多模態(tài)MRI技術(shù)對(duì)早期前列腺癌的應(yīng)用研究

章緒輝，梁 文，全顯躍，張序昌，林 婷

（南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510280）

多模態(tài)MRI技術(shù)對(duì)早期前列腺癌的應(yīng)用研究

章緒輝，梁 文，全顯躍，張序昌，林 婷

（南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510280）

目的：探討多模態(tài)MRI技術(shù)對(duì)早期前列腺癌的診斷價(jià)值。方法：收集行前列腺M(fèi)RI檢查的前列腺疾病患者100例，以病理學(xué)診斷為金標(biāo)準(zhǔn)，所有患者均行T2WI、DWI和DCEI檢查。組合上述3種檢查形成以下4種方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCEI；方案4：T2WI+DWI+DCEI。對(duì)影像與病理對(duì)照結(jié)果進(jìn)行ROC曲線分析，Z檢驗(yàn)比較各組方案的曲線下面積（AUC），并計(jì)算各組方案的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度。結(jié)果：4種檢查方案中，方案4的診斷敏感度、特異度及準(zhǔn)確度最高，分別為92.6%、87.0%及90%，方案1的診斷敏感度、特異度及準(zhǔn)確度最低，分別為68.5%、63.0%及66%。各組方案AUC值從大到小依次為：方案 4：0.916、方案 2：0.908、方案 3：0.870、方案 1：0.697，方案1與方案2、方案 3及方案 4間的 AUC值比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），方案 2、方案 3及方案 4間兩兩比較 AUC值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。結(jié)論：T2WI+DWI，T2WI+DCEI和T2WI+DWI+DCEI對(duì)早期前列腺癌均有較高的診斷價(jià)值，其中T2WI+DWI較T2WI+DCEI臨床應(yīng)用價(jià)值更高，而T2WI+DWI+DCEI診斷能力最強(qiáng)。

前列腺腫瘤；磁共振成像

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，在我國(guó)前列腺癌的發(fā)病率在近年來(lái)不斷上升[1]。MRI是無(wú)創(chuàng)性檢查前列腺癌的首選方法，由于T2WI、DWI、DCEI及 MRSI等在單獨(dú)應(yīng)用于早期前列腺癌時(shí)有其局限性，綜合多模態(tài)MRI技術(shù)，可以相互彌補(bǔ)和印證，但如何聯(lián)合這些MRI技術(shù)，應(yīng)用何種診斷標(biāo)準(zhǔn)以及診斷效能的評(píng)價(jià)，文獻(xiàn)報(bào)道并不一致[2-4]。本研究擬聯(lián)合應(yīng)用T2WI、DWI和DCEI三種成像技術(shù)，診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2012年歐洲泌尿放射學(xué)會(huì)推出的前列腺影像報(bào)告數(shù)據(jù)系統(tǒng)（PI-RADS）[5]，探討多模態(tài)MRI技術(shù)對(duì)早期前列腺癌的診斷價(jià)值，期望為臨床提供一種診斷效能更高、更簡(jiǎn)單實(shí)用的檢查方法。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

收集我院2012年8月—2015年10月期間行多模態(tài)MRI檢查的前列腺疾病患者100例，均為男性。 患者年齡 52～83歲，平均（68.9±7.5）歲。 患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①T2WI提示病灶局限在前列腺包膜內(nèi)；②MRI檢查前從未做過(guò)前列腺穿刺檢查和放射治療、內(nèi)分泌等治療；③全部病例結(jié)果行前列腺穿刺活檢病理確診，且在MRI檢查后一周內(nèi)獲得。

1.2 MR檢查

采用Philips公司Archieve 3.0T超導(dǎo)性磁共振掃描儀，16通道SENSE XL Torso線圈。

T2WI檢查：采用快速自旋回波序列（TSE），橫軸位、 冠狀位 SPIR 抑脂 T2WI，TR：1 483 ms，TE：70 ms，層厚5.0mm，層間距1.0mm，F(xiàn)OV為240mm×240mm，矩陣為 256×256。

