3.0T MR表觀擴散系數(shù)對前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的定量研究

劉穎剛，解明，徐云龍，王博

1.赤峰學院第二附屬醫(yī)院CT/核磁室，內(nèi)蒙古赤峰 024000；2.赤峰學院附屬醫(yī)院CT/核磁室，內(nèi)蒙古赤峰 024005； *通訊作者 劉穎剛 lygzxwlh@163.com

前列腺內(nèi)腺癌位于增生的前列腺中，典型的內(nèi)腺癌在擴散加權(quán)成像（DWI）上表現(xiàn)為高亮信號，部分前列腺癌DWI表現(xiàn)為略高信號，由于T2穿透效應的影響，僅憑肉眼判斷信號的亮度會給診斷帶來干擾，造成前列腺癌和前列腺增生診斷的大范圍重疊[1]。表觀擴散系數(shù)（ADC）值的量化數(shù)據(jù)能客觀評價前列腺癌和前列腺增生，避免主觀因素的干擾。本研究擬從ADC值角度探討前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生，以提高臨床診斷準確率。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2015年3月—2017年12月于赤峰學院第二附屬醫(yī)院行術(shù)前MRI檢查，并經(jīng)術(shù)后病理證實的126例前列腺疾病患者，前列腺內(nèi)腺癌經(jīng)直腸超聲引導下穿刺或（和）經(jīng)尿道激光切除，并經(jīng)病理證實；前列腺增生經(jīng)激光切除，并經(jīng)病理證實。126例患者中，前列腺內(nèi)腺癌37例，年齡63～91歲，平均（77±14）歲。前列腺增生89例，平均（74±13）歲，包括前列腺良性增生53例，年齡61～88歲，平均（72±13）歲；前列腺上皮內(nèi)瘤（prostatic intraepithelial neoplasm，PIN）Ⅰ級30例，年齡62～88歲，平均（73±13）歲；PINⅡ級6例，年齡59～85歲，平均（73±13）歲。臨床表現(xiàn)：117例夜尿增多、排尿困難、排尿時間長，29例伴尿頻、尿急。將前列腺病變分為前列腺內(nèi)腺癌、前列腺良性增生、PINⅠ級、PINⅡ級和增生（良性增生+PINⅠ級+PINⅡ級）5個組。

1.2 檢查方法 患者行清潔灌腸，適當排空膀胱，足先進，取仰臥位，自由平靜呼吸。采用GE 3.0T MR儀，16通道體部相控陣線圈，橫軸位掃描。DWI采用單次激發(fā)平面回波成像序列，回波鏈長度24，激勵次數(shù)4次，翻轉(zhuǎn)角90°，TE 72 ms，TR 6000 ms，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，視野26.2 cm，矩陣256×256，128×128，b值取0、1200 s/mm2。通過ADW 4.6后處理工作站以B0圖作為解剖對照，在黑白ADC圖上標記每一層前列腺內(nèi)腺最黑暗區(qū)域，標記面積4～6 mm2，標記的圖形不做任何規(guī)定，以測得的最低ADC值作為診斷標準，標記時避開B0代表出血或鈣化的斑點狀明顯低信號。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0軟件，采用單樣本K-S檢驗進行正態(tài)分布檢驗。采用描述統(tǒng)計量的標準分數(shù)（Z分數(shù)）驗證有無極端值和離群值，剔除極端值，保留離群值。計量資料組間差異采用獨立樣本t檢驗，Levene檢驗確定方差齊性；若方差不齊則采用獨立樣本秩和檢驗。采用受試者工作特征（ROC）曲線對曲線下面積在0.9以上的組別計算最大約登指數(shù)，確定敏感度、特異度、最佳臨界值、陽性率、準確率和均值。95%CI結(jié)合最佳臨界值確定前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的ADC值參考范圍。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

5組樣本K-S顯著性檢驗顯示ADC值均符合正態(tài)分布（P＞0.05）。前列腺內(nèi)腺癌組和前列腺良性增生組各有1個極端值和2個離群值，PINⅠ級組有2個離群值，PINⅡ級組有1個離群值，增生組有2個極端值和7個離群值。

前列腺內(nèi)腺癌-增生組ROC曲線下面積均為0.991（圖1）。前列腺增生組中良性增生、PINⅠ級、PINⅡ級的ROC曲線下面積分別為0.741、0.709、0.595。前列腺內(nèi)腺癌組和前列腺增生組的ROC曲線、陽性率、準確率及平均值見表1。前列腺內(nèi)腺癌組與前列腺良性增生組、PINⅠ級組、PINⅡ級組及增生組ADC值差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。前列腺良性增生組與PINⅠ級、PINⅡ級組以及PINⅠ級和PINⅡ級組間ADC值差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

