前列腺癌、增生結(jié)節(jié)及外周帶非癌組織在3.0T MR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注成像中的強(qiáng)化表現(xiàn)

景國(guó)東， 金愛(ài)國(guó)， 吳騁， 張盼盼， 王振， 陳玉坤， 王莉， 陸建平， 汪劍

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·腹部影像學(xué)·

前列腺癌、增生結(jié)節(jié)及外周帶非癌組織在3.0T MR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注成像中的強(qiáng)化表現(xiàn)

景國(guó)東， 金愛(ài)國(guó)， 吳騁， 張盼盼， 王振， 陳玉坤， 王莉， 陸建平， 汪劍

目的：探討動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振灌注成像(DCE-MRPI)及定量分析對(duì)前列腺良惡性病變的診斷價(jià)值。方法：經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的35例前列腺癌和23例前列腺增生患者在術(shù)前均行常規(guī)MRI和DCE-MR灌注成像檢查。共采集216個(gè)興趣區(qū)的數(shù)據(jù)，包括前列腺癌結(jié)節(jié)87處，前列腺增生結(jié)節(jié)75處，外周帶非癌組織54處。在相應(yīng)的灌注參數(shù)圖上分別測(cè)量各興趣區(qū)的Ktrans和Kep值，并比較三類(lèi)組織之間的差異，并對(duì)其強(qiáng)化曲線類(lèi)型進(jìn)行分析。結(jié)果：前列腺癌結(jié)節(jié)、增生結(jié)節(jié)及外周帶非癌組織之間比較，Ktrans和Kep的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=152.54和111.84，P<0.001)；前列腺癌結(jié)節(jié)呈高灌注，外周帶非癌組織呈低灌注，增生結(jié)節(jié)介于兩者之間，僅26.7%的增生結(jié)節(jié)呈高灌注。前列腺癌主要強(qiáng)化方式為速升速降型(62/87)和速生緩降型(24/87)；前列腺增生結(jié)節(jié)的強(qiáng)化方式為速升緩降型(22/75)、速升平臺(tái)型(20/75)、緩升平臺(tái)型(22/75)、緩慢上升型(11/75)；外周帶非癌組織主要強(qiáng)化方式為緩升平臺(tái)型(37/54)和緩慢上升型(15/54)。結(jié)論：磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注成像及定量分析在鑒別前列腺良惡性結(jié)節(jié)中具有較高的臨床價(jià)值。

磁共振成像； 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描； 灌注成像； 前列腺腫瘤； 前列腺增生； 鑒別診斷

前列腺癌是男性常見(jiàn)的惡性腫瘤，在全球男性癌癥死亡人數(shù)中居第二位[1]。磁共振成像具有較好的軟組織對(duì)比度，但是常規(guī)MRI在前列腺癌定位和定性診斷中存在不足。因此，需要新的MRI技術(shù)應(yīng)用于前列腺良惡性病變的診斷，而磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注成像(DCE-MR perfusion imaging)是近幾年開(kāi)始應(yīng)用于臨床的一種新的功能成像技術(shù)。本文旨在探討該技術(shù)對(duì)前列腺腫瘤的診斷價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

搜集我院2013年6月-2014年1月共58例前列腺疾病患者的病例資料，所有患者行常規(guī)MRI及DCE-MRI檢查。其中前列腺癌35例，年齡58～82歲，血清前列腺特異抗原(prostate specific antigen，PSA)水平11.8～>100 ng/ml；前列腺增生23例，年齡52～76歲，PSA水平4.75～18.6 ng/mL，所有患者均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①前列腺穿刺至少1個(gè)月后行MRI檢查，檢查前未進(jìn)行過(guò)放射治療及內(nèi)分泌治療；②無(wú)前列腺炎等并發(fā)癥；③病灶直徑>0.5 cm；④于我院行磁共振檢查后行前列腺癌根治術(shù)。

2.檢查方法

使用Siemens Skyra 3.0T MR成像儀和18通道相控陣體表線圈，掃描中心位于恥骨聯(lián)合上方約2 cm處。常規(guī)MRI掃描序列為橫軸面、矢狀面和冠狀面2D TSE T2WI。

