前列腺癌的DCE-MRI與DWI診斷的定量分析

李軍苗 楊登法 華淺近 陳建華 張海濤 吳貴陽

近年來前列腺癌(prostate cancer，PC)發(fā)生率逐步上升，成為男性常見死亡原因之一。而PC疾病的良、惡性質(zhì)在臨床治療方案差異較大，早期PC癥狀不顯著，患者多因骨痛、尿路癥狀等就診時(shí)，病情多已發(fā)展至晚期，故早診斷、早治療直接影響PC患者預(yù)后情況[1]。近年來發(fā)展的磁共振成像(MRI)技術(shù)不僅分辨力高，而且可多方位、多參數(shù)成像，尤其彌散加權(quán)成像(DWI)對組織結(jié)構(gòu)及細(xì)胞特性可定量分析，動態(tài)增強(qiáng)掃描MRI (DCE-MRI)可定量分析腫瘤血管滲透性方面的參數(shù)，均對PC的鑒別方面有獨(dú)到優(yōu)勢[2]。本研究通過總結(jié)筆者醫(yī)院診治46例疑似PC患者的DWI和MRI的臨床影像學(xué)資料，評估其診斷PC的臨床價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

資料與方法

1.一般資料：選擇2015年5月～2017年8月來筆者醫(yī)院診治疑似PC患者46例為研究對象，以上患者經(jīng)術(shù)前MR檢查前化驗(yàn)前列腺特異性抗原增高4.2～170.0ng/ml?；颊吣挲g50～67歲，平均年齡55.34±5.54歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者主訴夜尿增多，尿頻等癥狀，②血清前列腺特異抗(PSA)>4μg/L；③臨床資料齊全；④本研究均知情同意，并通過筆者醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)；排除標(biāo)準(zhǔn)：MRI檢查禁忌證。

2.測量方法：采用西門子NOVUS1.5T高場強(qiáng)磁共振機(jī)，18通道陣列線圈，梯度場強(qiáng)40Mt/M，切換率150T/(m·s)。多方位掃描成像：軸位、矢狀位及冠狀位；參數(shù)：T1WI (TR/TE=440ms/11ms)和T2WI (TR/TE=3600ms/85ms)，脂肪抑制橫斷位，視野25mm，層厚5mm，層間距1mm，矩陣320×224。DWI采用橫軸面掃描，參數(shù)同上。DCE-MRI在軸位TSE T2WI上橫斷面掃描，經(jīng)肘前靜脈高壓以2ml/s快速注入0.2mmol/kg釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)，采用3DFSPGR序列平掃，之后行DCE-MRI，數(shù)據(jù)采集用三維傅立葉轉(zhuǎn)換技術(shù)(TR 5.0ms，TE 2.3ms，翻轉(zhuǎn)角10°，層厚3mm，F(xiàn)OV 40mm，矩陣為288×192，連續(xù)掃描20期)。請兩位心臟MRI專業(yè)醫(yī)師共同觀察并診斷。

3.圖像后處理：由兩名高年資MR診斷醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的前提下應(yīng)用GE ADW2.0工作站Functool功能軟件包對MR平掃、DWI、DCE-MRI及其組合掃描圖像做出診斷。參照李拔森[3]與李鵬等[4]資料結(jié)果診斷PC。DWI圖像后處理：觀察患者病灶的DWI信號特點(diǎn)，放置感興趣區(qū)(ROI)在病灶強(qiáng)化最顯著部位，面積稍小于病變范圍，繪制時(shí)間-信號強(qiáng)度(TIC)曲線(Ⅰ型為緩慢上升型，Ⅱ型為平臺型，Ⅲ型為速升速降型)，測量ADC值與指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)(EADC)值。采用MR Tissue 4D軟件勾畫正常供血血管的時(shí)間-濃度曲線，做動脈輸入函數(shù)，并作為參照，通過Extended Tofts Linear雙室模型定量分析相關(guān)滲透性參數(shù)：容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(Ktrans)，速率常數(shù)(Kep)，對比劑血漿容積比對比劑(Vp)，血管外細(xì)胞外液間隙容積比(Ve)，峰值時(shí)間(Tmax，從開始動態(tài)增強(qiáng)掃描到強(qiáng)化峰值的時(shí)間)，峰值強(qiáng)度(SI peak，%)(病灶到達(dá)強(qiáng)化峰值時(shí)的信號強(qiáng)度)，最大增強(qiáng)斜率[MSI=(SI peak-SIT=0s)/Tmax]，信號強(qiáng)化率[SER=(SI peak-SIT=0s)/SIT=0sx]。

