動態(tài)增強MRI鑒別診斷前列腺中央腺體T2WI低信號病變

熊青青，牛翔科，高月琴，張仕慧，彭 濤(成都大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，四川 成都 610081)

前列腺癌在老年男性中發(fā)病率及死亡率均較高，多發(fā)生于前列腺外周帶，但亦可發(fā)生于前列腺中央腺體[1-2]。發(fā)生于中央腺體的前列腺癌需與前列腺良性病變，如前列腺增生結(jié)節(jié)、慢性炎癥、上皮內(nèi)瘤變及纖維化等相鑒別，上述良性病變在T2WI上同樣表現(xiàn)為等或低信號，且可引起擴散受限[2]，常規(guī)MRI常難以區(qū)分。動態(tài)增強MRI(dynamic contrast enhanced-MRI， DCE-MRI)可通過定量及半定量指標(biāo)評價病灶的血流動力學(xué)特征，有助于鑒別診斷[3-5]。本研究探討DCE-MRI定量及半定量參數(shù)對前列腺中央腺體內(nèi)T2WI低信號病灶的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2014年1月—2016年12月在我院接受前列腺常規(guī)MRI和DCE-MRI的123例患者資料。入組標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料完整；②接受前列腺MR檢查前無內(nèi)分泌、放療等非手術(shù)治療史及前列腺活檢史；③MR檢查后接受經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下標(biāo)本盒標(biāo)記法穿刺活檢術(shù)或前列腺根治術(shù)，并獲得病理結(jié)果；④中央腺體存在T2WI低信號結(jié)節(jié)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像偽影嚴(yán)重，影響觀察；②前列腺中央腺體內(nèi)無結(jié)節(jié)病灶，或結(jié)節(jié)病灶T2WI表現(xiàn)為高信號。最終納入59例患者，年齡54～89歲，平均(73.2±5.4)歲；其中前列腺癌患者32例(前列腺癌組)，前列腺增生伴慢性炎癥患者15例(增生伴慢性炎癥組)，高級別上皮內(nèi)瘤變(high grade intraepithelial neoplasia， HGPIN)患者12例(HGPIN組)；血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen， PSA)水平5.25～2 200.00 μg/L。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Avanto 1.5T MR掃描儀，8通道體部相控陣線圈，以恥骨聯(lián)合上方約2 cm處為中心進行掃描。常規(guī)掃描序列包括軸位、冠狀位及矢狀位TSE T2W，軸位T1W及DWI。DCE-MRI采用梯度回波容積內(nèi)插體部檢查(volume interpolated body examination, Vibe)序列，TR 4.2 ms，TE 1.7 ms，矩陣153×192，F(xiàn)OV 180 mm×180 mm，ETL 18，層厚3 mm，共掃描21層。對比劑采用釓噴酸葡胺注射液(Gd-DTPA)，以高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入，流率2 ml/s，劑量0.2 mmol/kg體質(zhì)量，隨后以相同流率注射20 ml生理鹽水。注射對比劑前先掃1期作為蒙片，注射對比劑同時開始掃描，共掃描35個周期，采集時間共2 min 39 s。

1.3 圖像分析 將DCE-MRI圖像導(dǎo)入Omni Kinetics血流動力學(xué)定量軟件，選擇髂外動脈層面勾畫圓形ROI，獲得時間-濃度曲線作為動脈輸入函數(shù)。結(jié)合前列腺根治術(shù)后大體標(biāo)本或穿刺活檢結(jié)果及T2WI，在動態(tài)增強序列圖像中定位對應(yīng)病灶，觀察病灶位置、形態(tài)及邊界，選擇強化明顯區(qū)域作為病灶ROI，面積約為40 mm2，盡量避開外周帶與中央腺體交界處、尿道、精囊根部、血管、出血或鈣化灶等。應(yīng)用Extended Tofts Linear雙室模型對病灶ROI層面進行血管滲透性定量及半定量分析，生成各參數(shù)偽彩圖，并獲得定量參數(shù)容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)、速率常數(shù)(Kep)、血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(Ve)、對比劑血漿容積(Vp)及半定量參數(shù)達峰時間(time to peak， TTP)、最大濃度(maximum concentration， Concmax)、最大斜率(Slopemax)及時間-濃度曲線下面積(area under the time-concentration curve， AUTC)，每個ROI測量3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。先行Levene方差齊性檢驗，如方差齊則以單因素方差分析前列腺癌、增生伴慢性炎癥與HGPIN組間DCE-MRI各參數(shù)的差異，如方差不齊，則采用近似F檢驗Welch法，兩兩比較采用LSD或DunettT3法。采用MedCalc軟件繪制ROC曲線，以評價各參數(shù)對前列腺癌的診斷效能，以Z檢驗比較曲線下面積(area under the curve, AUC)的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