36例前列腺內(nèi)腺癌的ADC值95%CI為（0.574±1.96×0.088=0.402～0.746）×10-3mm2/s；87例前列腺增生的ADC值95%CI為0.696～1.068×10-3mm2/s。 前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的ROC曲線最佳臨界值結(jié)合95%CI最低ADC值分布見表2，0.402×10-3mm2/s≤最低ADC值≤0.710×10-3mm2/s，考慮為前列腺癌（圖2），準確率為97.14%；0.710×10-3mm2/s＜最低ADC值≤1.068×10-3mm2/s，考慮為前列腺增生（圖3），準確率為98.85%；最低ADC值＜0.402×10-3mm2/s，考慮為前列腺出血或鈣化（圖4）。

圖1 前列腺內(nèi)腺癌的ROC曲線

表1 前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生最低ADC值的ROC曲線及平均值比較

表2 前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的最低ADC值分布（例）

3 討論

前列腺解剖分為前纖維肌肉基質(zhì)帶、尿道周圍腺區(qū)、移行帶、中央帶和外周帶，其中尿道周圍腺區(qū)、移行帶和中央帶合稱中央腺體[2]。移行帶和尿道周圍腺區(qū)組成內(nèi)腺，中央帶和外周帶組成外腺。前列腺增生主要發(fā)生于內(nèi)腺[3]，增生的內(nèi)腺向周圍壓迫外腺使其變薄成為外科包膜，這是經(jīng)尿道前列腺切除的解剖基礎。經(jīng)尿道激光/電切除前列腺內(nèi)腺，保留外腺，含有射精管的中央帶未切除。中央帶位于近段尿道前列腺的后部，扁平、楔形，底部向上，尖端向下至精阜[2,4]，中央帶通過前列腺前括約肌與前外側(cè)移行帶及前方尿道周圍腺區(qū)相隔[2]。經(jīng)尿道切除的前列腺中央腺體癌不包括中央帶。經(jīng)尿道切除其后方增生的中葉并非中央帶，而是向后方增生的尿道周圍腺區(qū)，中央帶受壓變薄[5]。

圖2 男，75歲，前列腺內(nèi)腺癌相同層面多參數(shù)信號強度比較。

圖3 男，69歲，Ⅱ級前列腺上皮內(nèi)瘤相同層面多參數(shù)信號強度比較。

圖4 男，57歲，中級別前列腺內(nèi)腺癌，最低ADC值0.674×10-3 mm2/s，出血或鈣化相同層面多參數(shù)信號強度比較。

B0DWI是帶有平面回波成像的T2WI序列，其既有T2WI的特性，又有自身的特性。本研究發(fā)現(xiàn)，B0DWI對較小的鈣化不敏感，低信號代表前列腺出血或較大鈣化，B0DWI顯示低信號的敏感程度優(yōu)于B1200DWI和T2WI序列。本研究中5例對應ADC圖的B0DWI黑色或灰黑色信號的病灶，其中4例出現(xiàn)于前列腺內(nèi)腺癌中，最低ADC值＜0.402×10-3mm2/s；1例出現(xiàn)于前列腺良性增生中，最低ADC值為0.521×10-3mm2/s，排除這5個病灶而選擇與ADC圖低信號對應的B0DWI灰色至白色信號的感興趣區(qū)，其結(jié)果與病理結(jié)果一致，提示前列腺癌較前列腺增生易出血。臨床上，當最低ADC值＜0.402×10-3mm2/s時，需考慮出血或鈣化的可能，并非癌灶，要選取其余ADC值。盡管B0DWI序列能顯示出血灶，但其顯示出血灶的敏感程度低于磁敏感加權(quán)序列，B0DWI顯示的灰黑色可能是病灶和出血灶的混合。本研究中僅1例最低ADC值＜0.402×10-3mm2/s的前列腺內(nèi)腺癌，其ADC值為0.385×10-3mm2/s，其余部位的感興趣區(qū)ADC值介于0.402～0.710×10-3mm2/s之間，避免了該最低ADC值對診斷造成的干擾。

1例PINⅠ級的最低ADC值為0.617×10-3mm2/s（手術(shù)），標準分數(shù)為-2.27，為離群值，其原因可能是激光對前列腺的汽化作用導致前列腺組織丟失[6]。本研究納入的PINⅠ級和PINⅡ級是前列腺腺泡上皮和導管小管的異常增生，屬于不典型增生[7]。Ⅰ級PIN稱為低級別PIN；Ⅱ級和Ⅲ級PIN合稱為高級別PIN，是一種癌前病變[8]。本研究中6例Ⅱ級PIN作為癌前病變，需連續(xù)隨訪5年以上[9]。