結(jié) 果

1.病理結(jié)果：46例患者手術(shù)病理結(jié)果為24例(52.17%)PC患者，18例(75.00%)癌灶源于外周帶，3例位于中央?yún)^(qū)，2例發(fā)生轉(zhuǎn)移。22例(47.83%)良性下前列腺增生(BPH)(圖1)，其中8例前列腺炎癥，2例前列腺炎。

圖1 前列腺肥大MR圖A.MR平掃;B.MR增強(qiáng)

2.DCE-MRI結(jié)果：MR平掃PC表現(xiàn)為T2WI上局灶性低或稍低信號(圖2A);T1WI等或略低信號，顯示欠清(圖2B);轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)表現(xiàn)為淋巴結(jié)增大，髂骨及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移T1WI信號高低不均(圖3)。PC癌灶與髂骨及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移DWI上呈明顯的高信號(圖2B與圖3);ADC圖呈較明顯低信號，與正常中央葉腺體、外周帶信號比較差異顯著。

圖2 前列腺癌MR圖A.MR平掃;B.MR平掃+增強(qiáng)

圖3 PC MR平掃、髂骨及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

3.病灶DWI表現(xiàn)：PC組患者病灶A(yù)DC值低于BPH組，EADC值高于PC組(P<0.05)，見表1。

表1 病灶DWI表現(xiàn)比較

4.DCE-MRI表現(xiàn)：PC組中TIC曲線Ⅲ型占62.50%明顯高于BPH組的13.64%，BPH組中TIC曲線Ⅱ型占63.64%高于PC組的25.00%(P<0.05)，見表2。兩組患者Tmax、MSI、SER、Ktrans、Kep、Ve比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而SI peak、Vp比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表2 BPH與PC病灶DCE-MRI表現(xiàn)比較[n(%)]

χ2=11.635；P=0.003

表3 BPH與PC病灶DCE-MRI各參數(shù)比較

5.診斷結(jié)果比較：MR平掃診斷18例，中央?yún)^(qū)3例及外周帶3例腫瘤發(fā)生誤診；DWI診斷20例，中央?yún)^(qū)1例及外周帶3例腫瘤因?qū)Ρ炔患寻l(fā)生誤診；平掃+DCE-MRI診斷21例，而平掃+DCE-MRI+DWI診斷22例。MR平掃診斷準(zhǔn)確率低于MR平掃+DCE-MRI及平掃+DCE-MRI+DWI(P<0.05)，其他診斷準(zhǔn)確率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

表4 診斷結(jié)果比較 (%)

討 論

前列腺疾病是男性泌尿生殖系統(tǒng)常見的疾病，而PC是55～80歲男性中較常見的惡性腫瘤，多源于外周帶，主要臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性排尿困難等，嚴(yán)重?fù)p害男性的身心健康[5]。本研究顯示，46例疑似PC患者手術(shù)病理結(jié)果為PC患者占52.17%，其中75%癌灶源于外周帶；良性BPH占47.83%，故早診斷、早治療PC有助于改善患者預(yù)后與生活質(zhì)量。早前從病灶形態(tài)學(xué)上主要采用超聲等影像手段進(jìn)行疾病的診斷。近年來，隨著DCE-MRI、DWI、波譜分析(MRS)等技術(shù)不斷改進(jìn)，臨床上可以從分子生物學(xué)水平分析該疾病，同時(shí)DCE-MRI與DWI具有良好的軟組織分辨率，以及多平面成像、多參數(shù)分析的能力，在臨床應(yīng)用中得到廣泛的推廣[6，7]。

