DWI和ADC圖在前列腺癌診斷中的應用研究

南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510280)

章緒輝 全顯躍 路世龍 黃凡衡

DWI和ADC圖在前列腺癌診斷中的應用研究

南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510280)

章緒輝 全顯躍 路世龍 黃凡衡

目的 探討和比較不同b值DWI和ADC圖在前列腺癌診斷中的應用價值。方法 收集行前列腺MRI檢查的前列腺癌疑診患者62例，所有病例均以病理學診斷為金標準，研究對象均行不同b值DWI檢查，分析比較不同b值DWI和ADC圖對前列腺癌的診斷敏感性和特異性。結(jié)果前列腺癌患者35例。b=500s/mm2，DWI對前列腺癌的診斷敏感性和特異性分別為54.3%和70.4%；b=1000s/mm2，DWI和ADC圖對前列腺癌的診斷敏感性和特異性分別為80.0%和77.8%、88.6%和85.2%。b=1000s/mm2時，DWI對前列腺癌的診斷敏感性、特異性均高于b=500s/mm2,其中敏感性存在統(tǒng)計學差異；當b=1000s/mm2時，ADC圖對前列腺癌的診斷敏感性和特異性高于DWI，但均不存在統(tǒng)計學差異。結(jié)論 當b=1000s/mm2時，DWI和ADC圖對前列腺癌均有較高的診斷價值；而b=500s/ mm2時，DWI對前列腺癌的診斷敏感性較差。

前列腺癌；磁共振成像；擴散加權(quán)成像;表觀擴散系數(shù)圖

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，是歐美國家男性發(fā)病率第一和死亡率第二的腫瘤[1]。在我國，隨著人口老齡化的不斷發(fā)展和飲食結(jié)構(gòu)的逐漸西方化，前列腺癌的發(fā)病率及病死率也在不斷增加[2]。擴散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)作為磁共振功能成像的一種，在前列腺癌的診斷和研究中，發(fā)揮著越來越重要的作用[3]。目前，國內(nèi)外學者應用DWI對前列腺癌的診斷價值做了大量研究，但這些研究主要集中在定量表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值對前列腺癌的診斷，而關(guān)于DWI和ADC圖對前列腺癌的定性診斷研究報道極少[4,5]。由于ADC值的測量受到b值、掃描序列、工作軟件及一些生理因素的影響，導致ADC值很難標準化[3,6]。和測量ADC值相比，視覺性觀察DWI及ADC圖診斷前列腺癌更方便、簡單。因此，本研究旨在探討和比較不同b值的DWI和ADC圖對前列腺癌的診斷價值。

1 材料和方法

1.1 臨床資料 收集2012年7月至2013年12月在我院行前列腺MRI檢查的疑診前列腺癌患者62例，所有病例經(jīng)直腸超聲引導下穿刺活檢病理證實，有8例前列腺癌患者行前列腺癌根治切除術(shù)。患者年齡50～82歲，平均69.7歲。臨床表現(xiàn)為不同程度尿頻、尿急、排尿困難等癥狀。前列腺特異抗原范圍為5.42～470.3ng/ml，中位數(shù)為14.03ng/mL。所有患者在MRI檢查前未經(jīng)過內(nèi)分泌、放射治療等非手術(shù)治療。

1.2 MR檢查方法 使用Philips公司生產(chǎn)的Archieve 3.0 T超導型磁共振掃描儀，以16通道SENSE XL Torso線圈為接收線圈。檢查序列包括：快速自旋回波序列(Turbo Spin Echo，TSE)橫軸位T1-weighted imaging(T1WI)，TR：192ms，TE：10ms，層厚5mm，層間距1mm，NSA 6次，F(xiàn)OV為240×240mm，矩陣為256×256；T S E橫軸位和冠狀位抑脂T 2-weighted imaging(T2WI)，TR：1483ms，TE：70ms，層厚5mm，層間距1mm，NSA 6次，F(xiàn)OV為240×240mm，矩陣為256×256。DWI檢查采用單次激發(fā)自旋平面回波序列行橫軸位掃描，b值采用0s/mm2、500s/mm2和1000s/mm2，TR：2000ms，TE：58ms，層厚3.0mm，層間距：1mm，矩陣為256×256，F(xiàn)OV為230mm×230mm。將獲得DWI掃描數(shù)據(jù)傳輸?shù)組R三維工作站，然后利用本機軟件自動生成ADC圖。