1例最低ADC值＞0.71×10-3mm2/s的前列腺內(nèi)腺癌最低ADC值為0.803×10-3mm2/s（穿刺+手術(shù)），直腸指診未觸及質(zhì)硬結(jié)節(jié)，超聲提示前列腺增生伴鈣化，總前列腺特異性抗原為58.340 ng/ml，Gleason評分3+3=6分，稱為前列腺偶發(fā)癌。目前，前列腺偶發(fā)癌的定義為前列腺良性增生患者術(shù)前經(jīng)直腸指診和影像檢查未發(fā)現(xiàn)明確異常，經(jīng)前列腺根治術(shù)或經(jīng)尿道前列腺切除的標本中，組織學檢查發(fā)現(xiàn)的前列腺癌[10]。臨床上，經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺活檢已成為一種重要的常規(guī)檢查方法，其發(fā)現(xiàn)的前列腺癌也應稱為偶發(fā)癌。前列腺偶發(fā)癌未對前列腺特異性抗原有所限定，因為在前列腺增生、前列腺炎和其他非惡性疾病中血清前列腺特異性抗原也可能升高，使前列腺癌和前列腺增生的前列腺特異性抗原水平存在較大范圍的重疊。本研究發(fā)現(xiàn)1例前列腺偶發(fā)癌，Gleason評分為中分化腺癌，最低ADC值位于前列腺增生的最低ADC值范圍內(nèi)。

盡管前列腺內(nèi)腺病變最低ADC值的部位與經(jīng)尿道切除的碎標本失去對應關系，但前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的ROC曲線下面積均為0.991，證明了本研究的可行性，相應前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的診斷準確率分別為94.59%和97.72%，結(jié)合95%CI相應診斷準確率分別為前列腺內(nèi)腺癌97.14%和前列腺增生98.85%，ROC曲線和95%CI相結(jié)合能提高前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生的診斷準確率。李鵬等[11]通過3.0T MR，b值取800 s/mm2得出診斷前列腺癌的界值為1.05×10-3mm2/s，準確度為94.32%。本研究采用的參數(shù)不同，得出的診斷界值不同，但診斷準確率為94.59%，與該研究相似。此外，本研究嘗試通過GE 1.5T MR采用b值800 s/mm2對5例前列腺癌和10例前列腺增生進行最低ADC值測量，兩者的最低ADC值尚未發(fā)現(xiàn)交叉，測量的數(shù)值與GE 3.0T MR b值取1200 s/mm2時的最低ADC值存在較大差異，但是這種研究方法仍然具有很高的可行性和實用性。

對于DWI、磁共振波譜成像和動態(tài)磁共振增強的診斷效能，趙蓮萍等[12]研究認為ADC值的診斷效能最高，ROC曲線下面積為0.97，接近本研究的曲線下面積。宋惠貞等[13]通過動態(tài)增強磁共振和擴散張量成像研究前列腺中央?yún)^(qū)良、惡性結(jié)節(jié)，認為兩者聯(lián)合診斷（ROC曲線下面積為0.94）較單獨診斷具有更高的診斷準確性。近年研究通過擴散峰度成像（DKI）和DWI的單指數(shù)模型、雙指數(shù)模型和拉伸指數(shù)模型研究診斷前列腺癌的價值。關于DKI的K值和DWI的ADC值診斷效能，Tamada等[14]采用3.0T MR對285例前列腺癌患者進行檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DKI的診斷價值并未高于DWI，K值和ADC值的診斷效能相似。針對指數(shù)模型的研究認為，單指數(shù)模型ADC值診斷前列腺癌的效能較高[15]，本研究結(jié)果支持這一結(jié)論。

本研究存在一定的局限性，手術(shù)切除的標本和穿刺標本與MRI選取最低ADC值的部位失去對應關系，存在取樣偏差。PINⅡ級的樣本量過少，未發(fā)現(xiàn)PINⅢ級患者，導致對前列腺增生的區(qū)分受到限制。

總之，測量前列腺病變ADC值時需避開B0DWI代表出血、鈣化的低信號區(qū)域。ROC曲線和95%CI相結(jié)合能進一步提高診斷準確率。MRI最低ADC值能對前列腺內(nèi)腺癌和前列腺增生進行鑒別診斷，具有重要的臨床應用價值。