3.0T磁共振彌散張量成像在前列腺中央腺區(qū)病變的診斷價值

山東省菏澤市立醫(yī)院磁共振室(山東 菏澤 274000)

劉俊華

3.0T磁共振彌散張量成像在前列腺中央腺區(qū)病變的診斷價值

山東省菏澤市立醫(yī)院磁共振室(山東 菏澤 274000)

劉俊華

目的探討3.0T磁共振擴散張量成像對前列腺中央腺體區(qū)病變的鑒別診斷價值。方法分析行常規(guī)磁共振檢查和擴散張量成像檢查并經病理證實的CZ-PCa 15例和BPH 20例、健康志愿者10例，分別測量三組病例的表觀擴散系數值和各向異性值，觀察三組之間的差異。運用種子點法對病灶最大層面的纖維進行追蹤，得到DTT圖，由2名高年資磁共振診斷醫(yī)生采用4級評分制對其進行評分，比較3組病例纖維的走行、密度及連續(xù)性的差異。結果CZ-PCa組ADC值為(1026±176)×10-6mm2/s、FA值為(0.46±0.02)×10-1；BPH 組ADC值為(1351±143)×10-6mm2/s、FA值為(0.23±0.04)×10-1；健康志愿者組ADC值為(1458±188)×10-6mm2/s、FA值為(0.22±0.05)×10-1，3組間ADC值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，F(xiàn)A值間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。2名醫(yī)師對3組DTT圖評分一致性較好(k=0.723)，CZ-PCa組評分分別為2.8±0.9、2.9±0.4；BPH組為1.6±0.8、1.7±0.42；健康志愿者組為1±0.2、1±0.3。三組差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。結論在CG-PCa和BPH的鑒別診斷中ADC值中具有重要價值，DTT圖更能直觀地展現(xiàn)了前列腺纖維束，對兩者的鑒別具有一定的價值。

前列腺；擴散張量成像；表觀擴散系數；纖維束成像

在過去的10年里，隨著我國飲食方式的西方化和人口的老齡化，前列腺癌的發(fā)病率也在不斷增加。大部分的前列腺癌發(fā)生在周圍腺區(qū)，但也有約30%的病例發(fā)生在中央腺區(qū)[1]。在常規(guī)MRI的T2WI上，發(fā)生于中央腺區(qū)的前列腺癌(CZ-PCa)和良性前列腺增生(BPH)都表現(xiàn)為略低信號結節(jié)，所以很難將兩者鑒別開來[2]。筆者運用擴散張量成像(DTI)這項新技術，通過分析研究CZ-PCa、BPH和健康志愿者的DTI圖像，比較三者的ADC值和FA值，以及3組病例擴散張量纖維束成像(DTT)圖的差異，以討論DTI和DTT在鑒別CZ-PCa和BPH的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料從2014年6月到2015年10月在我院行前列腺磁共振及DTI檢查，經穿刺或手術病理證實為前列腺癌患者15例，年齡52～76歲(64.5±5.4)歲患者血清PSA水平在4.3-135ng/ml之間，平均為(38.3+5.33)ng/ml。Gleason計分為2～10，中位數為7。BPH 20例，年齡在61～79歲之間，平均年齡為69.8歲?；颊哐錚SA水平在0.5～29ng/ml之間，平均為(6.75±0.35)ng/ml。選擇10名男性健康志愿者，沒有前列腺方面的疾病，年齡在29～43歲之間，平均年齡為34.5歲。所有患者均在活檢或手術治療前進行磁共振檢查，并在1個月內獲得病理結果。所有患者均簽署檢查知情同意書。

1.2 磁共振掃描成像參數檢查設備為德國西門子skyra 3.0T掃描儀。常規(guī)MRI掃描采用腹部相控陣線圈，為了降低呼吸運動的影響，部分患者使用壓力繃帶。為了保證檢查時直腸內清潔，患者檢查前l(fā)天晚間口服緩瀉劑，必要時清潔灌腸?；颊哐雠P位，膀胱適度充盈，掃描序列包括軸位T1加權像、T2加權像、矢狀位和冠狀位T2加權像。DTI檢查采用自旋平面回波序列(SE-EPI序列)，彌散敏感度b值分別為0s/mm2和800s/mm2，采取12個方向的擴散敏感梯度方向，掃描參數：TR為5300ms，TE為82ms，層厚是3mm，層間距為0，激勵次數為2次，視野為20×20cm。

