DCE-MRI定量參數(shù)聯(lián)合ADC值和血清PSA對前列腺中央?yún)^(qū)腺體癌的診斷價值

陳釔地， 龍莉玲， 鄧可妹， 藍巧清， 溫祖光

前列腺癌是男性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，對老年男性造成嚴(yán)重的健康威脅[1]，隨著我國人口老齡化的增加，前列腺癌的發(fā)病率呈增高趨勢[2]。MRI由于其良好的組織分辨率和空間分辨率已經(jīng)成為前列腺疾病最佳的影像學(xué)檢查方法，近年來有研究表明磁共振動態(tài)增強掃描(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)大大提高了前列腺癌的診斷敏感度及特異度[3]，但前列腺中央?yún)^(qū)腺體癌(prostate central gland cancer，CGPCa)，特別是病灶未突破包膜時與中央?yún)^(qū)良性前列腺增生癥(benign prostate hyperplasia，BPH)鑒別診斷仍然存在困難[4]。本文旨在探討DCE-MRI的各定量參數(shù)聯(lián)合ADC值及血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)對前列腺中央?yún)^(qū)腺體癌的診斷價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集我院2016年1月-2017年5月前列腺中央?yún)^(qū)病變患者。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①MRI檢查前未行前列腺穿刺活檢或內(nèi)科治療；②行前列腺DCE-MRI檢查，圖像質(zhì)量滿足診斷要求，前列腺中央?yún)^(qū)見可疑病灶；③MRI檢查后2周內(nèi)在本院行前列腺穿刺活檢取得病理標(biāo)本，進行病理分析及免疫組織化學(xué)檢測；④臨床和實驗室檢查資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：MRI圖像質(zhì)量不佳，不能用于診斷者。共128例患者納入本研究，均為男性，年齡46～91歲，平均(67±9)歲。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)通過。

2.檢查方法

MRI檢查采用德國Siemens Magnetom Trio Tim 3.0 T MR掃描儀，相控陣體線圈，常規(guī)序列包括T2WI軸面 (視野240 mm×240 mm，層厚4 mm，層間距2.0 mm，TR 4500 ms，TE 85 ms)、T1WI軸面(視野240 mm×240 mm，層厚4 mm，層間距2.0 mm，TR 700 ms，TE 11 ms)、DWI軸面(b值=0、1000 s/mm2，TR 5800 ms，TE 86 ms，視野240 mm×240 mm，矩陣192，層厚4.0 mm，層間距2.0 mm，激勵次數(shù)3次)。DCE-MRI采用容積內(nèi)插體部檢查(volume interpolated body examination，VIBE)序列行軸面掃描，掃描參數(shù)：TR 5.0 ms，TE 1.7 ms，翻轉(zhuǎn)角15°，視野260 mm×260 mm，矩陣138×192，層厚2.0 mm，層間距0 mm，激勵次數(shù)1次，第一期相當(dāng)于T1-mapping序列；注射對比劑后連續(xù)進行了35期的動態(tài)增強掃描，總掃描時間大約需要5分鐘30秒，對比劑采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA，濃度0.5 mmol/mL，劑量0.2 mmol/kg)，以高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射，流率3 mL/s，對比劑注射結(jié)束后再推注等量生理鹽水。

3.圖像后處理

將DCE-MRI掃描數(shù)據(jù)傳至Siemens Leonardo工作站，運用Siemens公司動態(tài)對比增強定量分析軟件(Siemens Sygno Tissue 4D)進行后處理，動態(tài)增強的定量參數(shù)計算運用Tofts-Kermode模型。在DCE圖像上手動勾畫出包括全部前列腺的感興趣區(qū)(regions of interests，ROI)，軟件自動生成ROI內(nèi)的DCE-MRI各項定量參數(shù)偽彩圖。在可疑病變即偽彩圖的紅色區(qū)域放置面積為10～30 mm2的ROI，ROI選取方法：①完全位于前列腺各分區(qū)內(nèi)，避開外周帶與中央腺體交界處、前列腺與直腸相鄰處；②避開尿道、射精管、精阜、精囊根部；③避開出血、囊變及鈣化灶。DCE-MRI測得的定量參數(shù)包括容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(transfer rate constant，Ktrans)、速率常數(shù)(rate constant，Kep)、血管外細胞外間隙容積比(EES volume fraction，Ve)。DWI掃描完成后自動生成ADC圖，在ADC圖上用同樣的方法放置ROI，測得相應(yīng)的ADC值。圖像分析由具有豐富前列腺診斷經(jīng)驗的兩位醫(yī)師獨立完成，結(jié)果不一致時通過協(xié)商達成一致。