DCE-MRI掃描：對(duì)比劑選用，第一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)經(jīng)肘前靜脈注射對(duì)比劑Gd-DTPA，流率3.0 mL/s，總量30 mL，隨后注射30 mL生理鹽水沖管。共75個(gè)掃描周期，每個(gè)周期6 s，掃描時(shí)間7 min 30 s；采用T1加權(quán)壓脂序列，掃描參數(shù)：TR 4000 ms，TE 104 ms，視野18 cm×18 cm，層厚3.0 mm，層間距0 mm，層數(shù)21，矩陣384×384，翻轉(zhuǎn)角134°，回波鏈長(zhǎng)度18，激勵(lì)次數(shù)1。灌注掃描注射對(duì)比劑之前，先平掃兩個(gè)周期T1-mapping，用于T1值的計(jì)算。Ktrans和Kep由Siemens Syngo Multi Modality Workplace Tissue 4D后處理軟件獲得，根據(jù)前列腺癌根治術(shù)后標(biāo)本的取材位置，在相應(yīng)部位勾畫(huà)興趣區(qū)。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)指標(biāo)先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，因方差不齊，采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)比較前列腺癌組織與非癌組織的Ktrans和Kep值的差異，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)　果

本研究共采集216份組織，其中前列腺癌結(jié)節(jié)87份，前列腺增生結(jié)節(jié)75份，外周帶非癌組織54份。前列腺癌結(jié)節(jié)、增生結(jié)節(jié)及外周帶非癌組織的Ktrans和Kep的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。三組間Ktrans和Kep的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2Ktrans=152.54，P<0.001；χ2Kep=144.84，P<0.001)。

表1　Ktrans和Kep值的測(cè)量結(jié)果

注：因Ktrans和Kep值非正態(tài)分布，故采用中位數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，括號(hào)內(nèi)為四分位數(shù)間距。

前列腺癌結(jié)節(jié)呈高灌注，外周帶非癌組織呈低灌注，增生結(jié)節(jié)介于兩者之間(圖1～3)。強(qiáng)化表現(xiàn)方式為速升緩降型的前列腺增生結(jié)節(jié)和癌結(jié)節(jié)的Ktrans值和Kep值的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。兩組間Ktrans值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=15.26，P<0.001)，而Kep值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.83，P=0.364)。

根據(jù)時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線的形態(tài)將其分為5種類(lèi)型(圖1d、2d、3h)。前列腺癌主要強(qiáng)化方式為速升速降型(62/87)、速升緩降型(24/87)；前列腺增生結(jié)節(jié)主要強(qiáng)化方為速升緩降型(22/75)、速升平臺(tái)型(20/75)、緩升平臺(tái)型(22/75)和緩慢上升型(11/75)；外周帶非癌組織主要強(qiáng)化方式為緩升平臺(tái)型(37/54)和緩慢上升型(15/54)。

表2　呈速升緩降型強(qiáng)化的前列腺病變的Ktrans和Kep值

注：因Ktrans和Kep值非正態(tài)分布，故采用中位數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，括號(hào)內(nèi)為四分位數(shù)間距。

討　論

磁共振灌注成像是一種新的功能成像技術(shù)，可以無(wú)創(chuàng)性反映腫瘤血管密度和通透性，動(dòng)態(tài)觀察腫瘤組織的血流灌注，分析腫瘤組織的血供特點(diǎn)[2]。與常規(guī)MRI成像相比，DCE-MRI能明顯提高對(duì)前列腺癌的診斷準(zhǔn)確性，并且DCE-MRI在中低分化前列腺癌的診斷中更具優(yōu)勢(shì)[3]。DCE-MRI藥代動(dòng)力學(xué)模型定量分析主要參數(shù)有容積轉(zhuǎn)換常數(shù)(Ktrans)、速率常數(shù)(Kep)和血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(Ve)，有研究結(jié)果顯示Ve在前列腺不同組織中的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值不大[4]，因此本研究中只分析了灌注參數(shù)Ktrans和Kep。DCR-MRI可以間接反映前列腺癌病灶內(nèi)微血管密度的增加，表現(xiàn)為腫瘤組織呈高灌注，而組織微血管密度增加同樣可見(jiàn)于良性前列腺增生結(jié)節(jié)和前列腺上皮內(nèi)瘤變。前列腺癌組織微血管密度要高于正常外周帶組織，但與前列腺增生結(jié)節(jié)存在部分重疊；而且微血管密度與組織學(xué)分級(jí)有關(guān)，可作為判斷特定疾病的生存率與治療結(jié)果的一個(gè)預(yù)后因素[5]。