DWI檢查：采用自旋平面回波序列（EPI），b 值采用 0 s/mm2和 1 000 s/mm2，TR：2 000 ms，TE：58 ms，層厚 3.0 mm， 層間距：1.0 mm，F(xiàn)OV為 230 mm×230 mm，矩陣為256×256。將DWI數(shù)據(jù)傳輸?shù)組R后處理工作站自動(dòng)生成ADC圖。

DCEI檢查：采用3D快速場(chǎng)回波序列，注射對(duì)比劑前先平掃8期，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描開(kāi)始同時(shí)用雙筒高壓注射器經(jīng)靜脈以0.1 mL/kg團(tuán)注對(duì)比劑Gd-DTPA，流率2.5 mL/s，隨之沖入生理鹽水15 mL沖冼。TR：5.5 ms，TE：1.7 ms，層厚 6.0 mm，層間距 0 mm，F(xiàn)OV 為 230 mm×230 mm，矩陣為 256×256，翻轉(zhuǎn)角15°，連續(xù)掃描96期，每期20層，單期掃描時(shí)間2.9s。

1.3 MRI圖像分析

組合三種MRI檢查方法形成以下4種方案：方案 1：T2WI；方案 2：T2WI+DWI；方案 3：T2WI+DCEI；方案4：T2WI+DWI+DCEI。由兩位磁共振專家采用盲法共同閱片，意見(jiàn)不同時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。

診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2012年歐洲泌尿放射學(xué)會(huì)推出的前列腺影像報(bào)告數(shù)據(jù)指南：1分，肯定沒(méi)有癌；2分，可能沒(méi)有癌；3分，不確定；4分，可能是癌；5分，肯定是癌；評(píng)分1、2分判定為非癌灶，3～5分判定為癌灶。

各序列的診斷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：①T2WI外周帶：1分，均勻高信號(hào)；2分，邊界不清的線狀、楔形或地圖樣低信號(hào)；3 分， 非 1、2、4、5 分的中間表現(xiàn)；4 分，局限在外周帶內(nèi)散在、均勻的低信號(hào)灶或腫塊；5分，散在、均勻的低信號(hào)灶，侵犯包膜或向包膜外擴(kuò)展。②T2WI移行帶：1分，不均勻結(jié)節(jié)信號(hào)，邊界清楚；2分，邊界清楚的均勻低信號(hào)灶；3 分，非 1、2、4、5 分的中間表現(xiàn)；4分，邊界不清的均勻低信號(hào)灶；5分，同4，但累及前纖維基質(zhì)或外周帶前角，呈透鏡狀或水滴形。 ③DWI（b=1 000 s/mm2）：1 分，DWI信號(hào)未增高，ADC信號(hào)未見(jiàn)減低；2分，DWI信號(hào)稍增高，ADC信號(hào)稍減低，呈彌漫性、線樣、三角形或地圖樣；3 分，非 1、2、4、5 分的中間表現(xiàn)；4 分，局灶性結(jié)節(jié)，DWI呈等信號(hào)，ADC呈低信號(hào)；5分，局灶性結(jié)節(jié)或腫塊，DWI呈高信號(hào)，ADC呈低信號(hào)。④DCEI：1分，病灶呈漸進(jìn)性強(qiáng)化（流入型）；2分，病灶呈早期明顯強(qiáng)化，延遲期病灶信號(hào)未見(jiàn)明顯減退（平臺(tái)型）；3分，病灶呈早期明顯強(qiáng)化，延遲期病灶信號(hào)明顯減退（流出型）；其中平臺(tái)型、流出型中，局灶性強(qiáng)化病灶加1分，不對(duì)稱病變及位于特殊部位病灶加1分。對(duì)T2WI、DWI及DCEI的獨(dú)立診斷分值求平均值取整數(shù)作為聯(lián)合檢查方案的綜合評(píng)分，并采用以下方法校正[6]：當(dāng)任一評(píng)分是5分時(shí)，即對(duì)綜合評(píng)分加1分；當(dāng)任一獨(dú)立評(píng)分時(shí)1分時(shí)，即對(duì)綜合評(píng)分減1分（圖 1，2）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

［1］陳新謙，金有豫主編 .新編藥物學(xué)［M］.第13版.北京:人民衛(wèi)生出版社，1992:181-184.