1.3 圖像分析及診斷標準由兩位有經(jīng)驗的磁共振高級醫(yī)師采用盲法共同閱片，對病灶的位置范圍、信號特點等進行評價，結(jié)果評定為癌灶、非癌灶，所得結(jié)果與病理結(jié)果相對照。以前列腺周圍帶或中央腺體正常組織信號為參照，DWI圖像上，前列腺周圍帶或中央腺體內(nèi)出現(xiàn)高信號灶被診斷為癌灶，前列腺周圍帶未見高信號或中央腺體內(nèi)出現(xiàn)等信號、稍高信號或混雜信號灶被診斷為非癌灶；ADC圖像上，前列腺周圍帶或中央腺體內(nèi)出現(xiàn)低信號灶被診斷為癌灶，前列腺周圍帶未見低信號或中央腺體內(nèi)出現(xiàn)等信號、稍低信號或混雜信號灶被診斷為非癌灶(圖1-8)。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件作統(tǒng)計分析。DWI和ADC圖對前列腺癌診斷敏感性和特異性采用配對四格表資料的χ2檢驗(McNemar test)進行分析，以p＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

表1 DWI和ADC圖對前列腺癌的診斷結(jié)果（n=62例）

圖1-4 前列腺右側(cè)外周帶癌。圖1：T2WI示右側(cè)外周帶見一低信號結(jié)節(jié)（箭頭）；圖2 b=500s/mm2時，DWI示右側(cè)外周帶未見異常高信號結(jié)節(jié)（箭頭）；圖3：b=1000s/mm2時，DWI示右側(cè)外周帶見一異常高信號結(jié)節(jié)（箭頭）；圖4：b=1000s/mm2時，ADC圖示右側(cè)外周帶見一低信號結(jié)節(jié)（箭頭）。圖5-8 前列腺中央腺體癌。圖5：T2WI示中央腺體前份兩側(cè)見低-等混雜信號影（箭頭）；圖6：b=500s/mm2時，DWI示中央腺體前份左側(cè)見一異常高信號結(jié)節(jié)（箭頭）；圖7：b=1000s/mm2時，DWI示中央腺體前份兩側(cè)見異常高信號影（箭頭）；圖8：b=1000s/mm2時，ADC圖示中央腺體前份兩側(cè)見低信號影（箭頭）。

2 結(jié) 果

62例患者中，病理診斷前列腺癌35例，前列腺增生27例。35例前列腺癌中，發(fā)生在外周帶19例，中央腺體12例，外周帶和中央腺體同時受累4例，其中包膜外侵犯5例，發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移2例。27例前列腺增生中，合并慢性前列腺炎4例。

當b=500s/mm2和b=1000s/ mm2，DWI和ADC圖對前列腺癌的診斷結(jié)果見表1。當b=1000s/mm2時，DWI對于前列腺癌的診斷敏感性較b=500s/mm2明顯增高(McNemar test：P=0.012)，而診斷特異性無明顯增高(McNemar test：P=0.625)。當b=1000s/mm2時，ADC圖對前列腺癌的診斷敏感性和特異性較DWI均見增高，但兩者之間均無顯著性差異(McNemar test：P=0.453和P=0.688)。

3 討 論

擴散加權(quán)成像的基礎(chǔ)是水分子的擴散運動。擴散加權(quán)成像通過測量組織水分子的擴散運動速度和方向，推測組織內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)的細微變化，其組織信號對比就是基于水分子的擴散運動，如果水分子在體素內(nèi)能自由移動會使此處失相位，信號減低；反之如果水分子擴散受限制，則較少失相位，信號較高[7]。

擴散加權(quán)成像可得到兩種圖像，一種是掃描直接得出的DWI、一種是由計算機后處理得出的ADC圖。擴散快的組織信號衰減大，DWI呈低信號，而在ADC圖呈高信號；擴散慢的組織信號衰減小，DWI呈高信號，而在ADC圖呈低信號。和DWI比較，由于去除了T2穿透效應的影響，ADC 圖能夠真正反映組織內(nèi)水分子擴散變化，能更直觀、更精確的觀察水分子擴散變化[8]。