DWI技術(shù)在一種無創(chuàng)模式下檢測病灶組織內(nèi)水分子布朗運(yùn)動自由度的動態(tài)，獲得病灶組織內(nèi)細(xì)胞形態(tài)、通透性及不同信號的DWI圖像等參數(shù)資料來區(qū)別疾病的性質(zhì)[8]。惡性PC患者的毛細(xì)血管通透性較大，Gd-DTPA較易通過通透性較大的血管壁進(jìn)入PC的周圍組織間隙，引起PC病灶局部血流容積上升，形成MRI信號增強(qiáng)，同時(shí)Gd-DTPA返回血管內(nèi)也較快速，使TIC曲線多表現(xiàn)為Ⅲ型速升速降型[9，10]。本研究顯示，PC患者TIC曲線Ⅲ型占62.50%，以Ⅲ型為主；BPH患者TIC曲線Ⅱ型占63.64%，以Ⅱ型為主。這歸因于PC患者毛細(xì)血管壁完整程度明顯降低，Gd-DTPA造影劑通過較快，呈速升速降強(qiáng)化方式。有資料顯示，DCE-MRI診斷PC的敏感度、特異性均較高?；A(chǔ)研究表明，正常組織內(nèi)水分子擴(kuò)散特性受細(xì)胞膜、纖維結(jié)構(gòu)等影響，當(dāng)相關(guān)組織發(fā)生改變時(shí)，其自由度會發(fā)生相應(yīng)的變化[11～13]。PC病灶的正常組織被破壞，多細(xì)胞排列緊密，間隙小，導(dǎo)致癌組織異常增生，腺泡結(jié)構(gòu)與間質(zhì)成分降低，且分布不規(guī)則等，嚴(yán)重影響水分子活動[14,15]。而ADC表達(dá)取決于組織內(nèi)部成像物質(zhì)、水分子擴(kuò)散運(yùn)動的強(qiáng)度大小及空間分布，故MR平掃PC表現(xiàn)為T2WI與T1WI上低或稍低信號，影像示模糊，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)上T2WI較高，表現(xiàn)為淋巴結(jié)增大，髂骨及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移T1WI信號高低不均[16]。PC癌灶與髂骨及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移DWI上呈明顯的高信號，ADC圖呈較明顯低信號，與正常中央葉腺體、外周帶信號比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相反，前列腺增生DWI呈低信號，ADC值高。根據(jù)良、惡性前列腺疾病的DWI和ADC值明顯差異，可有效鑒別病變性質(zhì)[17，18]。

本研究顯示，PC癌灶A(yù)DC值為0.71±0.21mm2/s低于增生灶1.01±0.23mm2/s，故通過ADC紙定量反應(yīng)PC的擴(kuò)散程度，預(yù)估其與臨床病理學(xué)特征的關(guān)聯(lián)；同時(shí)46例疑似PC患者中，MR平掃診斷18例，DWI診斷20例。為了進(jìn)一步提高診斷率，聯(lián)合多種參數(shù)診斷，發(fā)現(xiàn)平掃+DCE-MRI診斷21例，而平掃+DCE-MRI+DWI診斷22例，MR平掃診斷準(zhǔn)確率低于MR平掃+DCE-MRI及平掃+DCE-MRI+DWI，表明聯(lián)合多參數(shù)診斷，可明顯提高PC疾病的診斷率，值得臨床推廣應(yīng)用。同時(shí)，DCE-MRI通常使用藥代動力學(xué)雙室模型來定量定量測量病灶區(qū)域的Ktrans、Kep、Ve、Vp等血管滲透性參數(shù)，評估病灶的血流動力學(xué)特征和代謝特點(diǎn)。本研究對DCE-MRI參數(shù)深入比較，發(fā)現(xiàn)PC患者與BPH患者的Tmax、MSI、SER、Ktrans、Kep、Ve參數(shù)存在明顯差異，這與PC患者癌細(xì)胞大量增生，引起血管密度上升，腫瘤對血管刺激增強(qiáng)，導(dǎo)致血管的通透性增大相關(guān)[19，20]。這進(jìn)一步驗(yàn)證診斷PC的準(zhǔn)確率，同時(shí)DCE-MRI聯(lián)合DWI的診斷準(zhǔn)確率為92.30%，高于其他單一參數(shù)的準(zhǔn)確率，表明其聯(lián)合診斷前列腺疾病方面有較好的協(xié)同作用[20]。

綜上所述，DCE-MRI聯(lián)合DWI可有效鑒別與診斷前列腺疾病，對PC有較高的臨床診斷率，同時(shí)獲得較全面的參數(shù)信息，敏感度與特異性高。