基于體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)的多擴(kuò)散梯度因子MR擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺癌評(píng)價(jià)中的初步研究*

張景忠 齊英杰 陳宇 丁暉 徐堅(jiān)民

（1廣東省深圳市人民醫(yī)院 深圳 518020；2暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院 廣東深圳 518020）

前列腺癌多發(fā)于老年男性人群，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）對(duì)其應(yīng)用較廣泛，診斷準(zhǔn)確性和敏感性均高于常規(guī)序列 T2WI[1～2]。研究表明[3～4]，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）MR成像理論，多b值的DWI成像能夠無(wú)創(chuàng)區(qū)分組織內(nèi)單純水分子運(yùn)動(dòng)的真性擴(kuò)散及微循環(huán)血液灌注形成的假性擴(kuò)散，它的潛在應(yīng)用價(jià)值可能超越ADC和DWI。本研究探討基于體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）理論的多擴(kuò)散梯度因子MR擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年7月～2017年10月于我院就診的有完整臨床資料、MR IVIM檢查和穿刺活檢病理結(jié)果為前列腺外周帶癌患者60例為實(shí)驗(yàn)組；同期于我院就診的有完整臨床資料、MR IVIM檢查和穿刺活檢病理結(jié)果為非前列腺癌者60例為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組年齡53～86歲，中位年齡71歲；血清前列腺抗原（PSA）特異性增高，范圍5.44～150.00 ng/ml。對(duì)照組年齡 60～80 歲，中位年齡70歲；PSA范圍3.54～22.17 ng/ml。所有患者穿刺活檢和MRI檢查時(shí)間間隔1個(gè)月，活檢經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下進(jìn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)11針?lè)?，由操作者繪圖記錄活檢部位。

1.2 影像學(xué)檢查 采用西門(mén)子3.0 T MR成像，腹部相控陣線圈，以前列腺為中心行常規(guī)DWI和MRI檢查。軸面抑脂T2WI掃描參數(shù)：TE100 ms、層間距 3 mm、TR4000 ms、層厚 3 mm；多 b 值 DWI（8個(gè) b 值：0、50、100、150、200、400、600、800 s/mm2），掃描條件：TE84 ms、TR3200 ms、層間距 3 mm、掃描時(shí)間5 min 15 s、層厚3 mm。

1.3 影像分析方法 將多b值DWI數(shù)據(jù)發(fā)送至IVIM軟件，經(jīng)軟件自動(dòng)計(jì)算獲取純水分子擴(kuò)散系數(shù)（D值）、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)（D*值）及灌注分?jǐn)?shù)（f值）參數(shù)圖。主要觀察D、D*和f參數(shù)圖前列腺外周帶信號(hào)是否異常。結(jié)合常規(guī)MRI和前列腺穿刺活檢病理結(jié)果，在穿刺活檢對(duì)應(yīng)的前列腺外周帶癌區(qū)域（實(shí)驗(yàn)組）和非前列腺癌外同帶區(qū)域（對(duì)照組）中選擇感興趣區(qū)（ROI），如果常規(guī)MRI圖像外周帶信號(hào)改變不典型，則根據(jù)穿刺病理結(jié)果定位，ROI避開(kāi)鈣化灶、尿道周圍、出血等。同時(shí)測(cè)量3幅參數(shù)圖，選擇的ROI為圓形，每個(gè)ROI包括35個(gè)像素，獲得相應(yīng)的D、D*和f值，每個(gè)區(qū)域測(cè)量3次，取平均值。IVIM 雙指數(shù)函數(shù)的計(jì)算公式：S/S0=（1－f）×exp（－bD）+f×exp[－b（D*+D）]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，每組內(nèi)先進(jìn)行正態(tài)分布性檢驗(yàn)，經(jīng)證實(shí)為正態(tài)分布后，計(jì)量資料以（±s）表示，采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。用受試者工作特征曲線（ROC）評(píng)價(jià)D值的診斷價(jià)值。

2 結(jié)果

2.1 擴(kuò)散加權(quán)圖像信號(hào)特點(diǎn)表現(xiàn)

