ×10-3mm2/s

前列腺癌非前列腺癌t值P值結(jié)節(jié)狀 評估者10914±02561074±0134-2246003 評估者20921±02571105±0147-24810017彌漫生長形 評估者10882±01631237±0127-58100000 評估者20898±01611234±0206-46280000

2.4 結(jié)節(jié)及彌漫生長的外周腺前列腺癌評估結(jié)果

結(jié)節(jié)及彌漫生長的外周腺前列腺癌評估者1及評估者2均顯示最小ADC均值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t= 0.452,P=0.654 ∶t=0.487,P=0.702)。

2.5 ROC分析結(jié)果

ROC分析ADC值診斷結(jié)節(jié)狀外周帶及彌漫生長前列腺癌曲線下面積見表2及圖5，6。

當(dāng)ADC截斷值取1.02×10-3mm2/s時，兩位評估者顯示診斷結(jié)節(jié)狀外周腺前列腺癌診斷的敏感性及特異性分別為66.7%～70.0%及67.7%～71.4%，準(zhǔn)確率為67.4%～70.5%，而診斷彌漫生長前列腺癌的敏感性及特異性分別可達(dá)80.0%～84.6%及84.6%～90.0%，準(zhǔn)確率為84.0%～85.7%。

表2 評估兩種形態(tài)外周帶病變AUCs值

圖5A 評估者1： ADC值診斷結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺癌價值一般，0.713(95% CI:0.560, 0.866)(P=0.023)

圖5B 評估者2： ADC值診斷結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺癌價值一般，0.748(95% CI:0.605，0.890)(P=0.009)

圖6A 評估者2： ADC值診斷彌漫生長外周帶前列腺癌價值較高，0.943(95% CI: 0.854, 1.033)(P=0.000)

圖6B 評估者2： ADC值結(jié)合診斷彌漫生長外周帶前列腺癌價值較高，0.876(95% CI:0.729, 1.023)(P=0.001)

3 討論

目前公認(rèn)前列腺癌ADC值下降主要是由于前列腺癌的細(xì)胞密度較正常腺體組織高，替代正常腺體組織的疏松基質(zhì)，使細(xì)胞外間隙明顯減少，限制水分子的運(yùn)動從而導(dǎo)致ADC值的下降，但是炎癥、纖維化、增生亦可導(dǎo)致及ADC值下降，影響其診斷前列腺癌的效能[3]。

我們就ADC值結(jié)合形態(tài)學(xué)改變提高外周帶前列腺癌診斷效能進(jìn)行了有益的探索，證實(shí)其診斷彌漫生長前列腺癌的表現(xiàn)價值較高，AUCs值為0.876～0.943，而診斷結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺癌的價值一般，AUCs值為0.713～0.748，當(dāng)截斷值取1.02×10-3mm2/s時，診斷的結(jié)節(jié)前列腺癌的準(zhǔn)確率低于診斷彌漫生長前列腺癌的準(zhǔn)確率(67.4%～70.5% ∶ 84.0%～85.7%)。 因?yàn)榻Y(jié)節(jié)狀和彌漫生長的前列腺癌的最小ADC值無顯著性差異，因此兩者惡性程度無明顯差別，不是造成其診斷兩種狀不同的前列腺癌差異的原因。

BPH是大于50歲男性的常見病。BPH病理上由不同量的腺體組織、平滑肌和纖維成分組成，可分成硬化型、肌纖維型、腺體型及混合型[4]。亦有文獻(xiàn)將其分為腺體型增生及肌纖維成分組成的間質(zhì)增生，并證實(shí)腺體型增生與前列腺癌兩者的ADC差異顯著，且無明顯重疊，但是前列腺癌與間質(zhì)增生ADC值雖有顯著差異[5]，兩者仍有大量的重疊。

文獻(xiàn)報道偶爾可以觀察到由肌纖維、纖維母細(xì)胞、平滑肌成分組成的間質(zhì)結(jié)節(jié)可以出現(xiàn)在周圍帶[6]，5.5%的經(jīng)直腸超聲前列腺活檢標(biāo)本發(fā)現(xiàn)有外周帶增生結(jié)節(jié)[7]，18.5%膀胱前列腺切除及前列腺全切的標(biāo)本發(fā)現(xiàn)外周帶的腺體或間質(zhì)結(jié)節(jié)，其組成與移行帶的成分相同[8]。發(fā)生在外周帶的間質(zhì)結(jié)節(jié)，與結(jié)節(jié)狀前列腺癌一樣，亦有可能有ADC值的下降，因此外周帶的間質(zhì)結(jié)節(jié)可能是ADC值診斷結(jié)節(jié)狀前列腺癌診斷表現(xiàn)一般的重要原因之一。

