3.0T磁共振診斷前列腺癌的效能:T2WI聯(lián)合DWI及DCE

1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院放射科

2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院泌尿外科 (北京 101149)

彭峰河1 沈秀芝1 蔡建新1李艷翠1 孔廣起2 彭如臣1

隨著社會(huì)的發(fā)展，人口老齡化的加速，我國(guó)前列腺癌(prostate cancer，PCa)的發(fā)病率不斷上升，已成為老年男性常見(jiàn)腫瘤之一，嚴(yán)重威脅患者生存質(zhì)量，因此早期診斷前列腺癌具有積極的臨床意義。磁共振檢查具有多參數(shù)、多序列及軟組織分辨率高等優(yōu)勢(shì)，已成為前列腺癌檢查的最佳方法之一[1]。而各掃描序列對(duì)前列腺癌的診斷能效不同，選擇最佳的掃描序列尤為重要。本研究使用3.0T磁共振比較常規(guī)T2WI聯(lián)合各功能成像診斷前列腺癌的能效，旨在發(fā)現(xiàn)一種最佳的前列腺癌檢查方法。

1 材料與方法

1.1 一般資料 納入2016年1月至2017年5月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院病理確診的前列腺疾病患者123例，其中前列腺癌72例，非前列腺癌患者51例，年齡50～88歲，平均(75.24±12.38)歲，臨床表現(xiàn)有尿頻、尿急、尿痛、排尿困難、血尿等。入選標(biāo)準(zhǔn)：1.前列腺M(fèi)RI檢查序列完整，圖像質(zhì)量滿足診斷及評(píng)分要求；2.MRI檢查后一周內(nèi)進(jìn)行直腸超聲引導(dǎo)下經(jīng)會(huì)陰24針前列腺飽和穿刺活檢術(shù)[2]；3.前列腺癌病變僅累及或大部分病變位于移行帶或外周帶；4.病理結(jié)果明確；5.患者M(jìn)RI檢查前未進(jìn)行治療(內(nèi)分泌治療或放射治療)或穿刺活檢。

1.2 檢查方法 使用德國(guó)西門(mén)子3.0T(MAGNETOM Skyra)超導(dǎo)型磁共振成像儀，18通道腹部相控陣線圈行常規(guī)前列腺T2WI像、T1WI像及彌散加權(quán)像(diffusion weighted imaging，DWI)、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI(dynamic contrast enhance MRI，DCEMRI)功能成像。常規(guī)MRI掃描：TSE-T1WI前列腺薄層軸位掃描，TR 650ms，TE 13ms，層厚4mm，層距1mm，F(xiàn)OV 30cm×30cm，矩陣224×256；TSE-T2WI薄層軸、矢和冠狀掃描，TR 4000ms，TE 89ms，層厚4mm，層距1mm，F(xiàn)OV 30cm×30cm，矩陣240×320。DWI掃描：采用平面回波成像(echoplanar imaging，EPI)序列，TR 4000ms，TE 58ms，層厚4mm，矩陣60×148，b值為50、800s/mm2，自動(dòng)生成表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。DCE-MRI掃描：TR 5.3ms，TE 1.9ms，層厚4mm，連續(xù)掃描10次，掃描時(shí)用高壓注射器經(jīng)靜脈注入對(duì)比劑釓噴酸葡甲胺，流速2 mL/s，劑量0.2mmoL/Kg。

1.3 圖像評(píng)估 兩位資深影像學(xué)診斷醫(yī)師采用盲法共同評(píng)估圖像，依據(jù)2015年前列腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)第二版(prostate imaging reporting and data system version 2，PI-RADS V2)[3]采進(jìn)行評(píng)判，評(píng)分意見(jiàn)不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商達(dá)成一致。PIRADS V2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(5分制)：1分為良性，2分可能良性，3分不能確定，4分可能是癌，5分肯定是癌。