1.3 數據分析所有DTI數據均經由Siemens Neuro3D軟件后處理，然后生成ADC圖和FA圖。DTT圖：重建不同感興趣的DTT圖像，觀察纖維束走行長度、方向和范圍。把三組研究對象的感興趣區(qū)全部描畫出來，對不同感興趣區(qū)的各個指標進行對比分析。將T2WI解剖圖像與其融合，采用手動描繪圖法，CZ-PCa組根據病理結果提示及在T2WI解剖圖像的異常信號相結合，對病變進行準確定位，在病變的最大層面描繪ROI，范圍盡量包括整個病灶，切勿超出病灶范圍。在BPH 組中感興趣區(qū)選取以纖維增生為主的結節(jié)進行測量。在相同的平面，用種子點法來追蹤纖維束，獲取的DTT 圖必須包括整個中央腺區(qū)。

把DTT圖像所重建的前列腺內纖維束分成四個等級(4分制)進行評價：1級，纖維走行正常，緊密排列，連續(xù)性好；2級，纖維線不自然，連續(xù)性一般；3級，部分纖維可見中斷，局部稀疏，連續(xù)性欠佳；4級，纖維雜亂無章，可見明顯中斷征象。由2名資深放射科醫(yī)師按照上述標準進行評價，然后對2位醫(yī)師的評分分別進行統(tǒng)計學分析。

1.4 統(tǒng)計學分析本項研究的統(tǒng)計學分析采用SPSS19.0軟件。分別計算CZ-PCa、BPH和正常志愿者組的DTI參數ADC值和FA值的平均值，3組間比較先進行Levene方差齊性檢驗，然后行方差檢驗。對DTT圖像的評分，先對2名評價者的評分進行一致性分析，然后對CZ-PCa組、BPH組、正常志愿者組進行獨立樣本t檢驗，當P＜0.05時認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 BPH和CZ-PCaT2WI圖、ADC圖和FA圖表現(xiàn)20例良性前列腺增生患者，CZ區(qū)增大明顯，內可見單發(fā)或多發(fā)略短T2信號結節(jié)(見圖1)。在ADC圖上，BPH結節(jié)多為等或略低信號(見圖2)。FA偽彩圖上BPH和CZ-PCa的病灶表現(xiàn)類似(見圖3)。而DTT圖則與健康志愿者的相似，表現(xiàn)為CZ區(qū)纖維束排列緊密，連續(xù)性較好(見圖4)。

在CZ-PCa的15例患者中，7例病灶只發(fā)生于CZ區(qū)，其他8例病灶中心位于CZ區(qū)，但累及到前列腺外圍帶。在常規(guī)MRI圖像上，CZPCa多表現(xiàn)為等T1信號稍短T2信號結節(jié)，與中央區(qū)的BPH結節(jié)(尤其是結節(jié)以基質纖維增生為主的)很難區(qū)別(見圖5)。在ADC圖上，病灶均表現(xiàn)為不同程度低信號(見圖6)，F(xiàn)A的偽彩色圖片，病灶區(qū)顏色雜亂(見圖7)，DTT圖顯示中央腺區(qū)纖維束斷裂明顯，混雜分布(見圖8)。

2.2 CZ-PCa、BPH、健康志愿者CZ區(qū)平均ADC值和FA值比較CZ-PCa、BPH、健康志愿者3組間比較，ADC值差異有統(tǒng)計學意義(t=-7.8，P＜0.05)；FA值在三者間雖然具有一定的差異，但差距不大，無明確統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表1。