圖1 前列腺左側(cè)外周帶癌。圖1a：T2WI示左側(cè)外周帶見(jiàn)一低信號(hào)結(jié)節(jié)；圖1b：DWI圖示左側(cè)外周帶結(jié)節(jié)呈高信號(hào)；圖1c：ADC圖示左側(cè)外周帶結(jié)節(jié)呈低信號(hào)；圖1d：MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)早期示左側(cè)外周帶結(jié)節(jié)明顯強(qiáng)化；圖1e：MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)延遲期示強(qiáng)化結(jié)節(jié)信號(hào)明顯減低。Figure 1. Prostate cancer of the left PZ.Figure 1a：The T2WI showed abnormal hypointense area in the left PZ.Figure 1b：The DWI image showed hyperintense area in the left PZ.Figure 1c：The ADC image showed hypointense area in the left PZ.Figure 1d：The DCE-MRI soon after contrast showed early and strong enhancement of lesion in the left PZ.Figure 1e：In later DCE-MRI acquisitions,the lesion exhibited obviously washout.

圖2 前列腺中央腺體癌。圖2a：T2WI示兩側(cè)中央腺體見(jiàn)稍低信號(hào)結(jié)節(jié)；圖2b：DWI圖示兩側(cè)中央腺體結(jié)節(jié)呈高信號(hào)；圖2c：ADC圖示兩側(cè)中央腺體結(jié)節(jié)呈低信號(hào)；圖2d：MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)早期示中央腺體結(jié)節(jié)明顯強(qiáng)化；圖2e：MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)延遲期示強(qiáng)化結(jié)節(jié)信號(hào)明顯減低。Figure 2. Prostate cancer of the central gland.Figure 2a：T2WI showed slightly hypointense area in the bilateral central gland.Figure 2b：The DWI image showed hyperintense area in the bilateral central gland.Figure 2c：The ADC image showed hypointense area in the bilateral central gland.Figure 2d：The DCE-MRI soon after contrast showed early and strong enhancement of lesion in the bilateral central gland.Figure 2e：In later DCE-MRI acquisitions,the lesion exhibited obviously washout.

采用SPSS 17.0軟件包對(duì)各組檢查方案的影像與病理對(duì)照結(jié)果進(jìn)行ROC曲線分析，Z檢驗(yàn)比較各組方案的曲線下面積（AUC），并計(jì)算各組方案的敏感度、特異度及準(zhǔn)確度。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

100例患者中，早期前列腺癌54例，前列腺增生46例。54例早期前列腺癌中，發(fā)生在外周帶39例，中央腺體11例，外周帶和中央腺體同時(shí)受累4例。46例前列腺增生患者中，合并慢性前列腺炎10例。

4種檢查方案中，方案4的診斷敏感度、特異度及準(zhǔn)確度最高，分別為92.6%、87.0%及90.0%，方案1的診斷敏感度、特異度及準(zhǔn)確度最低，分別為68.5%、63.0%及66.0%。檢查方案1～4診斷早期前列腺癌的 ROC AUC分別為 0.697、0.908、0.870和0.916，其中方案4的AUC值最大，方案1的AUC值最小。方案1分別與方案2、方案3及方案4比較AUC 值，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），Z 值分別為3.409、2.629和 3.537，方案2、方案 3與方案 4之間兩兩比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。詳見(jiàn)表1和圖3。