1.4 PI-RADS V2診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)PI-RADS V2診斷標(biāo)準(zhǔn)，采用5分制對(duì)T2WI及DWI圖像進(jìn)行評(píng)判，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。DCE序列評(píng)分只區(qū)分陽(yáng)性結(jié)果和陰性結(jié)果，陽(yáng)性結(jié)果為病變局限性強(qiáng)化，早于鄰近周圍正常組織或與鄰近正常前列腺同時(shí)強(qiáng)化，相應(yīng)T2WI及(或)DWI能發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)病灶；陰性結(jié)果為與周圍組織對(duì)比病灶早期不強(qiáng)化或彌漫性強(qiáng)化，強(qiáng)化部分在T2WI及(或)DWI上無(wú)對(duì)應(yīng)病灶。PIRADS V2對(duì)聯(lián)合序列的診斷標(biāo)準(zhǔn)(5分制)：T2WI聯(lián)合DWI或DCE的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2，T2WI聯(lián)合DWI、DCE見(jiàn)表3。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用MedCalc 11.4.2.0、SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。MedCalc繪制T2WI、T2WI+DWI、T2WI+ DCE 、T2WI+DWI+DCE四種診斷方法的受試者工作特征曲線 (receiver operating characteristic curve，ROC)，計(jì)算曲線下面積(area under curve，AUC)，分析四種方法AUC的差異性。依據(jù)ROC曲線確定最佳診斷閾值，使用SPSS19.0軟件統(tǒng)計(jì)四種方法診斷前列腺癌的敏感度、特異度。P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般結(jié)果 共123患者經(jīng)病理確診前列腺癌72例，其中移行帶癌12例(圖1-4)，外周帶癌60例(圖5-8)；51例非前列腺癌患者，其中前列腺增生41例，前列腺炎10例。

2.2 四種診斷方法對(duì)前列腺疾病的診斷結(jié)果 四種診斷方法對(duì)123例前列腺病變患者(72例前列腺癌，51例非前列腺癌)的PI-RADS評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表4。經(jīng)Medcalc檢驗(yàn)T2WI、T2WI+DWI、T2WI+DCE、T2WI+DWI+DCE四種方法診斷前列腺癌的ROC曲線見(jiàn)圖9，AUC分別為0.911、0.936、0.935、0.962，最佳診斷閾值均為PI-RADS評(píng)分=3。行AUC兩兩比較發(fā)現(xiàn)：T2WI與T2WI+DWI、T2WI與T2WI+DCE、T2WI與T2WI+DWI+DCE、T2WI+DWI與T2WI+DWI+DCE、T2WI+DCE與T2WI+DWI+DCE存在差異，p值分別為0.010、0.016、0.001、0.015、0.012；T2WI+DWI與T2WI+DCE無(wú)差異(P=0.870)。

2.3 四種方法診斷前列腺癌的效能 當(dāng)PI-RADS評(píng)分=3時(shí)，T2WI聯(lián)合DWI、DCE診斷前列腺癌的靈敏度、特異度最高(93.1%、92.2%)，其次T2WI+DWI(90.3%、88.2%)，T2WI+DCE(88.9%、88.2%)略高于T2WI(88.9%、86.3%)。

表1 PI-RADS對(duì)前列腺病變T2WI及DWI評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表2 PI-RADS對(duì)前列腺病變T2WI聯(lián)合DWI或DCE評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（分）

表3 PI-RADS對(duì)前列腺病變T2WI聯(lián)合DWI、DCE評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（分）

表4 123例前列腺病變患者PI-RADS評(píng)分結(jié)果（例）

3 討 論

MRI是目前診斷PCa公認(rèn)的最好的影像學(xué)檢查方法[4]，其掃描序列包括常規(guī)序列T1WI、T2WI及DWI、DCE-MRI等功能成像，各序列對(duì)診斷PCa具有不同的價(jià)值。2015年P(guān)I-RADS第二版更詳細(xì)說(shuō)明了磁共振各序列在評(píng)價(jià)PCa的價(jià)值、具體應(yīng)用及各種聯(lián)合序列的診斷標(biāo)準(zhǔn)。本文基于PI-RADS V2診斷標(biāo)準(zhǔn)比較3.0T磁共振常規(guī)T2WI聯(lián)合各功能成像(DWI、DCEMRI)診斷前列腺癌的能效，旨在發(fā)現(xiàn)最佳的前列腺癌診斷方法。