表1 CZ-PCa、BPH、健康志愿者的平均ADC值和FA值的對比

2.3 前列腺CZ-PCa和BPH DTT圖像比較2名醫(yī)生對于DTT圖的評價比較一致(k=0.723)。CZ-PCa圖像和BPH、健康志愿者兩組DTT圖像的評分之間具有顯著差異，具有統(tǒng)計學意義，見表2。BPH纖維束排列緊密，而CZ-PCa的纖維束相對稀疏，且易于斷裂，排列較BPH更雜亂。前列腺纖維束的DTT圖更為直觀清晰。

表2 2名醫(yī)師對CZ-PCa、BPH、正常志愿者DTT圖的評分比較

3 討 論

3.1 CZ-PCa和BPH的ADC圖和FA圖表現(xiàn)和病理基礎 DTI是建立在DWI的基礎之上的，評價DTI的參數很多，目前最常用的是ADC值和FA值。ADC值顯示在組織中的水分子的自由度，反映水分子在組織中的擴散程度，單位為平方毫米/秒。FA值表達水分子各向異性在全部擴散張量中所占的比例，范疇為0-1之間。當FA值接近0時，組織趨向于各向同性，當FA值接近于1時，這時候組織擴散的各向異性最大[3]。

ADC值主要是反映組織內水分子運動的情況。在CZ-PCa病灶區(qū)，癌組織取代了富含水的正常腺體結構，前列癌細胞較小，但是細胞核較大，細胞內細胞器明顯增多，以至于胞漿所占比例較小，從而導致細胞內水分子擴散受限。由于癌細胞的迅速增殖從而導致正常的結締組織受到顯著破壞，形成了致密的腫瘤性間質組織。此外，周圍血管、淋巴管被癌細胞所侵犯，以及粘液淤積在腺腔內等因素進一步限制了水分子的擴散。由于以上原因，水分子在CZ-PCa病灶區(qū)明顯受限，導致ADC值的降低。

在BPH患者中，中央腺區(qū)增生結節(jié)按照增生成分的不同多可分為基質增生結節(jié)、腺體增生結節(jié)和兩者混合增生結節(jié)。腺體增生結節(jié)由于腺體細胞的增生，分泌腺體的增多，以及細胞排列的疏松，利于水分子的擴散，因此ADC值一般較高?；|增生結節(jié)因為細胞排列十分緊密，導致水分子的擴散受到一定的限制，在ADC圖上多表現(xiàn)為稍低信號。BPH結節(jié)多為基質增生、腺體增生這兩種增生同時存在的混合性增生，在ADC圖上大部分為包含等信號、略高信號的混雜性信號。這項研究的結果表明，CZ-PCa組的ADC值較BPH組明顯降低，與國外的研究結論一致[4-7]，3組間ADC值雖然有一定的重疊范圍，但對鑒別診斷兩者具有重要的價值。

FA值顯示了水分子沿某特定方向擴散的趨勢。多數研究認為，髓鞘的完整性、纖維的致密度和平行度和FA值呈正相關[8]。CZ-PCa病灶區(qū)及BPH的增生結節(jié)都對纖維走行的平行性有破壞性影響，前者的破壞較重，纖維部分被阻斷，連續(xù)性欠佳；后者雖有比較明顯的纖維組織增生，但纖維本身的損傷較輕，纖維連續(xù)性較好。由于FA值的影響因素較多，2組的定量FA值沒有明顯的統(tǒng)計學差異。Tozer等[8]認為，F(xiàn)A值在前列腺癌及前列腺良性增生及正常前列腺之間無差異(分別為(0.53±0.14)、(0.49±0.15)和(0.45±0.14)，認為前列腺癌細胞破壞了結構的完整性，病變排列紊亂，導致FA值降低。也有學者認為，F(xiàn)A值在PCa與BPH、正常中央帶之間無明顯差異，癌區(qū)組織間隙較BPH及正常組織小[4-5]。