3 討論

前列腺解剖分帶結(jié)構(gòu)在T2WI上顯示最好，因此T2WI對(duì)早期前列腺癌的準(zhǔn)確定位具有重要價(jià)值，是前列腺M(fèi)RI檢查必不可少的基本成像方法。早期前列腺癌在T2WI上表現(xiàn)為局限于包膜內(nèi)的低信號(hào)灶，但前列腺增生、炎癥、瘢痕及出血等也可表現(xiàn)為低信號(hào)，特別是中央腺體的基質(zhì)增生，導(dǎo)致T2WI對(duì)早期前列腺癌診斷敏感度及特異度不高[7-8]。本組研究中，T2WI對(duì)早期前列腺癌的診斷敏感度為68.5%，特異度為63.0%，準(zhǔn)確度為66.0%，AUC值為0.697，診斷價(jià)值較低。

圖3 4種MRI檢查方案診斷早期前列腺癌的ROC曲線圖。Figure 3. ROC curves of 4 kinds of MRI examination for early diagnosis of prostate cancer.

表1 4種不同MRI檢查方案對(duì)早期前列腺癌的診斷效能

近年來(lái)，MR 功能成像如 DWI、DCEI、MRSI 等已廣泛應(yīng)用于前列腺癌的診斷，彌補(bǔ)T2WI診斷方面的不足。DWI反映活體組織中水分子的擴(kuò)散狀況。前列腺癌組織水分子擴(kuò)散受限程度明顯低于前列腺非癌組織，表現(xiàn)為DWI呈高信號(hào)，ADC圖呈低信號(hào)。DCEI反應(yīng)活體組織的血流動(dòng)力學(xué)情況。腫瘤微血管密度是鄰近正常組織的2倍，腫瘤血管通透性增高、細(xì)胞外間隙增大，因此前列腺癌常表現(xiàn)為早期明顯強(qiáng)化，對(duì)比劑快速流出，延遲信號(hào)明顯減低。MRSI以波譜曲線的形式和數(shù)值反映組織細(xì)胞的代謝情況。發(fā)生前列腺癌時(shí)，Cit濃度明顯降低，Cho和Cre水平升高，Cho+Cre/Cit比值明顯升高。為了提高前列腺癌的早期檢出率及診斷準(zhǔn)確率，目前多采用多模態(tài)MRI技術(shù)，即T2WI聯(lián)合至少一種MR功能成像如 DWI、DCEI、MRSI等。 前列腺 MRSI檢查需要內(nèi)置直腸線圈，檢查時(shí)間很長(zhǎng)，患者對(duì)其難耐受，且不易配合，這不利于臨床日常工作的開(kāi)展。因此，本研究采用T2WI聯(lián)合DWI、DCEI二種MR功能成像的多模態(tài)MRI方法。

多數(shù)文獻(xiàn)研究結(jié)果表明多模態(tài)MRI技術(shù)診斷前列腺癌可以獲得比T2WI更佳的診斷效果[9-10]。本組資料研究結(jié)果顯示，T2WI+DWI的AUC值為0.908，T2WI+DCEI的 AUC 值為 0.870，T2WI+DWI+DCEI的AUC值為0.916，與 T2WI比較，這3種MRI聯(lián)合檢查方法均顯著提高了對(duì)早期前列腺癌的診斷效能（P＜0.05），其中 T2WI+DWI+DCEI對(duì)早期前列腺癌的診斷效能最高，其次是T2WI+DWI，T2WI+DCEI診斷效能最低，盡管兩兩比較AUC值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），但 T2WI+DWI、T2WI+DWI+DCEI對(duì)早期前列腺癌的診斷效能要優(yōu)于T2WI+DCEI。DWI不僅掃描時(shí)間短，而且無(wú)需注射對(duì)比劑，DCEI則要注射對(duì)比劑，不僅增加了檢查費(fèi)用，而且延長(zhǎng)了檢查時(shí)間，因此T2WI+DWI是一種經(jīng)濟(jì)便宜、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、臨床診斷效能又高的早期前列腺癌MRI檢查方法，也是最適合推廣應(yīng)用的一種檢查方法，但要獲得對(duì)早期前列腺癌最佳的診斷效果，則需選擇T2WI+DWI+DCEI。