許多研究證實(shí)與周?chē)＝M織相比，前列腺癌組織在DCE-MRI掃描呈早期明顯強(qiáng)化，而且Ktrans和Kep在前列腺癌組織與正常組織間存在顯著性差異[6-7]。在本研究中，我們定量分析前列腺不同組織的強(qiáng)化表現(xiàn)，將興趣區(qū)的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線分為五型：Ⅰ型為速升速降型，主要見(jiàn)于前列腺癌結(jié)節(jié)；Ⅱ型為速升緩降型，主要見(jiàn)于前列腺癌結(jié)節(jié)和前列腺增生結(jié)節(jié)；Ⅲ型為速升平臺(tái)型，主要見(jiàn)于前列腺增生；Ⅳ型緩慢上升型主要見(jiàn)于外周帶非癌組織、少數(shù)前列腺增生結(jié)節(jié)；Ⅴ型為緩升平臺(tái)型，主要見(jiàn)于前列腺增生和外周帶非癌組織。本組分型與以往部分學(xué)者的分型略有不同，他們將前列腺組織強(qiáng)化曲線分為四種類(lèi)型：Ⅰ型速升速降型，Ⅱ型速升緩降型，Ⅲ型平臺(tái)型，Ⅳ型持續(xù)緩升型[5，8]。

本研究結(jié)果顯示，前列腺癌結(jié)節(jié)、增生結(jié)節(jié)及外周帶非癌組織間Ktrans和Kep的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)；前列腺癌結(jié)節(jié)主要呈高灌注，外周帶非癌組織為低灌注，增生結(jié)節(jié)介于兩者之間，26.7%的增生結(jié)節(jié)表現(xiàn)為高灌注。前列腺癌在DCE-MRI的早期表現(xiàn)為快速顯著強(qiáng)化，強(qiáng)化程度明顯高于前列腺增生及正常前列腺組織，并且反映前列腺癌組織血管密度的Ktrans和Kep值均高于正常前列腺組織及前列腺增生組織[9-11]。

由于前列腺癌血供豐富，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描呈快進(jìn)快出的表現(xiàn)，主要見(jiàn)于Ⅰ型強(qiáng)化曲線，前列腺良性病變多表現(xiàn)為緩慢持續(xù)的強(qiáng)化，強(qiáng)化曲線見(jiàn)于Ⅲ～Ⅵ，而Ⅱ型強(qiáng)化曲線均可見(jiàn)于良惡性結(jié)節(jié)。Padhani等[12]通過(guò)半定量分析研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌組織與前列腺增生強(qiáng)化類(lèi)型存在重疊，部分前列腺增生結(jié)節(jié)與癌結(jié)節(jié)強(qiáng)化曲線表現(xiàn)為快速上升緩慢下降。同樣Oyen等[13]研究發(fā)現(xiàn)，部分前列腺增生與前列腺癌組織中微血管密度相似，組織的強(qiáng)化表現(xiàn)與其微血管密度有關(guān)。因此，前列腺增生結(jié)節(jié)和前列腺癌的強(qiáng)化模式部分重疊。本研究中對(duì)表現(xiàn)為Ⅱ型強(qiáng)化曲線的良惡性結(jié)節(jié)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示Ktrans值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而Kep值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)這種強(qiáng)化類(lèi)型的結(jié)節(jié)的鑒別診斷需借助于其它方法，需要臨床上不斷更新技術(shù)，提高M(jìn)RI診斷前列腺癌的性能。Kim等[15]對(duì)前列腺癌進(jìn)行DCE-MRI檢查，發(fā)現(xiàn)癌組織的強(qiáng)化率高于非癌組織，這一指標(biāo)對(duì)前列腺癌的診斷效能要優(yōu)于T2WI，診斷前列腺癌的敏感度為96%、特異度為82%，而單獨(dú)應(yīng)用T2WI時(shí)敏感度和分別為65%和60%；他們還發(fā)現(xiàn)前列腺癌與非癌組織的強(qiáng)化率有較大的重疊。與本研究中不同之處是，之前的研究多是半定量分析，而本研究通過(guò)對(duì)組織灌注情況進(jìn)行定量分析，將組織灌注圖像與其強(qiáng)化曲線相結(jié)合，結(jié)果顯示組織灌注高低與強(qiáng)化曲線密切相關(guān)，二者在前列腺診斷中均具有較高價(jià)值。同時(shí)我們把強(qiáng)化曲線的類(lèi)型進(jìn)一步細(xì)分，將平臺(tái)型分為速升平臺(tái)型和緩升平臺(tái)型，反映了前列腺增生組織與外周帶非癌組織的不同表現(xiàn)。