圖1 -4 B P H患者，男，7 3歲，排尿困難3年，P S A = 4 . 5 n g / m l；圖1為壓脂T 2 W I圖像，增生區(qū)信號不均；圖2 為F A參數圖，示外周帶為低信號、B P H為不均勻略高信號；圖3 為F A彩色圖像，中央區(qū)各向異性明顯；圖4 為D T T圖，外周區(qū)前后走向和左右走行，排列相對規(guī)則；增生區(qū)纖維密集冗長。圖5 -8 C Z -P C a患者，男，6 8歲，P S A = 1 0 8 . 7 8 n g / m L，病理證實為P C a。圖5.軸位F S -T 2 W I成像；圖6 為A D C圖；圖7 為F A偽彩圖；圖8為重建后的D T T圖。圖中可見中央腺區(qū)多發(fā)明顯低信號，重建后D T T圖示中央腺區(qū)纖維雜亂無章，明顯斷裂(評級為4 級) 。

3.2 CZ-PCa和BPH病灶區(qū)DTT圖特點在目前只有DTT檢查技術可以在活體內顯示纖維束。水分子的擴散在沿纖維束的方向上受限最小，擴散速度最快。利用這種特點對纖維束進行示蹤成像，從多個方位對纖維束走行及形態(tài)進行描述[9]。在CZ-PCa中，由于瘤體的推壓從而導致纖維束排列紊亂，腫瘤的破壞導致纖維束的中斷。破壞嚴重的纖維束，其各向異性發(fā)生改變，纖維束難以追蹤，在DTT圖上表現(xiàn)為纖維束稀疏。BPH中纖維組織的增生，在DTT圖中可見緊密排列的纖維束，部分纖維束排列欠規(guī)整，未見明顯中斷現(xiàn)象。結果發(fā)現(xiàn)輕度BPH的中央腺區(qū)和正常前列腺纖維較難追蹤，DTT圖顯中纖維走行比較稀疏。在本試驗中，前列腺增生組和癌癥組的年齡都比較大，兩者的CZ區(qū)的增生都比較明顯。30%發(fā)生于中央腺區(qū)的PCa一直是影像學診斷的難題。常規(guī)MRI很難從BPH的增生結節(jié)中把CZ-PCa區(qū)分開來，有些研究表明磁共振動態(tài)增強掃描有一定作用，多項研究結果也不盡一致[10]。前期已有文獻表明，從擴散加權成像獲得的ADC值在鑒別CZ-PCa和BPH和對CZPCa的評價、分級等方面具有一定的價值[11-13]。在CG-PCa和BPH的鑒別診斷中ADC值中具有重要價值，DTT圖更能直觀地展現(xiàn)了前列腺纖維束，為臨床診斷與治療提供更多的信息。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

The Diagnostic Value of 3.0T Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging on Disease of Prostate Central Zone

LIU Jun-hua. MR Room, The Municipal Hospital of Heze City, Heze 274000, Shandong Province, China

ObjectiveTo research the application value of 3.0T magnetic resonance diffusion tensor imaging in the central zone lesions of prostate.MethodsTen healthy volunteers, 15 CG-PCa cases and 20 BPH cases proven by histopathology were performed MRI and DTI. ADC values and FA values of CG-PCa and BPH were respectively measured, comparing whether there is any discrepancies among the three groups. For DTT maps, two observers recorded the score using a four-point scale and compared the differences of fibers continuity and density in the three groups.ResultsADC values and FA values in CZ-PCa were: (1026±176)×10-6mm2/s, (0.46±0.02)×10-1. BPH were(1351±143)×10-6mm2/s, (0.23±0.04)×10-1, healthy volunteers were (1458±188)×10-6mm2/s, (0.22±0.05)×10-1. ADC value of the three groups were statistically different(P＜0.05)while FA values was not(P＞0.05). The DTT map score of CZ-PCa were (2.8±0.9), (2.9±0.4), the BPH were (1.6±0.8), (1.7±0.42), healthy volunteers were T(1±0.2), (1±0.3). The consistency score of the three groups by two observers was good (k=0.723). The DTT map score between the three groups for two viewers were all significantly different(P＜0.05).ConclusionADC values can play a significant role in the differentiation of CG-PCa and BPH. DTT maps can show prostate fibers more Intuitively and it is helpful in differentiating PCa from BPH.

Prostate; Diffusion Tensor Imaging; Apparent Diffusion Coefficient; Diffusion Tensor Tractography

R445.2；R737.25

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.07.028

劉俊華

2016-05-19