多模態(tài)MRI技術(shù)對(duì)前列腺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)和方法，目前文獻(xiàn)報(bào)道并不一致。本研究采用的MRI診斷方法具有以下特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：①本研究診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2012年歐洲泌尿放射學(xué)會(huì)推出的前列腺影像報(bào)告數(shù)據(jù)系統(tǒng)（PI-RADS），此系統(tǒng)評(píng)分層次清楚，可操作性強(qiáng)，能夠減少研究的主觀性和隨意性，有利于開(kāi)展多中心臨床研究和推廣。②多數(shù)研究采用測(cè)量ADC值診斷前列腺癌，由于ADC值的測(cè)量受b值、掃描序列及工作軟件等因素的影響，導(dǎo)致ADC值很難標(biāo)準(zhǔn)化，而且需要后處理分析獲得。本研究則是直接觀察DWI和ADC圖的影像表現(xiàn)診斷前列腺癌，和測(cè)量ADC值比較，本方法簡(jiǎn)單、實(shí)用。③本研究DCEI時(shí)間分辨率2.9 s，連續(xù)動(dòng)態(tài)期相96期，延遲時(shí)間接近300 s，能全面、完整的觀察前列腺病變的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)改變，相對(duì)于其他研究應(yīng)用軟件獲得前列腺疾病動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線，本方法更直觀、方便。

總 之 ，T2WI+DWI，T2WI+DCEI 和 T2WI+DWI+DCEI對(duì)早期前列腺癌均有較高的診斷效能，其中T2WI+DWI是一種既經(jīng)濟(jì)方便、臨床應(yīng)用價(jià)值又高的早期前列腺癌檢查方法，也是最適合推廣應(yīng)用的一種多模態(tài)MRI檢查方法，而T2WI+DWI+DCEI的診斷能力最強(qiáng)。

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Application of multi-parametric magnetic resonance imaging in the diagnosis of early prostate cancer

ZHANG Xu-hui,LIANG Wen,QUAN Xian-yue,ZHANG Xu-chang,LIN Ting
(Department of Radiology,Zhujiang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou 510280,China)

Objective:To evaluate the diagnostic value of multi-parametric MRI for early prostate cancer.Methods:One hundred patients with prostatic diseases were scanned with MRI,all cases were pathological diagnosis as the gold standard,and they underwent T2WI,DWI and DCEI.Four protocols were formed by combination of above three technologies：T2WI(protocol 1),T2WI+DWI(protocol 2),T2WI+DCEI(protocol 3),T2WI+DWI+DCEI(protocol 4).The image data was diagnosed and made contrast with pathological findings.The AUC value of each protocol in the diagnosis of prostate cancer was compared with Z-test,and the sensitivity,specificity and accuracy for each protocol were calculated.Results:In the four protocols,the sensitivity,specificity and accuracy for protocol 4 in the diagnosis of prostate cancer were the highest(92.6%,88.9%and 90%),the sensitivity,specificity and accuracy for protocol 1 were the lowest(68.5%,63.0%and 66%).The AUC value of 4 protocols in descending order：protocol 4(0.916),protocol 2(0.908),protocol 3(0.870)and protocol 1(0.697).There were significant differences in AUC values between protocol 1 and 2,protocol 1 and 3,protocol 1 and 4(P＜0.05).There were not significant differences in AUC values between protocol 2 and 3,protocol 2 and 4,protocol 3 and 4(P＞0.05).Conclusion:T2WI+DWI,T2WI+DCEI and T2WI+DWI+DCEI have highly diagnostic value for early prostate cancer,the clinical value of T2WI+DWI is higher than that of T2WI+DCEI,and T2WI+DWI+DCEI is the best diagnostic efficiency.

Prostatic neoplasms;Magnetic resonance imaging

R737.25；R445.2

A

1008-1062（2017）02-0116-04

2016-05-23；

2016-06-02

章緒輝（1975-），男，江西奉新人，副主任醫(yī)師。xuhuizh1219@126.com

章緒輝，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院放射科，510280。xuhuizh1219@126.com

廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)研究基金資助項(xiàng)目（A2015291）；廣東省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2014A020212665）。