DWI及動態(tài)增強(qiáng)MRI定量檢測在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

王海寶，劉　燦，賈　媛，馬　寧，吳津明

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·影像醫(yī)學(xué)·

DWI及動態(tài)增強(qiáng)MRI定量檢測在前列腺癌診斷中的應(yīng)用

王海寶，劉燦，賈媛，馬寧，吳津明

目的：探討彌散加權(quán)成像(DWI)和動態(tài)增強(qiáng)MRI (DCE-MRI)定量檢測在前列腺良惡性病變鑒別診斷中的價值。方法：回顧性分析15例前列腺DWI和DKtransCE-MRI定量參數(shù)，包括表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)、容積轉(zhuǎn)運常數(shù)Ktrans、回流速率常數(shù)kep、血管外細(xì)胞外間隙體積比(ve)值。并運用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果：前列腺癌癌灶和增生灶的ADC、Ktrans和kep值分別為(1.21±0.26)mm2/s和(0.83±0.32)mm2/s、(0.45±0.22)min-1和(0.17±0.08)min-1、(0.95±0.44)min-1和(0.49±0.26)min-1，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)論：ADC、Ktrans、kep值在前列腺良惡性病變中存在顯著不同，DWI和DCE-MRI定量評估對前列腺良惡性病變的鑒別具有一定的價值。

前列腺腫瘤；動態(tài)增強(qiáng)磁共振；彌散加權(quán)成像；定量評估

前列腺癌系中老年男性的最常見死亡原因之一。近年來前列腺癌發(fā)病率呈逐漸上升趨勢,其早期診斷、早期治療是影響預(yù)后的重要因素。隨著MRI多種技術(shù)的發(fā)展，彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)和動態(tài)增強(qiáng)掃描MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)運用于前列腺癌的鑒別尤其值得關(guān)注。本文對術(shù)前MRI診斷并術(shù)后病理證實的15例前列腺癌患者的DWI和DCE-MRI掃描相關(guān)資料進(jìn)行總結(jié)，分析其影像學(xué)表現(xiàn)特征，探討DWI及DCE-MRI定量評估在前列腺癌診斷中的價值。

1　材料與方法

1.1材料收集我院2011年1月至2016年5月15例術(shù)前MRI診斷及術(shù)后病理或穿刺活檢證實的前列腺癌患者臨床及MRI影像學(xué)資料。年齡58～80歲，12例患者主要表現(xiàn)為進(jìn)行性排尿困難，3例因體檢發(fā)現(xiàn)前列腺特異性抗原(PSA)增高就診。

1.2方法

1.2.1MRI掃描采用GE HDxt 3.0T及MR750W 3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，8通道腹部相控陣線圈。掃描序列依次包括：(1)常規(guī)平掃。包括軸位FSE T1WI (TR 540 ms,TE 7.4 ms，矩陣352×192，2次平均)和脂肪抑制FSE T2WI (TR 4 400 ms，TE 132.9 ms，矩陣 320×224，4次平均)，兩掃描序列：層厚4.0 mm，層間隔1.0 mm，F(xiàn)OV 300 mm×300 mm。(2)DWI軸位掃描。單次激發(fā)SE-EPI序列，b值取1 500 s/mm2，TR/TE 5 200 ms/74.3 ms，層厚4.0 mm，層間隔1.0 mm，矩陣96×130，F(xiàn)OV 300 mm×300 mm， NEX 8。(3)動態(tài)增強(qiáng)掃描。使用軸位T1WI容積采集序列(M3D- LAVA)，TR/TE/TI 5.4 ms/2.0 ms/5.0 ms，矩陣 320×224，F(xiàn)OV 320 mm×288 mm。增強(qiáng)造影劑使用馬根維顯(Gd-DTPA)，經(jīng)靜脈注射15 mL，增強(qiáng)前先掃描2個空白時相，然后開始注射造影劑，再連續(xù)掃描18個時相，單個時相9 s。(4)常規(guī)增強(qiáng)掃描。使用軸位T1WI容積采集序列(M3D-LAVA)，然后生成橫、矢、冠三方向三維重建圖像。