4.組織穿刺病理活檢及實驗室檢查

采用經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下前列腺6區(qū)13針穿刺活檢法，活檢組織經(jīng)石蠟包埋切片并行HE染色和免疫組織化學(xué)檢測，診斷為前列腺癌的病變由病理科醫(yī)師進行Gleason評分。

采用放射免疫法測定總前列腺特異性抗原(total prostate specific antigen，tPSA)和游離前列腺特異性抗原(free prostate specific antigen，fPSA)，測定PSA與MRI檢查的時間間隔小于2周。

5.統(tǒng)計學(xué)分析

表1 CGPCa與BPH兩組患者的各指標(biāo)比較結(jié)果

表2 DCE-MRI各定量參數(shù)及ADC值、PSA對CGPCa的診斷效能

注：“定量參數(shù)”代表Ktrans和Kep聯(lián)合診斷效能；“PSA聯(lián)合定量參數(shù)”代表tPSA、fPSA和定量參數(shù)的聯(lián)合診斷效能；“-”表示沒有數(shù)據(jù)。

結(jié) 果

1.病理結(jié)果

128例前列腺中央?yún)^(qū)病變患者中，中央?yún)^(qū)腺體癌72例(56.25%，圖1)，平均年齡68.21歲(范圍46～91歲)，Gleason評分范圍為4～9分，中位數(shù)為7分；中央?yún)^(qū)良性前列腺增生癥56例(43.75%)，其中3例并發(fā)輕度不典型增生，2例并發(fā)中度不典型增生，1例并發(fā)高級別上皮內(nèi)瘤變。

2.兩組定量參數(shù)、ADC值及血清PSA比較結(jié)果

CGPCa與BPH兩組患者的Ktrans、Kep、ADC值、tPSA、fPSA差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P值均<0.001)，而年齡和Ve值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P值分別為0.312和0.615，表1)。

3.診斷效能

以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制Ktrans、Kep及兩者聯(lián)合的ROC曲線(圖2)，同時繪制ADC值、tPSA、fPSA的ROC曲線。Ktrans、Kep的診斷閾值分別為1.12 min-1和1.43 min-1，診斷敏感度分別為65.28%、76.39%，特異度分別為85.71%、76.39%，曲線下面積(area under curve，AUC)分別為0.809、0.803；Ktrans和Kep值聯(lián)合診斷的敏感度和特異度分別為75.28%、89.29，AUC為0.822(表2)；ADC值的診斷閾值為1.054×10-3mm2/s，診斷敏感度為89.0%，特異度為98.0%，AUC為0.944(圖3)；tPSA、fPSA的診斷閾值分別為19.49 ng/mL和2.1 ng/mL，診斷敏感度分別為79.17%、77.78%，特異度分別為94.64%、78.57%， AUC分別為0.876、0.803，兩者聯(lián)合診斷的敏感度和特異度分別為79.17%、94.64，AUC為0.885(圖4)；Ve值無診斷效能，不能作為鑒別診斷的指標(biāo)(P=0.958)。

討 論

1.DCE-MRI定量參數(shù)對CGPCa的診斷價值

定量DCE-MRI動態(tài)監(jiān)測對比劑在體內(nèi)的吸收、代謝等過程，從而獲得定量的血流動力學(xué)參數(shù)，反映組織血管分布、密度及血流灌注等生理信息[5]。對比劑進入腫瘤組織并在血管內(nèi)外擴散的過程受組織的血流、微血管通透性和微血管表面積的影響[6]，本研究的定量分析采用的是Tofts模型[7]，該模型中Ktrans表示單位時間內(nèi)單位體積組織中從血液進入血管外細胞外間隙(extravascular extracellular space，EES)的對比劑量，它由血流量、毛細血管滲透性及表面積決定；Kep表示單位時間內(nèi)由EES進入血管的對比劑量；Ve代表單位體積的組織內(nèi)EES體積所占的百分比。CGPCa與BPH的鑒別存在困難，特別是病灶比較局限時MRI常規(guī)掃描信號特點缺乏特異性，有研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌區(qū)的Ktrans、Kep及Ve值均高于非癌區(qū)[8]，而且隨著腫瘤惡性程度的增高，Ktrans、Kep值均相應(yīng)增高[9]。本研究結(jié)果表明定量參數(shù)對于CGPCa的診斷也具有重要價值，與BPH相比，CGPCa病變區(qū)域的Ktrans、Kep值明顯升高，本組病例Ktrans的診斷閾值為1.12 min-1，診斷敏感度和特異度分別為65.28%、85.71%，AUC為0.809；Kep的診斷閾值為1.43 min-1，診斷敏感度和特異度分別為76.39%、76.39%，AUC為0.803；單獨采用這兩個定量參數(shù)具有較高的診斷效能，而Ktrans、Kep值聯(lián)合診斷的敏感度、特異度及診斷效能會進一步提高，聯(lián)合診斷的敏感度、特異度分別為75.28%、89.29，AUC為0.822。本組病例CGPCa的Gleason評分與Ktrans、Kep值均呈中度正相關(guān)(r值分別為0.558、0.424，P<0.01)，與Ve值無相關(guān)性(r值為0.095，P>0.05)，提示Ktrans和Kep值均隨著腫瘤分化程度的減低、Gleason評分的增高而呈上升趨勢，兩者在術(shù)前無創(chuàng)性評價前列腺癌的分級和預(yù)后中有良好的應(yīng)用前景，而且在指導(dǎo)穿刺活檢(紅色熱結(jié)節(jié)區(qū)域)的應(yīng)用方面，可能會提高陽性率。