DCE-MRI在前列腺癌診斷應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著后處理軟件的不斷更新及廣泛應(yīng)用，可能會(huì)起到重要作用。而且，DCE-MRI與其它功能成像方法的聯(lián)合應(yīng)用，如擴(kuò)散加權(quán)成像和波譜成像等，能夠提供更多的腫瘤生理和代謝方面的信息。本研究中存在一些不足之處，例如患者樣本量不夠大，在今后的工作中將搜集更多病例的數(shù)據(jù)以進(jìn)一步提高此研究的準(zhǔn)確性。

DCE-MRI作為功能成像的一部分，與其相應(yīng)的藥物動(dòng)力學(xué)模型和參數(shù)在前列腺癌診斷中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，與常規(guī)MRI相比，它在前列腺癌的診斷、定位和分期中具有較高臨床價(jià)值。

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Prostate cancer,hyperplastic nodules and peripheral zone:manifestations of contrast enhanced perfusion imaging using 3.0T MR scanner

JING Guo-dong,JIN Ai-guo,WU Chen,et al.Department of Radiology,Changhai Hospital,the Second Military Universtiy,Shanghai 200433,China

Objective:To assess the diagnostic value of dynamic contrast enhanced MR perfusion imaging (DCE-MRPI) with quantitative analysis using 3.0T MR scanner for benign and malignant lesions.Methods:35 patients with prostate cancer and 23 patients with prostate hyperplasia underwent conventional MRI and DCE-MRPI scan,and DCE-MRI data of totally 216 valid regions of interest (ROIs) were selected and analyzed,including 87 prostate cancer foci,75 benign prostatic hyperplasia nodules and 54 non-cancer tissues in the peripheral zone.The values of perfusion parameters including Ktransand Kepwere measured,dynamic enhanced curve types were obtained,and the difference of these three indexes among the three types of ROIs were compared statistically.Results：There was significant difference in Ktrans(χ2=152.54,P<0.001) and Kep(χ2=111.84,P<0.001) among the prostate cancer,prostatic hyperplasia nodules and non-cancer tissue in the periphe-ral zone.Prostate cancer showed high perfusion,the non-cancer tissue in the peripheral zone showed low perfusion,and prostatic hyperplasia nodules showed medium perfusion including 26.7% nodules of high perfusion.DCE curves of prostate cancers were mainly fast-increase and fast-decrease pattern (62/87) and fast-increase and slow-decrease pattern (24/87);those of hyperplasia nodules were fast-increase and slow-decrease (22/75),fast increase-platform (20/75),slow rising-platform (22/75) and slow rising (11/75) pattern;and those of the non-cancer tissue in the peripheral zone were slow rising-platform (37/54) and slow rising (15/54) pattern.Conclusion：DCE-MRI with quantitative analysis can play a significant role in diagnosis and differential diagnosis of benign and malignant prostate nodules.

Magnetic resonance imaging； Dynamic contrast-enhanced imaging； Perfusion imaging； Prostate neoplams； Prostatic hyperplasia； Differential diagnosis

200433上海，第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)海醫(yī)院放射科(景國(guó)東、金愛(ài)國(guó)、王振、陳玉坤、王莉、陸建平、汪劍)，統(tǒng)計(jì)教研室(吳騁)；200433北京，北京中日友好醫(yī)院急診科(張盼盼)

景國(guó)東(1984-)，男，山東人，碩士，住院醫(yī)師，主要從事前列腺癌的磁共振診斷工作。

汪劍，E-mail：wjatsh@163.com

長(zhǎng)海醫(yī)院“1255”學(xué)科建設(shè)計(jì)劃(CH125520803)

R445.2； R737.25

A

1000-0313(2016)08-0756-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.019

2016-01-05

2016-03-14)