2.1.1 實(shí)驗(yàn)組 60例前列腺外周帶癌變累及中央葉20例，盆腔淋巴轉(zhuǎn)移15例，半骨骼轉(zhuǎn)移15例，侵犯精囊腺10例。60例中發(fā)現(xiàn)病灶69個(gè)，其中在T2WI上呈典型低信號(hào)改變60個(gè)，局部病灶信號(hào)欠均勻6個(gè)，病灶信號(hào)改變不明顯3個(gè)。DWI圖像有60個(gè)病灶表現(xiàn)為相對(duì)高信號(hào)，ADC圖上病灶信號(hào)相對(duì)減低；其中45個(gè)病灶隨著b值的增加高信號(hào)愈加明顯，其余15個(gè)病灶僅在高b值圖像上顯示信號(hào)異常。在D值參數(shù)圖上，實(shí)驗(yàn)組60個(gè)病灶呈現(xiàn)低信號(hào)，與周圍前列腺組織間信號(hào)反差明顯，在這60個(gè)病灶中D*值和f值參數(shù)圖中只有45個(gè)病灶和周圍前列腺組織信號(hào)之間存在顯著差異，有10個(gè)病灶與周圍前列腺組織等信號(hào)，有5個(gè)病灶信號(hào)高于周圍前列腺組織。見(jiàn)圖1～6。

圖 1～6（圖 1～3分別為D值、D*值及f值參數(shù)圖；圖 4～5分別為 DWI圖和ADC圖；圖6為信號(hào)衰減曲線圖）

2.1.2 對(duì)照組 60例患者中有10例表現(xiàn)為T(mén)2WI上外周帶信號(hào)不均勻，有可疑低信號(hào)區(qū)，在DWI（b=800 s/mm2）圖像上呈高信號(hào)。其余前列腺外周帶在常規(guī)MR-T2WI表現(xiàn)為均勻稍高信號(hào)，無(wú)異常低信號(hào)。

2.2 IVIM各參數(shù)在前列腺外周帶癌組織和對(duì)照組外周帶組織之間的差異 實(shí)驗(yàn)組前列腺癌區(qū)域的D值顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 IVIM各參數(shù)在前列腺外周帶癌組織和對(duì)照組外周帶組織之間的差異（±s）

表1 IVIM各參數(shù)在前列腺外周帶癌組織和對(duì)照組外周帶組織之間的差異（±s）

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2.3 IVIM參數(shù)D值對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值評(píng)估建立D值ROC曲線，曲線下面積為0.956 1，對(duì)前列腺診斷的最佳閾值是0.87×10－3mm2/s，其診斷特異性為66.8%，敏感性為100.0%。見(jiàn)圖7。

圖7 對(duì)照組前列腺D值系數(shù)圖

3 結(jié)論

體內(nèi)素相干運(yùn)動(dòng)理論由Le Bihan等提出，DWI計(jì)算出的ADC值包括體素內(nèi)的水分子擴(kuò)散以及血管內(nèi)水分子無(wú)運(yùn)動(dòng)方向，具體表現(xiàn)在MRDWI是隨著b值的不斷增加，ADC值逐漸減少。其原因?yàn)閿U(kuò)散信號(hào)不僅來(lái)源于單純水分子運(yùn)動(dòng)的真性擴(kuò)散，還來(lái)源于微循環(huán)血液形成的假性擴(kuò)散，b值較小時(shí)血液流動(dòng)血液質(zhì)子的位移較大，信號(hào)變?nèi)酰嘧⑾嚓P(guān)假性擴(kuò)散的影響大于單純水分子擴(kuò)散[5]。b值較大時(shí)，血液流動(dòng)質(zhì)子信號(hào)衰減，灌注相關(guān)假性擴(kuò)散對(duì)信號(hào)的影響變小，因此b值較小時(shí)計(jì)算出的D*值主要反映微灌注造成的擴(kuò)散效應(yīng)，以mm2/s為單位；b值較大時(shí)，計(jì)算出的D值反映純水分子擴(kuò)散效應(yīng)。

IVIM MR成像已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)組織器官，更多地應(yīng)用于胰腺、肝臟、腎臟等部位的彌漫性腫瘤疾病中。目前關(guān)于前列腺的IVIM的研究主要應(yīng)用于前列腺癌及前列腺增生的診斷中。本研究結(jié)果顯示，前列腺癌區(qū)域的D值顯著低于非癌外周帶組織，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但與B.Guiu等[6]研究相比，其研究時(shí)采用了更多的b值，理論上獲得的數(shù)據(jù)更精確一些。此外，本研究中前列腺外同帶癌區(qū)域的D值顯著低于對(duì)照組非癌外周帶組織，其原因可能與D*值與f值重復(fù)性較差有關(guān)。A.H.Penner等[7]研究表明，在IVIM成像中，D值具有良好的可重復(fù)性，f值可重復(fù)性一般，D*值較差。

綜上所述，IVIM可以精確描述b值的增加與組織信號(hào)強(qiáng)弱之間的關(guān)系，利用雙指數(shù)函數(shù)得到分別反映組織水分子擴(kuò)散及微循環(huán)灌注的量化參數(shù)，獲得的對(duì)前列腺癌具有診斷價(jià)值。