前列腺癌灶和非癌區(qū)的病理基礎(chǔ)不同，水分子的擴散也不同，表現(xiàn)在DWI和ADC圖上即為信號的差別[9]。前列腺增生主要表現(xiàn)為中央腺體、平滑肌和纖維結(jié)締組織增生，導致中央腺體體積增大，結(jié)構(gòu)緊密，間質(zhì)成分增多，而其單位體積內(nèi)細胞數(shù)量沒有明顯增加，因此組織內(nèi)的水分子擴散受限程度高于正常前列腺組織，但明顯低于前列腺癌，在DWI上表現(xiàn)為等或稍高信號，ADC圖表現(xiàn)為等或稍低信號，且信號常常不均勻[10,11]。前列腺癌細胞體積較小、細胞核增大，胞漿減少；同時，癌組織缺乏足夠的儲存液體和粘蛋白的腺管，腺體雜亂分布，互相融合直至腺體減少呈條索狀、實性巢片狀，圍繞腺管的基底細胞層和基底膜遭到破壞，細胞外間隙減小，因此前列腺癌組織的水擴散運動受限明顯低于正常前列腺組織和前列腺增生，在DWI上表現(xiàn)為高信號，在ADC圖上表現(xiàn)為低信號[12,13]。Rosenkrantz[5]研究b值=1000s/ mm2時，DWI和ADC圖對前列腺外周帶癌的檢出率，發(fā)現(xiàn)29例前列腺外周帶癌中，DWI只檢出15例(51.7%)，而ADC圖檢出了21例(72.4%)，兩者之間有統(tǒng)計學差異。Rosenkrantz認為b值=1000 s/mm2時，DWI對前列腺癌診斷敏感性低的原因是正常外周帶擴散程度不夠，T2透視效應仍較大，T2與擴散的成分相互抵消，從而使前列腺癌灶顯示不明顯，而這些癌灶能被ADC圖顯示出來，是因為ADC圖消除了T2透視效應的影響。在本組35例前列腺外周帶癌和中央腺體癌中，DWI檢出28例(80.0%)，而ADC圖檢出了31例(88.6%)，雖然ADC圖敏感性要高于DWI，但兩者之間沒有統(tǒng)計學差異，和Rosenkrantz研究結(jié)果不完全一致，我們認為其原因可能與兩組研究使用的MRI設備和選擇的病例不同等有關(guān)。

DWI是在某一b值下測得的信號強度成像。低b值時，DWI對水分子的擴散不夠敏感，容易受T2穿透效應的影響，不利于癌灶的檢出。隨著b值的增加，DWI的擴散權(quán)重增大，前列腺病變組織和正常組織的對比度增加，提高了DWI的敏感性。本組資料比較b=500s/mm2和b=1000s/mm2時，DWI對35例前列腺癌的檢出能力，研究發(fā)現(xiàn)b=500s/mm2，DWI檢出了19例，而b=1000s/mm2，DWI檢出了28例，兩者之間有統(tǒng)計學差異。我們的研究結(jié)果提示b=1000s/mm2，DWI對前列腺癌的診斷敏感性較b=500s/mm2明顯增高。

綜上所述，當b=1000s/mm2時，DWI和ADC圖對前列腺癌均有較高的診斷價值，雖然ADC圖診斷敏感性高于DWI，但兩者之間沒有統(tǒng)計學差異；當b=500s/mm2時，DWI對前列腺癌的診斷敏感性較差，其對前列腺癌的診斷敏感性明顯低于b=1000s/mm2。

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(本文編輯: 汪 兵)

Application of DWI and ADC Maps in the Diagnosis of Prostate Cancer

ZHANG Xu-hui, QUAN Xian-yue, LU Shi-Long, HUANG Fan-heng． Department of Radiology, Zhujiang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510280, China

Objective To explore and compare the value of DWI and ADC maps with different b values in the diagnosis of prostate cancer．Methods Sixty-two patients with clinical suspicion of prostate cancer were scanned with MRI, all cases were pathological diagnosis as the gold standard, and they underwent DWI examination with different b values． The sensitivity and specificity for the diagnosis of prostate cancer were evaluated by DWI and ADC maps．Results 35 patients were confirmed histopathologically to have prostate adenocarcinoma． DWI at a b-value of 500s/mm2were found to have a sensitivity of 54．3% and a specificity of 70．4%． DWI at a b-value of 1000s/mm2were found to have a sensitivity of 80．0% and a specificity of 77．8%． ADC maps at a b-value of 1000s/mm2were found to have a sensitivity of 88．6% and a specificity of 85．2%． DWI at a b-value of 1000s/mm2had higher sensitivity and specificity than DWI at a b-value of 500s/mm2, the sensitivity was statistically different between them． The sensitivity and specificity were higher for ADC maps at a b-value of 1000s/mm2compared to DWI at a b-value of 1000s/mm2, but there were not statistically different．Conclusions DWI and ADC maps at a b-value of 1000s/mm2have a high value in the diagnosis of prostate cancer; DWI at a b-value of 500s/mm2have a low sensitivity in the diagnosis of prostate cancer．

Prostate Cancer; Magnetic Resonance Imaging; Diffusion-weighted Imaging; Apparent Diffusion Coefficient Maps

R445.2；R737.2

A

2014-09-22

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.08.22

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