根據(jù)手術(shù)或穿刺病理結(jié)果，共檢出55個前列腺癌病灶、54個前列腺增生伴慢性炎癥病灶和55個HGPIN病灶。

2.1 MRI表現(xiàn) 中央腺體的前列腺癌病灶T2WI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀或不規(guī)則低信號，邊界欠清；DCE-MRI為快進快出，呈高灌注表現(xiàn)(圖1)；前列腺增生伴慢性炎癥病灶T2WI多表現(xiàn)為高低不等的混雜信號，34個結(jié)節(jié)周圍可見低信號假包膜，DCE-MRI多表現(xiàn)為漸進性強化，后期強化程度無明顯下降(圖2)；HGPIN病灶T2WI以低信號為主，DCE-MRI多呈漸進或平臺型強化(圖3)。

2.2 DCE-MRI參數(shù) 前列腺癌組、前列腺增生伴慢性炎癥組與HGPIN組間Ktrans、Kep、Ve、Vp、TTP及Slopemax差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，兩兩比較，前列腺癌組與HGPIN組間Ktrans、Kep、Ve、Slopemax及TTP差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，前列腺癌組與前列腺增生伴慢性炎癥組間Vp及TTP差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，HGPIN組與前列腺增生伴慢性炎癥組間Ktrans、Kep、Vp及TTP差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)；3組間Concmax和AUTC總體差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

2.3 診斷效能 ROC曲線分析顯示，以TTP、Ktrans及Kep診斷前列腺癌的AUC較大，分別為0.743、0.735及0.721(P均<0.001)；以3.05 min、1.43 ml/min和1.46 ml/min為診斷界值，TTP、Ktrans及Kep診斷前列腺癌的敏感度和特異度分別為72.73%和74.31%、100%和53.21%、61.82%和79.82%。TTP、Ktrans與Kep診斷前列腺癌的ROC曲線AUC兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，但均大于Ve值診斷前列腺癌的AUC(Z=2.414，P=0.016；Z=4.122，P<0.001；Z=2.046，P=0.041)，且TTP診斷前列腺癌的AUC大于Vp值的AUC(Z=2.054，P=0.040)。見表2、圖4。

表1 前列腺癌組、前列腺增生伴慢性炎癥組與HGPIN組DCE-MRI參數(shù)比較(±s)

表1 前列腺癌組、前列腺增生伴慢性炎癥組與HGPIN組DCE-MRI參數(shù)比較(±s)

組別Ktrans(ml/min)Kep(ml/min)VeVpTTP(min)Concmax(mmol)AUTC(mmol·min)Slopemax(mmol/min) 前列腺癌組(n=55)2．45±0．94#1．56±0．64#0．96±0．08#0．04±0．08?2．85±1．06?#0．19±0．032．35±1．040．53±0．22# 前列腺增生伴慢性炎癥組(n=54)2．09±1．161．34±0．380．88±0．210．01±0．013．33±0．930．07±0．012．301±0．490．42±0．13 HGPIN組(n=55)1．06±0．81?0．85±0．43?0．85±0．200．03±0．05?4．45±1．44?0．22±0．032．09±0．960．41±0．32 F值37．13230．4878．0989．92621．5651．1651．2623．988 P值<0．001<0．0010．001<0．001<0．0010．3170．2880．020

注：*：與前列腺增生伴慢性炎癥組比較P<0.05；#：與HGPIN組比較P<0.05

表2 DCE-MRI各參數(shù)對前列腺癌的診斷效能

圖1 前列腺癌患者，65歲 A.T2WI； B. DCE-MRI(第6期圖像)； C.Ktrans偽彩圖； D.Kep偽彩圖

圖2 前列腺增生伴慢性炎癥患者，70歲 A.T2WI； B.DCE-MRI(第6期圖像)； C.Ktrans偽彩圖； D.Kep偽彩圖 圖3 HGPIN患者，81歲 A.T2WI； B.DCE-MRI(第6期圖像)； C.Ktrans偽彩圖； D.Kep偽彩圖

