ADC值和標化ADC值診斷前列腺癌惡性程度價值的比較*

王卓楠，馬超豪，羅天友，彭 娟，張志偉

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科 400016)

論著·臨床研究

ADC值和標化ADC值診斷前列腺癌惡性程度價值的比較*

王卓楠，馬超豪，羅天友△，彭 娟，張志偉

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科 400016)

目的比較表觀擴散系數(shù)(ADC)值和標化ADC值在診斷前列腺癌惡性程度中的價值。方法回顧性分析經(jīng)病理證實的34例前列腺癌的彌散加權成像(DWI)掃描結果。測量患者49個癌灶及外周帶正常區(qū)域的ADC值，計算癌灶標化ADC值。根據(jù)病理Gleason評分，49個癌灶分為：≤6分(低危組)、7分(中危組)、≥8分(高危組)共3組。對各組ADC值之間和標化ADC值之間的差別及ADC值和標化ADC值與Gleason評分之間的相關性進行統(tǒng)計學分析。結果前列腺癌ADC值及標化ADC值3組整體差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，但兩兩比較ADC值在中危組與高危組之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，而標化ADC值在各組間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。ADC值(r=-0.546，P=0.000)和標化ADC值(r=-0.575，P=0.000)與Gleason評分均呈負相關。在比較前列腺癌各組的ROC曲線下面積時，標化ADC值與ADC值之間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但當特異性調整至100%時，標化ADC值在區(qū)別低危組與中危組、低危組與高危組時較ADC值具有更高的靈敏性(47.5%vs. 5.6%、78.2%vs. 50.9%)。結論ADC值和標化ADC值與Gleason評分均呈負相關，但標化ADC值在診斷前列腺癌惡性程度方面可能具有更高的效能。

前列腺腫瘤；標化ADC值；Gleason評分；磁共振成像

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是目前診斷前列腺癌的最佳無創(chuàng)影像學檢查方法，其中擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值被認為與前列腺癌的病理Gleason評分具有一定相關性[1-2]。Gleason評分1977年由Gleason醫(yī)生提出，在前列腺癌惡性程度、治療方式選擇及預后評價方面具有重要意義。有關DWI掃描標化ADC值用于前列腺癌的診斷與鑒別診斷已有一些初步報道[3-4]。本文收集34例前列腺癌的MRI和病理檢查資料，旨在進一步研究前列腺癌ADC值和標化ADC值與Gleason評分的相關性，探討標化ADC值診斷前列腺癌惡性程度的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2011年6月至2014年9月因血清前列腺特異性抗原(PSA)增高疑為前列腺癌在本院接受常規(guī)MRI及DWI掃描且資料完整的病例共40例，其中在MRI檢查后30 d內(nèi)經(jīng)穿刺活檢(28例)、電切術(3例)或根治術(3例)后病理證實為前列腺癌患者共34例納入本研究?；颊吣挲g55～84歲，平均70.6歲；血清PSA為6.91～349.80 ng/mL，平均80.81 ng/mL。MRI檢查34例共發(fā)現(xiàn)49個癌灶，其中21例有1個癌灶，11例有2個癌灶，2例有3個癌灶，均經(jīng)病理證實。49個癌灶根據(jù)病理Gleason評分分為3組，≤6分為低危組，共12例16個癌灶，7分為中危組，共12例19個癌灶，≥8分為高危組，共11例14個癌灶。1例患者2個癌灶其Gleason評分分別為7分和9分。