3.1 常規(guī)序列(T1WI、T2WI)診斷價(jià)值 T1WI、T2WI序列是前列腺常規(guī)掃描序列圖像，但T1WI序列不能區(qū)分前列腺的組織結(jié)構(gòu)，并且腫瘤或炎癥時(shí)均表現(xiàn)為等信號(hào)，對(duì)疾病診斷價(jià)值有限，但可以顯示前列腺、精囊腺或穿刺活檢后病灶內(nèi)高信號(hào)出血灶，以及骨骼的轉(zhuǎn)移及盆腔淋巴結(jié)增大情況。T2WI序列組織對(duì)比度好，能夠觀察前列腺各帶和包膜解剖結(jié)構(gòu)，因此可用于前列腺癌的定位、診斷及分期。T2WI上外周帶PCa表現(xiàn)為在正常外周帶高信號(hào)內(nèi)出現(xiàn)圓形、邊界模糊的低信號(hào)區(qū)，這主要是由于癌細(xì)胞排列緊密，儲(chǔ)存液體和黏蛋白的空間不足導(dǎo)致病灶信號(hào)減低。但外周帶低信號(hào)對(duì)診斷癌灶特異性低，其他病變?nèi)缜傲邢傺?、穿刺后瘢痕組織、出血、放化療后也可呈現(xiàn)低信號(hào)影，同時(shí)有些粘液性PCa在T2WI上表現(xiàn)高信號(hào)，因此鑒別困難。移行帶PCa在T2WI上為中度“抹炭樣”低信號(hào)影[5]，形狀可呈“透鏡樣”或“水滴樣”，但是良性前列腺增生病變也可低信號(hào)影，因此單獨(dú)應(yīng)用T2WI序列診斷前列腺病變價(jià)值有限。本研究中單純T2WI像診斷前列腺癌的AUC最小(0.911)，診斷PCa的靈敏度、特異度為88.9%、86.3%，均低于T2WI+DWI(90.3%、88.2%)、T2WI+DCE(88.9%、88.2%)、T2WI+DWI+DCE(93.1%、92.2%)任一聯(lián)合序列組合，因此利用T2WI像診斷前列腺疾病時(shí)必須聯(lián)合其他序列以提高疾病的診斷能效。

3.2 T2WI+DWI序列的診斷價(jià)值 DWI是目前唯一能觀察活體細(xì)胞內(nèi)、外水分子的微觀擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的成像方式。PCa在DWI上多表現(xiàn)為明顯的高信號(hào)，對(duì)應(yīng)ADC上呈低信號(hào)，這主要是因?yàn)榘┘?xì)胞緊密，細(xì)胞核大，細(xì)胞外容積成分減少，水分子運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散受限。劉會(huì)佳等[6]認(rèn)為DWI信號(hào)的強(qiáng)度變化能反映惡性腫瘤的組織病理特征，有利于與非腫瘤組織鑒別。本研究發(fā)現(xiàn)T2WI+DWI診斷前列腺癌AUC(0.936)大于單純T2WI(0.911)，兩者存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，其靈敏度和特異度均比單純T2WI都有所提高。PI-RADS V2評(píng)分中T2WI聯(lián)合DWI、DCE時(shí)外周帶病變的總體評(píng)分主要由DWI序列決定。Ren等[7]分析認(rèn)為T(mén)2WI+DWI有助于提高診斷可能是前列腺癌的ADC值改變比其他因素(出血、炎癥、纖維化)引起的變化要大的緣故。

圖1-4 患者男，72歲，PCa。圖1 TSE-T2WI軸位示右移行帶前緣結(jié)節(jié)狀邊界欠清的中低信號(hào)影（箭），長(zhǎng)徑＜1.5cm，評(píng)分為4分；圖2 DWI示對(duì)應(yīng)區(qū)域輕度高信號(hào)，圖3 ADC圖見(jiàn)邊界清晰低信號(hào)影，評(píng)分為3分；圖4 DCE病變明顯早期強(qiáng)化，陽(yáng)性結(jié)果，最后病灶PI-RADS評(píng)分4分。圖5-8 患者男，68歲，PCa。圖5-6 TSE-T2WI軸位、冠位示左側(cè)外周帶內(nèi)均質(zhì)低信號(hào)影（箭），邊界清，長(zhǎng)徑＜1.5cm，評(píng)分為4分；圖7 對(duì)應(yīng)ADC示局灶性輕微低信號(hào)，評(píng)分3分；圖8 DCE病變明顯早期強(qiáng)化（陽(yáng)性），PI-RADS評(píng)分由3分升為4分。