1.2.2圖像數(shù)據(jù)分析在GE ADW4.4工作站上，觀察病灶的形態(tài)、大小、數(shù)目、邊緣、信號特點、周圍情況及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。使用Functool4.3軟件包進(jìn)行功能圖像后處理。分別在DWI和DCE-MRI圖像上，于病灶區(qū)(癌灶)和病灶對側(cè)(增生灶)手工勾畫相應(yīng)的興趣區(qū)(見圖1)，獲取對應(yīng)的ADC值及 時間-信號強(qiáng)度曲線(time-signal intensity curve,TIC)圖像。判斷TIC曲線類型：緩慢上升型(Ⅰ型)，平臺型(Ⅱ型)，速升速降型(Ⅲ型)[1]。

運用DCE@urLAB v1.0軟件包進(jìn)一步分析DCE-MRI數(shù)據(jù)[2]。首先選定右側(cè)股動脈，獲得AIF曲線模型，再手工繪制癌灶、對側(cè)增生灶感興趣區(qū)(region of interest,ROI)(同上)。采用Extended Tofts Linear雙室模型，設(shè)置血漿T1為1 600 ms，軟組織T1為1 580 ms。獲得動態(tài)增強(qiáng)的藥代動力學(xué)容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)、回流速率常數(shù)(kep)、血管外細(xì)胞外間隙體積比(ve)參數(shù)圖譜，并獲取相關(guān)參數(shù)值。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用配對t檢驗和秩和檢驗。

2　結(jié)果

TIC曲線為Ⅲ型10例,Ⅱ型5例，無Ⅰ型。增生灶多逐漸強(qiáng)化，多數(shù)未達(dá)峰值。15例前列腺癌的對側(cè)增生灶TIC曲線為Ⅰ型8例，Ⅱ型6例，Ⅲ型1例(見圖1)。癌灶和增生灶的TIC曲線類型Ⅰ型和Ⅲ型間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(T=145，P<0.01)。2組的Ktrans和kep值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，而ve值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表1)。

3　討論

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中較常見的疾病之一，55～80歲好發(fā)。本組年齡范圍為58～80歲。主要臨床表現(xiàn)進(jìn)行性排尿困難等。好發(fā)于外周帶[3]。本組15例前列腺癌患者，9例(60%)癌灶位于外周帶。前列腺癌早診斷、早治療對于患者預(yù)后起著至關(guān)重要的作用。既往主要通過超聲等影像手段進(jìn)行檢測，從形態(tài)學(xué)上對病變性質(zhì)進(jìn)行判斷。MRI具有軟組織分辨率高，可多方位、多參數(shù)檢測的優(yōu)勢。多模態(tài)MRI聯(lián)合運用，對前列腺癌的早期診斷、分期評估和鑒別診斷具有重要價值。本文DCE-MRI結(jié)果顯示，增強(qiáng)早期多數(shù)癌灶呈明顯強(qiáng)化，增強(qiáng)晚期強(qiáng)化反而較增生灶明顯減弱。增生灶多逐漸強(qiáng)化，多數(shù)未達(dá)峰值。

表1　前列腺癌癌灶和對側(cè)增生灶DCE定量比較

惡性度較高的前列腺癌毛細(xì)血管通透性大，造影劑容易快速通過血管壁進(jìn)入周圍組織間隙，局部血流容積增加，從而導(dǎo)致MRI信號快速上升，同時造影劑也容易快速從周圍組織返回血管內(nèi)流出，TIC顯示為Ⅲ型曲線為主，即速升速降特點。本組病例中，TIC曲線為Ⅲ型9例,Ⅱ型6例，無Ⅰ型。低度惡性或良性腫瘤毛細(xì)血管壁相對較為完整，造影劑通過相對較慢，呈逐漸強(qiáng)化方式，TIC以Ⅰ～Ⅱ型曲線為主。本組15例前列腺癌的增生灶TIC曲線為Ⅰ型8例，Ⅱ型6例，1例Ⅲ型。既往研究[4]顯示，根據(jù)TIC曲線，DCE-MRI對前列腺癌的診斷敏感性和特異性分別為59%和74%。