1.2 MRI設備及參數(shù) 使用GE Signa HD-xt 3.0T MR成像系統(tǒng)，體部8通道相控陣線圈，專用高壓注射器(MEDRAD Spectris Solaris EP)。行常規(guī)MRI平掃、DWI及DCE-MRI檢查。平掃序列及參數(shù)：軸位抑脂F(xiàn)SE T2WI序列，重復時間(TR)/回波時間(TE)=3 000/85 ms，視野(FOV)24 cm×24 cm，層厚4 mm，層距1 mm，激勵次數(shù)4；軸位FSE T1WI序列，TR/TE=600/7.4 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚4 mm，層距1 mm，激勵次數(shù)4；冠狀位FSE T2WI序列，TR/TE=3 200/109.4 ms，F(xiàn)OV 26 cm×26 cm，層厚4mm，層距0.5 mm，激勵次數(shù)4；矢狀位FSE T2WI序列，TR/TE=3 200/109.4 ms，層厚4 mm，層距1 mm，激勵次數(shù)4。DWI采用EPI序列，TR/TE=2 550/59.5 ms，F(xiàn)OV 34 cm×34 cm，層厚4 mm，層距1 mm，擴散敏感系數(shù)(b值)分別為0、600 s/mm2。DCE-MRI采用軸位LAVA 3D序列，TR/TE=4.4/2.0 ms，F(xiàn)OV 36.0 cm×32.4 cm，層厚4 mm，激勵次數(shù)1，重建參數(shù)ZIP2，掃描3～6期，每期92層，每期掃描時間21 s。對比劑選用釓雙胺(Gadodiamide)注射液，劑量0.1 mmol/kg體質量，注射流率2～3 mL/s，增強掃描啟動時間為20 s。

1.3 MRI圖像分析 圖像分析由兩名熟練的MRI診斷醫(yī)生完成，醫(yī)生事先知道病理診斷癌灶大致部位但并不知曉病理Gleason評分結果，兩名醫(yī)生分別測量ADC值，取其平均值。首先在 ADW 4.4工作站上以functoolⅡ軟件自動生成ADC圖，然后手工繪制感興趣區(qū)(regions of interest，ROI)，用于測量癌灶(DWI上呈高信號結節(jié)區(qū)域)ADC值。存在多個癌灶時分別對其進行ADC值測量。ROI區(qū)域確定：根據(jù)穿刺活檢、電切術或根治術和病理確診的癌灶大致部位，并結合病灶中心層面DWI圖及ADC偽彩圖，選擇病灶信號最高和顏色相對最藍的區(qū)域劃定，ROI放置在病灶中央不超過其邊緣位置。每個癌灶進行3次ROI繪制和3次測量，然后求其平均值，每次ROI的面積保持大小一致，每一個ROI取20～25個像素大小。與此同時，測量前列腺外周帶正常區(qū)域的ADC值：如癌灶為單側，則測量正常側外周帶的ADC值，ROI放置在與癌灶成鏡面對應的位置；如癌灶為雙側，則測量癌灶較小側正常外周帶區(qū)域的ADC值，ROI放置應完全位于外周帶內(nèi)并與較小癌灶無重疊區(qū)域，同時該正常外周帶組織在所有序列上均未見異常信號，盡量避開尿道、精囊腺、血管神經(jīng)束等(圖1、2)，ROI大小及具體測量操作方法同癌灶測量[5-6]。標化ADC值的計算方法：標化ADC值=ADC癌灶/ADC正常。

1.4 統(tǒng)計學處理 所有數(shù)據(jù)采用SPSS19.0和Medcalc13.0統(tǒng)計軟件進行處理，對數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗后，分別對3組癌灶的ADC值及標化ADC值進行多組間整體比較。對各組ADC值及標化ADC值分別進行組間單因素方差分析(one-way ANOVA)和受試者工作特征曲線(ROC曲線)的兩兩組間比較。Gleason評分與ADC值和標化ADC值的相關性采用Spearman相關分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

3組間ADC值比較，低危組和中危組、低危組和高危組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.03,P=0.000)，而中危組和高危組間無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；3組間標化ADC值比較，低危組和中危組、低危組和高危組以及中危組和高危組間均有統(tǒng)計學意義(P=0.017，P=0.000，P=0.04),見表1。DWI圖示左側外周帶癌灶(ROI2)呈較高信號(圖1A)；ADC偽彩圖示癌灶呈藍綠色(圖1B)，擴散受限；癌灶ADC值(0.726×10-3mm2/s)低于右側正常外周帶ADC值(1.747×10-3mm2/s)；病理切片示癌灶組織結構堅實緊湊(圖1C，HE×100)，Gleason評分9分，呈低分化。DWI圖示左側外周帶癌灶(ROI2)呈稍高信號(圖2A)；ADC偽彩圖示癌灶呈藍綠色(圖2B)，擴散稍受限；癌灶ADC值(0.820×10-3mm2/s)低于右側正常外周帶ADC值(1.810×10-3mm2/s)；病理切片示癌灶組織結構較稀疏，其中可見腺體和平滑肌(圖2C，HE×100)，Gleason評分6分，呈高分化。ADC值(r=-0.546，P=0.000)和標化ADC值(r=-0.575，P=0.000)與Gleason評分均呈負相關關系。ADC值與標化ADC值用于比較前列腺癌低危組與中危組時，ROC曲線下面積為分別為0.706 和0.730；比較低危組與高危組時，ROC曲線下面積分別為0.853 和0.893；比較中危組與高危組時，ROC曲線下面積分別為0.786 和0.746。ADC值與標化ADC值ROC曲線下面積兩兩間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；然而，當ROC曲線特異性調整至100%，3組間兩兩比較時，ADC值的靈敏性分別為5.6%、50.9%和7.8%，標化ADC值的靈敏性分別為47.5%、78.2%和7.8%(圖3～5)，提示標化ADC值對低危組與中危組及低危組與高危組的鑒別價值可能優(yōu)于ADC值，但對中危組與高危組的鑒別價值可能不及ADC值。