圖1 前列腺中央?yún)^(qū)腺體癌患者，男，47歲。a) T1WI示病灶呈等信號(箭)； b) T2WI示左側(cè)中央?yún)^(qū)結(jié)節(jié)狀稍高信號(箭)； c) DWI(b值為1000 s/mm2)圖像示左側(cè)中央?yún)^(qū)病變呈彌散受限高信號(箭)； d) ADC圖示病變區(qū)域呈低信號(箭)，ADC值為0.69×10-3mm2/s； e) 動態(tài)增強后處理圖像，測得病變(箭)對應(yīng)紅色熱結(jié)節(jié)的Ktrans、Kep值分別為1.47 min-1、3.14 min-1，Ve值為0.481； f) 病理圖示中-低分化腺體癌，Gleason評分為7分(×100，HE)。

圖2 Ktrans、Kep值及兩者聯(lián)合對CGPCa診斷效能的ROC曲線。Ktrans、Kep值均有較高的診斷效能，兩者聯(lián)合能進一步提高診斷敏感度及特異度。 圖3 ADC值對CGPCa診斷效能的ROC曲線。ADC值的診斷效能較高，診斷敏感度為91.67%，特異度為91.67%，AUC為0.944。 圖4 血清PSA及PSA聯(lián)合定量參數(shù)對CGPCa診斷效能的ROC曲線。tPSA和fPSA單獨診斷時診斷效能均低于PSA聯(lián)合定量參數(shù)，聯(lián)合診斷能提高診斷敏感度。

2.ADC值對CGPCa的診斷價值

DWI是觀察活體內(nèi)水分子微觀擴散運動的一種成像方法，ADC是成像體素內(nèi)所有不規(guī)則運動的綜合，通過ADC值的定量分析，可以對病變性質(zhì)進行推測，惡性腫瘤增殖速度快，細胞密實，細胞間隙小，從而導(dǎo)致水分子活動受限，ADC值降低[10]。本研究發(fā)現(xiàn)CGPCa的ADC值明顯低于BPH，本組病例ADC值的診斷閾值為1.054×103mm2/s，診斷敏感度為91.67%，特異度為91.67%，AUC為0.944，說明ADC值對于中央?yún)^(qū)腺體癌具有較高的診斷價值。本組病例CGPCa的Gleason評分與ADC值呈低度負相關(guān)(r=-3.11，P<0.05)，說明隨著腫瘤分化程度的減低，ADC值呈降低趨勢。

3.血清PSA對CGPCa的診斷價值

血清PSA是前列腺癌診斷、治療及隨訪過程中最重要的生物學(xué)標(biāo)記物，但是除了前列腺癌之外引起血清PSA升高的原因較多，如前列腺炎或前列腺增生癥的部分患者血清PSA也可以升高[11]。本組CGPCa患者中有9例(12.5%)血清tPSA≤10.0 ng/mL，而BPH患者中有23例(41.1%)血清tPSA>10.0 ng/mL，說明單憑血清PSA診斷效能較低，tPSA診斷閾值為19.49 ng/mL時特異度較高(94.64%)，但敏感度相對較低(79.17%)，本研究發(fā)現(xiàn)血清tPSA聯(lián)合DCE-MRI定量參數(shù)可明顯提高診斷敏感度(86.11%)和診斷效能(AUC為0.893)。

綜上所述，Ktrans、Kep及ADC值對于CGPCa有重要的診斷價值，血清PSA升高具有較高的診斷特異度，而血清tPSA聯(lián)合定量參數(shù)則可以明顯提高診斷敏感度及診斷效能。本研究存在樣本量較少等不足，有待擴大樣本量并進一步探討DCE-MRI各定量參數(shù)在不同病變中的參考值范圍，使其在前列腺病變的診斷、治療和隨訪過程中具有更好的應(yīng)用前景。

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