DCE-MRI對前列腺癌鑒別診斷的定量分析法需通過Tofts模型衍生的擴(kuò)展Tofts線型(Extended Tofts Linear)雙室模型進(jìn)行數(shù)學(xué)計算[5]，得出一系列藥代動力學(xué)參數(shù)，可反映血管的通透性。其中，Ktrans即轉(zhuǎn)運常數(shù)，為單位時間內(nèi)對比劑從血漿經(jīng)毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織間隙的劑量。kep即速率常數(shù)，為單位時間內(nèi)對比劑從組織間隙返回血管內(nèi)的劑量。ve為血管外細(xì)胞外間隙體積比，三者的函數(shù)關(guān)系：kep=Ktrans/ve。本研究顯示前列腺癌癌灶較對側(cè)增生灶的Ktrans、kep值顯著升高，分別為(0.45±0.22)min-1和(0.95±0.44)min-1。這可能與腫瘤組織血管生成速度過快，毛細(xì)血管血管壁不成熟，其內(nèi)皮細(xì)胞間隙較正常細(xì)胞間隙大有關(guān)，從而導(dǎo)致腫瘤血管的通透性增大[6-7]。

DWI可以活體檢測水分子彌散情況， ADC值可以反映組織細(xì)胞的密度大小,細(xì)胞密度越大,水分子擴(kuò)散越受到限制,DWI呈高信號，ADC下降。既往研究[8]報道，DWI結(jié)合T2WI檢測前列腺癌，敏感性達(dá)54%～98%，特異性達(dá)58%～100%。本組病例結(jié)果顯示，b取1 500 s/mm2時，ADC值為(0.83±0.32)×10-3mm2/s，與國內(nèi)相關(guān)研究報道基本一致，對惡性前列腺腫瘤診斷的特異性較高。研究[9]顯示，DCE-MRI聯(lián)合DWI對前列腺癌檢測的敏感性達(dá)87%，特異性達(dá)74%。

綜上所述，DWI和DCE-MRI用于前列腺癌的量化評估，可以提供豐富的鑒別診斷信息，為臨床治療方案的選擇提供依據(jù)，具有重要價值。結(jié)合病變形態(tài)學(xué)改變、DCE-MRI的TIC曲線形態(tài)、Ktrans、kep和DWI的ADC值，有利于鑒別前列腺的良惡性病變。

[1]潘云雷，張輝，李祖銀，等．3.0T DCE-MRI 與DWI對前列腺癌的診斷價值及與前列腺特異性抗原的相關(guān)性[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2012,47(10):1201．

[3]白人駒，張雪林．醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)[M]．北京：人民衛(wèi)生出版社，2010:472.

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(本文編輯盧玉清)

The application value of the quantitative detection of diffusion weighted imaging and dynamic contrast-enhanced MRI in the diagnosis of prostate cancer

WANG Hai-bao,LIU Can,JIA Yuan,MA Ning,WU Jin-ming

(DepartmentofRadiology,TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,HefeiAnhui230022,China)

Objective:To explore the value of quantitative detection of diffusion weighted imaging(DWI) and dynamic contrast-enhanced MRI(DCE-MRI) in the differentiation diagnosis of malignant and benign lesions of prostate.Methods:The quantitative parameters of DWI and DCE-MRI in 15 cases with prostate cancer were retrospectively analyzed.The quantitative parameters included the ADC,Ktrans,kepandve,and which was statistically analyzed by SPSS.Results:The values of the ADC,Ktransandkepin malignant lesion and benign lesion of prostate were (1.21±0.26) mm2/s and (0.83±0.32)mm2/s,(0.45±0.22)min-1and (0.17±0.08)min-1,and(0.95±0.44) min-1and (0.49±0.26)min-1,respectively,the difference of which was statistically significant(P<0.01).Conclusions:The values of the ADC,Ktransandkepbetween malignant lesion and benign lesion of prostate are different,and the quantitative assessment of DWI and DCE-MRI has certain value in the differentiation diagnosis of malignant lesion and benign lesion of prostate.

prostate neoplasms;dynamic contrast-enhanced MRI;diffusion weighted imaging;quantitative assessment

2016-06-08

國家自然科學(xué)基金項目(8171326)

單位] 安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，安徽 合肥 230022

[作者簡介] 王海寶(1971-)，男，博士，副主任醫(yī)師.

1000-2200(2016)09-1234-03

R 737.25

ADOI:10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2016.09.037