表1 3組癌灶ADC值與標化ADC值的比較

A：DWI圖；B:ADC偽彩圖；C：病理切片電鏡圖。

圖1 低分化前列腺癌

A：DWI圖；B:ADC偽彩圖；C：病理切片電鏡圖。

圖2 高分化前列腺癌

圖3 低危組和中危組ADC值及標化ADC值ROC曲線下面積

圖4 低危組和高危組ADC值及標化ADC值ROC曲線下面積

圖5 中危組和高危組ADC值及標化ADC值ROC曲線下面積

3 討 論

DWI是惟一能反映活體中組織水分子擴散運動特性的無創(chuàng)性檢查方法。水分子在組織中的擴散運動受到許多障礙物的限制,包括細胞膜、纖維結構和各種大分子物質等,如果這些因素發(fā)生改變,組織的擴散特性也發(fā)生相應改變,因此，DWI可反映出分子水平的病理生理過程。ADC值是DWI組織擴散特性的量化指標，其大小與DWI圖像信號呈負指數(shù)關系。當前列腺癌發(fā)生時，正常腺上皮和腺管結構被破壞，被組織結構更加緊密的腫瘤細胞所取代；另一方面，隨著前列腺癌Gleason評分的增加，惡性程度增高，則其腫瘤細胞異型性更加明顯，核漿比例更高，細胞密度更大，水分子在細胞外間隙中的自由運動受到的限制更大，因此ADC值降低也更加明顯[5]。本研究也進一步證實ADC值與Gleason評分呈負相關關系，與文獻報道一致[1,7-9]。

但是，實際工作中ADC值還受到許多生理因素和其他因素影響。首先，ADC值是一個顯示質子擴散的結構和磁性環(huán)境的特性參數(shù)，ADC值反映了組織的生理特征[10]，各種異常狀態(tài)如前列腺炎癥、缺血、良性前列腺增生等，均可導致組織結構的改變從而引起相應區(qū)域的ADC值改變[11]。其次，患者的個體差異也可導致ADC值的變化：一方面，隨著年齡增長，前列腺增生，前列腺液的分泌合成及儲存相應增加，腺泡相對排空不良，導致ADC值上升；另一方面，ADC值還隨患者溫度的變化而變化[4,12-13]。此外，磁共振設備不同及b值大小選擇不同也會對ADC值產(chǎn)生一定影響，b值增大會引起ADC值下降。與此同時，ADC值在前列腺良、惡性病變中具有一定的重疊[14-15]，不同惡性程度的前列腺癌病灶其ADC值也有重疊。本文結果顯示，前列腺癌低危組與中危組、低危組與高危組的ADC值差異有統(tǒng)計學意義，而中危組與高危組的差異未見統(tǒng)計學意義，這與Donati等[16]的研究發(fā)現(xiàn)一致，但與其他文獻報道[17-18]不盡相同?？傊?，ADC值在前列腺癌的診斷與鑒別診斷中的價值尚存在一些爭議。