圖4 DCE-MRI各參數(shù)診斷前列腺癌的ROC曲線

3 討論

前列腺疾病是老年男性的高發(fā)病，檢查重點在于篩查前列腺癌。常規(guī)MR T2WI診斷前列腺癌的敏感度較高，但特異度較低?；|(zhì)型前列腺增生、炎癥、萎縮纖維化及上皮內(nèi)瘤變等良性疾病T2WI亦可表現(xiàn)為低信號[2-3]，同時大多DWI呈高信號，難以與前列腺癌區(qū)別。Boneckamp等[6]指出，前列腺癌的ADC值與部分非癌病變重疊。HGPIN是一種癌前病變，與前列腺癌的分子生物學(xué)行為有一定相似之處[7]，早期鑒別診斷有助于減少不必要的穿刺，避免不良反應(yīng)。通過分析對比劑滲漏、回流及在血管內(nèi)外所占比例，DCE-MRI可精確、重復(fù)測量腫瘤微血管生理解剖及功能[8-9]。

以往對前列腺的動態(tài)增強的研究[3，10]常采用定性分析，即觀察增強曲線的類型，而曲線類型在部分良惡性病變中存在重疊；對影像學(xué)資料進行量化分析，更有利于直觀、準(zhǔn)確地檢出惡性病變。本研究結(jié)果顯示，前列腺癌的TTP明顯小于增生伴慢性炎癥和HGPIN。TTP主要反映對比劑流入組織的速度，前列腺癌血管密度增加，且新生毛細(xì)血管基底膜不連續(xù)、管徑粗細(xì)不均、管壁缺乏肌層和基底膜，導(dǎo)致血管通透性增加，對比劑廓清較快，因此早期強化迅速，TTP縮短；炎性組織血管數(shù)目亦可增加，但其血管生成相對成熟，形態(tài)及功能無明顯變化，對血管壁的通透性及血流阻力影響較小，故早期強化滯后于惡性病變[11]。

Ktrans為單位時間內(nèi)對比劑從血液進入到組織間隙的容積，其大小取決于血流量、毛細(xì)血管滲透性和表面積，Kep為單位時間內(nèi)對比劑從組織間隙進入血管的容積，二者是反映組織微血管密度和滲漏性的主要指標(biāo)[2]。前列腺癌組織內(nèi)含有大量分化不成熟的腫瘤新生血管，管壁通透性較高，因此Ktrans及Kep值較高。本研究中前列腺癌與增生伴慢性炎癥患者間Ktrans和Kep值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，可能是由于基質(zhì)型增生結(jié)節(jié)血供豐富，加之慢性炎癥刺激使血管通透性增高，故與前列腺癌組DCE-MRI結(jié)果相似。Ve是血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)，以往關(guān)于Ve值的研究結(jié)果分歧較大。景國東等[12]認(rèn)為前列腺癌與增生的Ve值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而本研究結(jié)果表明前列腺癌與癌前病變HGPIN間Ve差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，但其對前列腺癌的診斷效能較低，ROC曲線AUC僅為0.581，均低于Ktrans、Kep及TTP值的AUC。Vp為對比劑血漿容積分?jǐn)?shù)，本研究發(fā)現(xiàn)增生伴慢性炎癥組Vp低于其他2組，推測其原因,可能在于大量增生的間質(zhì)組織阻止對比劑進入血管內(nèi)，但有關(guān)具體機制還有需大樣本、多中心研究進一步分析。

本研究結(jié)果表明，當(dāng)Ktrans>1.43 ml/min、Kep>1.46 ml/min或TTP≤3.05 min時，診斷位于中央腺體且T2WI為低信號的前列腺癌的敏感度和特異度均較高，且三者間ROC曲線AUC兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

本研究的局限性：①病理樣本多經(jīng)直腸穿刺活檢獲得，存在一定的假陰性；②總體樣本量相對較少，可能存在一定偏倚；③不同的藥物動力學(xué)模型及主觀因素等均可能影響DCE-MRI的定量分析結(jié)果，有待于進一步探討。后續(xù)研究可采用多參數(shù)MRI進行綜合分析，尋求最佳診斷方法，為計算機輔助診斷(computer aided diagnosis， CAD)技術(shù)[13-15]的發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。