圖9 四種方法PI-RADS評(píng)分診斷前列腺癌的ROC曲線。

3.3 T2WI+DCE序列的診斷價(jià)值DCE-MRI是一種無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)腫瘤血管生成的常用方法，并可通過(guò)客觀指標(biāo)定性、半定量、定量評(píng)價(jià)腫瘤的血流動(dòng)力學(xué)特征和代謝特征[8]。PCa病灶內(nèi)血管生成增加，血管密度是正常組織的2倍，血管通透性增高，癌灶表現(xiàn)為快速?gòu)?qiáng)化、快速廓清的“流出型”增強(qiáng)模式，而非腫瘤病灶早期強(qiáng)化不明顯廓清慢，多呈“流入型”，這些強(qiáng)化特點(diǎn)有助于前列腺癌、非前列腺癌病變鑒別，有助于提高PCa診斷準(zhǔn)確率[9]。Hara[10]等利用DCE-MRI對(duì)90例前列腺癌掃描后發(fā)現(xiàn)前列腺癌的檢出率為92.9%，特異度為96.2%。Fütterer等[11]亦發(fā)現(xiàn)DCE-MRI在前列腺癌的定位中明顯優(yōu)于T2WI序列。但部分PCa和BPH強(qiáng)化模式均可以表現(xiàn)為“平臺(tái)型”，此時(shí)診斷存在困難。有學(xué)者報(bào)道移行區(qū)的PCa和BPH強(qiáng)化方式有較大重疊，對(duì)病變定性不高，而在外周帶強(qiáng)化方式很少重疊，易于定性診斷[12]。在PI-RADS V2版中DCE序列評(píng)分不定量，只區(qū)分陽(yáng)性結(jié)果和陰性結(jié)果，并只對(duì)PI-RADS 3分的外周帶病變進(jìn)一步分析，對(duì)移行區(qū)病變?cè)u(píng)分無(wú)影響。本研究顯示T2WI+DCE曲線下面積及靈敏度和特異度均高于單純TWI，兩者存在差異，但均低于其他兩種方法。Bloch等[13]也認(rèn)為T(mén)2WI+DCE聯(lián)合序列提高了PCa診斷準(zhǔn)確率，發(fā)現(xiàn)病變的靈敏度提高＞25.00%，與單獨(dú)應(yīng)用T2WI相比更易判斷前列腺包膜是否破壞。

3.4 T2WI+DWI+DCE序列的診斷價(jià)值 T2WI+DWI+DCE的多參數(shù)MRI(multi-parametric MRI，Mp-MRI)掃描模式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床檢查。Mp-MRI是指常規(guī)序列結(jié)合功能序列的MRI檢查，功能序列包括DWI、DCE-MRI和磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)。本研究發(fā)現(xiàn)T2WI聯(lián)合DWI、DCE任一序列均可不同程度提高前列腺癌的靈敏度、特異度，與梁潔等[14]結(jié)果相似；同時(shí)Mp-MRI可以提高對(duì)前列腺癌的檢出率，并有助于前列腺癌的早期診斷和分期[15-16]及周圍組織浸潤(rùn)的顯示[17]。王蕊等[18]對(duì)64例前列腺病變研究發(fā)現(xiàn)基于PIRADS V2的Mp-MRI掃描診斷前列腺癌具有較高臨床價(jià)值，特別是診斷前列腺臨床顯著癌(敏感度：96.55%；特異度88.57%)。MRS掃描也應(yīng)用于前列腺癌的檢查，能夠評(píng)估前列腺組織的生化代謝變化[19]，但MRS檢查耗時(shí)，對(duì)磁場(chǎng)均勻性要求高。PI-RADS V2并未引入MRS的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，可能因?yàn)镸RS扔處在研究階段無(wú)法指定統(tǒng)一的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)?？傊赑I-RADS V2評(píng)分磁共振各序列在診斷前列腺癌方面具有不同能效，T2WI聯(lián)合DWI、DCE等功能均能提高診斷前列腺癌的靈敏度和特異度，T2WI+DWI+DCE多參數(shù)MRI成像模式診斷能效最高臨床價(jià)值最高，是診斷前列腺癌的最佳序列組合，同時(shí)采用PI-RADS評(píng)分系統(tǒng)能為臨床醫(yī)師提供更具客觀性、系統(tǒng)性的影像診斷。