另一原因可能是由于移行帶間質(zhì)結(jié)節(jié)突至外周帶生長，與外周帶的結(jié)節(jié)狀前列腺癌MR表現(xiàn)難于區(qū)別。外周帶彌漫生長病變除前列腺癌以外，最常見的病變是炎癥，有文獻(xiàn)報道炎癥和前列腺癌的ADC值有重疊[9]，但亦有文獻(xiàn)認(rèn)為雖然炎性細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞密度增加，但由于血管通透性的增加、炎性水腫可致細(xì)胞外間隙增加，水分子的運(yùn)動加速，ADC值有增加的傾向，與前列腺癌的ADC值有差異[10]，因此推測，較之彌漫生長前列腺癌，彌漫生長炎性病變ADC值下降的機(jī)會較少或程度較低，亦可能是ADC值診斷彌漫生長前列腺癌表現(xiàn)較好的原因。

總之，由于外周腺的前列腺間質(zhì)增生結(jié)節(jié)與結(jié)節(jié)狀前列腺癌的ADC均可以下降，炎性彌漫性生長的病變ADC下降機(jī)會較前列腺癌少，有助于根據(jù)形狀提高ADC值診斷前列腺癌的診斷效能，因此，結(jié)節(jié)狀外周帶前列腺病灶，盡管ADC值較低，亦需要和結(jié)節(jié)狀非前列腺癌病變，如間質(zhì)結(jié)節(jié)鑒別診斷；對于沿外周腺輪廓彌漫生長的T2WI低信號，如ADC 值低至1.02×10-3mm2/s，應(yīng)結(jié)合PSA水平首先考慮前列腺癌。本結(jié)論僅是初步的探討，還需更多的臨床病例驗(yàn)證。

[1]Cruz M, Tsuda K, Narumi Y, et al. Characterization of low-intensity lesions in the peripheral zone of prostate on pre-biopsy endorectal coil MR imaging. Eur Radiol, 2002,12(2):357-365.

[2]葉錦棠,王霄英,劉婧, 等. 擴(kuò)散加權(quán)圖像對外周帶炎癥和腫瘤T2低信號的鑒別作用. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2011,27(3):581-585.

[3] Lim HK, Kimage JK, Kim KA, et al. Prostate cancer: apparent diffusion coefficient map with T2-weighted images for detection-a multi-reader study. Radiology, 2009,250(1):145-151.

[4]Schiebler ML, Tomaszewski JE, Bezzi M, et al. Prostatic carcinoma and benign prostatic hyperplasia: correlation of high-resolution MR and histopathologic findings. Radiology, 1989,172(1):131-137.

[5]Oto A, Kayhan A, Jiang Y, et al. Prostate cancer: differentiation of central gland cancer from benign prostatic hyperplasia by using diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology, 2010,257(3):715-723.

[6] Bierhoff E, Vogel J, Benz M, et al. Stromal nodules in benign prostatic hyperplasia. Eur Urol, 1996,29(3):345-354.

[7]Oyen RH, Van de Voorde WM, Van Poppel HP, et al. Benign hyperplastic nodules that originate in the peripheral zone of the prostate gland. Radiology,1993,189(3):707-711.

[8] Van de Voorde WM, Oyen RH, Van Poppel HP, et al. Peripherally localized benign hyperplastic nodules of the prostate. Mod Pathol,1995,8(1):46-50.

[9] Nagel KN, Schouten MG, Hambrock T, et al. Differentiation of prostatitis and prostate cancer by using diffusion-weighted MR imaging and MR-guided biopsy at 3T. Radiology, 2013,267(1):164-172.

[10] Esen M, Onur MR, Akpolat N, et al. Utility of ADC measurement on diffusion-weighted MRI in differentiation of prostate cancer, normal prostate and prostatitis. Quant Imaging Med Surg, 2013,3(4):210-216.

A preliminary evaluation of diagnostic performances of ADC value on nodular and diffusely growing prostate cancers in peripheral zone

ChenSuihui1HanShaojun1LiuXinqiu1LiXue1TangYanhua2LiLu2AnNingyu1

(1Department of Radiology in South Building, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;2Department of Radiology, Chinese PLA General Hospital)

Corresponding author: An Ningyu, 13611304046@163.com

Objective:To retrospectively assess the diagnostic performances of ADC value on nodular and diffusely growing prostate cancers for prostate cancers in peripheral zones. Methods:Two readers retrospectively evaluated the ADC values of 35 cases of pathologically proven prostate cancer and 22 cases of pathologically proven non-cancerous diseases in peripheral zones. Results:For reader 1 and reader 2, the AUCs for nodular prostate cancer diagnoses in peripheral zones were 0.713 (95% CI: 0.566, 0.866) and 0.748 (95% CI: 0.605, 0.890) respectively, and 0.943 (95% CI: 0.854, 1.033) and 0.876 (95% CI: 0.729, 1.023) for diffusely growing prostate cancer diagnoses in peripheral zones. When cut-off value of ADC was set to 1.02×10-3mm2/s, the diagnostic accuracies of ADC value on these two shapes of prostate cancers in peripheral zone were 67.4% to 70.5% and 84.0% to-85.7% respectively. Conclusions:The diagnostic performances of ADC was relative good on diffusely growing prostate cancers and mean on nodular prostate cancer in peripheral zones.

prostate cancer; peripheral zone; magnetic resonance imaging; diffusion weighted imaging; apparent diffusion coefficients

安寧豫，13611304046@163.com

2014-11-06

R737.25

A

2095-5146(2014)06-338-05