為了盡量消除上述影響ADC值可比性的一些因素，一些作者引入標化ADC值指標對前列腺病變良惡性進行鑒別診斷研究[3-4]，但少見采用這一指標對前列腺癌本身惡性程度進行研究的報道。本文結果顯示，ADC值與標化ADC值均隨病理Gleason評分的升高而降低，并呈負相關關系；但在鑒別前列腺癌中危組與高危組時，僅標化ADC值在兩組間的差異有統(tǒng)計學意義，提示標化ADC值可能更有助于這兩組的鑒別。此外，在ROC曲線分析中，當特異度調整至100%時，標化ADC值鑒別前列腺癌低危組與中危組及低危組與高危組較ADC值具有更高的靈敏性，這一結果與文獻相關報道相似。楊棟等[3]研究認為使用標準化ADC值可減少前列腺癌與間質增生結節(jié)之間的重疊，有助于兩者的鑒別；在選擇高特異性時，標化ADC 值比ADC 值具有更高的敏感性。因此，在診斷前列腺癌惡性程度方面，標化ADC值可能具有更高的效能。

本研究的局限性：樣本量較??；病理結果多數(shù)來自于穿刺活檢，其病理取材可能與ADC值測量的ROI不完全匹配。因此，標化ADC值對前列腺癌惡性程度的鑒別診斷效能今后還需要進一步采用大樣本和更精準的研究。

[1]Turkbey B,Shah VP,Pang Y,et al.Is apparent diffusion coefficient associated with clinical risk scores for prostate cancers that are visible on 3-T Mr images?[J].Radiology,2011,258(2):488-495.

[2]Hoeks CM,Hambrock T,Yakar D,et al.Transition zone prostate cancer:detection and localization with 3-T multiparametric Mr imaging[J].Radiology,2013,266(1):207-217.

[3]楊棟，余深平，郭燕，等．標準化ADC值鑒別移行帶前列腺癌與間質為主增生結節(jié)[J]．中山大學學報:醫(yī)學科學版，2013，34(2)：287-291．

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

[5]Hambrock T,Somford DM,Huisman HJ,et al.Relationship between apparent diffusion Coefficients at 3.0-T Mr imaging and gleason grade in peripheral zone prostate cancer[J].Radiology,2011,259(2):453-461.

[6]郭雪梅，王霄英，吳冰，等．兩種前列腺外周帶ADC值測量方法的效能比較[J]．中國醫(yī)學影像技術，2008，24(8)：1236-1239．

[7]Itou Y,Nakanishi K,Narumi Y,et al.Clinical utility of apparent diffusion coefficient (ADC) values in patients with prostate cancer:can ADC values contribute to assess the aggressiveness of prostate cancer?[J].J Magn Reson Imaging,2011,33(1):167-172.

[8]Peng Y,Jiang Y,Antic T,et al.Validation of quantitative analysis of multiparametric prostate Mr images for prostate cancer detection and aggressiveness assessment:a cross-imager study[J].Radiology,2014,271(2):461-471.

[9]彭濤，肖建明，朱丹，等．磁共振擴散加權成像對前列腺癌的診斷價值及與Gleason評分的相關性研究[J]．四川醫(yī)學，2013，34(8)：1236-1238．

[10]Tamada T,Sone T,Jo Y,et al.Prostate cancer:relationships between postbiopsy hemorrhage and tumor detectability at Mr diagnosis[J].Radiology,2008,248(2):531-539.

[11]Desouza NM,Reinsberg SA,Scurr ED,et al.Magnetic resonance imaging in prostate cancer:the value of apparent diffusion coefficients for identifying malignant nodules[J].Br J Radiol,2007,80(950):90-95.

[12]Tamada T,Sone T,Toshimitsu S,et al.Age-related and zonal anatomical changes of apparent diffusion coefficient values in normal human prostatic tissues[J].J Magn Reson Imaging,2008,27(3):552-556.

[13]Mulkern RV,Barnes AS,Haker SJ,et al.Biexponential characterization of prostate tissue water diffusion decay curves over an extended b-factor range[J].Magn Reson Imaging,2006,24(5):563-568.

[14]李鵬，楊文君，陳志強，等．3.0T擴散加權成像對前列腺中央腺體癌和增生的診斷價值[J]．臨床放射學雜志，2013，32(10)：1458-1461．

[15]Kim CK,Park BK,Han JJ,et al.Diffusion-weighted imaging of the prostate at 3 T for differentiation of malignant and benign tissue in transition and peripheral zones:preliminary results[J].J Comput Assist Tomogr,2007,31(3):449-454.

[16]Donati OF,Mazaheri Y,Afaq A,et al.Prostate cancer aggressiveness:assessment with whole-lesion histogram analysis of the apparent diffusion coefficient[J].Radiology,2014,271(1):143-152.[17]Woodfield CA,Tung GA,Grand DJ,et al.Diffusion-weighted MRI of peripheral zone prostate cancer:comparison of tumor apparent diffusion coefficient with Gleason score and percentage of tumor on core biopsy[J].AJR Am J Roentgenol,2010,194(4):316-322.

[18]Doo KW,Sung DJ,Park BJ,et al.Detectability of low and intermediate or high risk prostate cancer with combined T2-weighted and diffusion-weighted MRI[J].Eur Radiol,2012,22(8):1812-1819.

統(tǒng)計資料類型

統(tǒng)計資料共有3種類型：計量資料、計數(shù)資料和等級資料。按變量值性質可將統(tǒng)計資料分為定量資料和定性資料。

定量資料又稱計量資料，指通過度量衡的方法，測量每一個觀察單位的某項研究指標的量的大小，得到的一系列數(shù)據(jù)資料，其特點為具有度量衡單位、多為連續(xù)性資料、可通過測量得到，如身高、紅細胞計數(shù)、某一物質在人體內(nèi)的濃度等有一定單位的資料。

定性資料分為計數(shù)資料和等級資料。計數(shù)資料為將全體觀測單位(受試對象)按某種性質或特征分組，然后分別清點各組觀察單位(受試對象)的個數(shù)，其特點是沒有度量衡單位，多為間斷性資料，如某研究根據(jù)患者性別將受試對象分為男性組和女性組，男性組有72例，女性組有70例，即為計數(shù)資料。等級資料是介于計量資料和計數(shù)資料之間的一種資料，可通過半定量的方法測量，其特點是每一個觀察單位(受試對象)沒有確切值，各組之間僅有性質上的差別或程度上的不同，如根據(jù)某種藥物的治療效果，將患者分為治愈、好轉、無效或死亡。

Comparison between ADC and standardized ADC value in diagnosing malignancy degree of prostate cancer*

WangZhuonan,MaChaohao,LuoTianyou△,PengJuan,ZhangZhiwei

(DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400016,China)

ObjectiveTo compare the value of apparent diffusion coefficient (ADC) value and the standardized apparent diffusion coefficient (ADC) value in diagnosing malignancy degree of prostate cancer.MethodsDiffusion weighted imaging (DWI) results of 34 patients with prostate cancer proved pathologically were retrospectively analyzed.The ADC values in 49 lesions and normal peripheral zones of the prostates of the patients were measured.Then,ADC values of the lesions were calculated.According to the results of Gleason score,the lesions were divided into 3 groups:Gleason score≤6 (low-risk group),Gleason score=7 (intermediate-risk group) and Gleason score≥8 (high-risk group).Statistical analysis was performed to evaluate the differences of the ADC values and sADC values in three groups,and to evaluate the correlation between Gleason score and ADC value or sADC value.ResultsThere were statistically differences overall in ADC values and sADC values of the three groups (P<0.01).There was no difference between the intermediate-risk and high-risk group in ADC values (P>0.05),however,there were difference between sADC values of three groups each other (P< 0.05).ADC values (r=-0.546,P=0.000) and sADC values (r=-0.575,P=0.000) showed all negative correlation with Gleason score.There were no differences between sADC values and ADC values of three groups in areas under the receiver operating characteristic curve (AUCs) (P>0.05).However,when change the specificity to 100%,sADC had higher sensitivity than ADC values (47.5%vs. 5.6%,78.2%vs. 50.9%) in differentiating low-risk from intermediate-risk group,and low-risk from high-risk group.ConclusionADC value and sADC value showed all negative correlation with Gleason score,but sADC value may be of higher performance in diagnosing malignancy degree of prostate cancer.

prostatic neoplasms;standardized apparent diffusion coefficient value;Gleason score;magnetic resonance imaging

10.3969/j.issn.1671-8348.2015.29.024

國家臨床重點?？平ㄔO經(jīng)費資助項目[國衛(wèi)辦醫(yī)函(2013)544號]。

：王卓楠(1988-)，碩士，主要從事腹部影像診斷學的研究?！?/p>

，Tel:(023)89012302；E-mail:ltychy@sina.com。

R445.2；R737.25

A

1671-8348(2015)29-4102-04

2015-04-17

2015-08-16)