MR多參數(shù)成像定量參數(shù)值評估外周帶前列腺癌侵襲性

姚 楠，龍晚生

(江門市中心醫(yī)院 中山大學(xué)附屬江門醫(yī)院放射科，廣東 江門 529030)

前列腺癌在歐美國家男性惡性腫瘤中發(fā)病率居第1位，致死率居第2位[1]，在我國也已成為發(fā)病率最高的男性泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤[2]，其侵襲性是影響治療與預(yù)后的決定性因素。前列腺癌病理學(xué)Gleason評分是判斷其侵襲性最主要的獨(dú)立預(yù)測因素[3]。2014年國際泌尿病理學(xué)會(international society of urological pathology, ISUP) 提出根據(jù)前列腺癌組織中含有Gleason分級4級的腺管成分的比例對Gleason評分為7分的前列腺癌組織進(jìn)行區(qū)分。一項(xiàng)研究[4]追蹤20 845例接受前列腺全切術(shù)的前列腺癌患者及4個多中心聯(lián)合研究的16 176例經(jīng)穿刺證實(shí)前列腺癌患者的無生化復(fù)發(fā)生存年限，發(fā)現(xiàn)生存年限與術(shù)后病理結(jié)果呈明顯負(fù)相關(guān)，尤其ISUP<3級及ISUP≥3級患者術(shù)后無生化復(fù)發(fā)差距較大。因此，區(qū)分ISUP<3級和ISUP≥3級前列腺癌，對臨床選擇治療方案及預(yù)后評估至關(guān)重要，且前列腺癌ISUP分級可提高細(xì)針穿刺活檢病理與根治性前列腺切除術(shù)術(shù)后病理之間的一致性[5]。多參數(shù)MRI(multi-parameter MRI, mp-MRI)是目前診斷前列腺疾病的最佳影像學(xué)方法，可全面評估前列腺成分，從解剖及分子學(xué)角度評價前列腺疾病的細(xì)胞及脈管成分[6]。mp-MRI診斷前列腺癌主要依靠視覺分析法[7-9]或通過使用模型[10-12]。本研究探討mp-MRI定量參數(shù)值對判斷前列腺癌侵襲性的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2017年8月—2019年3月中山大學(xué)附屬江門醫(yī)院對417例初診外周帶前列腺癌患者進(jìn)行mp-MR檢查，最終納入研究41例，年齡54～78歲，平均(63.3±8.2)歲，共獲得69份前列腺癌病理標(biāo)本。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床疑診前列腺癌，前列腺特異抗原(prostate specific antigen, PSA)>4 μg/ml，或直腸指檢疑診前列腺結(jié)節(jié)；② 檢查前未經(jīng)任何相關(guān)治療；③穿刺前接受統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的前列腺mp-MRI；④檢查后2周內(nèi)接受超聲引導(dǎo)下12針經(jīng)直腸穿刺前列腺活檢。排除標(biāo)準(zhǔn)：①臨床、病理或影像學(xué)資料不完整，或病理與影像學(xué)難以定位病灶；②病理證實(shí)為良性病變，或病灶位于中央腺體區(qū)。本研究經(jīng)院倫理委員會審查批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 以Philips 3.0T Ingenia MR儀行前列腺常規(guī)MR、DWI、T2-mapping及PWI序列檢查。射頻發(fā)射線圈為體部線圈，接收線圈為腹部32通道相控陣線圈。掃描前囑患者保持膀胱適當(dāng)充盈，行仰臥位掃描，使定位線位于恥骨聯(lián)合。PWI：先掃描5°、15°雙翻轉(zhuǎn)角T1-mapping，再行常規(guī)動態(tài)增強(qiáng)MRI(dynamic contrast enhanced MRI, DCE-MRI)，于第4個時相末以高壓注射器經(jīng)手背靜脈團(tuán)注對比劑Gd-DTPA，流率為3 ml/s，劑量0.1 mmol/kg體質(zhì)量，再以相同流率跟注20 ml生理鹽水沖管。每個掃描周期3.4 s，共80個周期。動態(tài)增強(qiáng)軸位FFI-T1W序列掃描參數(shù)：TR 4.0 ms，TE 2.0 ms，翻轉(zhuǎn)角8°；高b值軸位DWI(b值=0、1 500 s/mm2) TR 5 146 ms， TE 96 ms，翻轉(zhuǎn)角度90°；T2-mapping掃描參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 11、21、32、43、54、64、75、86、96 ms。

1.3 病理診斷 由泌尿外科醫(yī)師標(biāo)記超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸12針穿刺前列腺活檢標(biāo)本及根治性前列腺切除術(shù)術(shù)后標(biāo)本并送檢。對送檢標(biāo)本經(jīng)常規(guī)取材、固定、包埋、切片后行HE染色。由2名具有高級職稱的病理醫(yī)師討論后確定診斷。

1.4 圖像分析 將mp-MRI圖像導(dǎo)入Intellispace Portal后處理工作站進(jìn)行處理。DCE-MRI后處理：選取人群平均動脈輸入函數(shù)；采用Tofts藥代動力學(xué)模型作為灌注模型，計(jì)算灌注參數(shù)值，以轉(zhuǎn)移常數(shù)(transfer constant,Ktrans)描述對比劑經(jīng)血漿向血管外細(xì)胞外間隙彌散的能力，單位為min-1；以洗脫系數(shù)(washout coefficient, Kep)描述對比劑經(jīng)血管外細(xì)胞外間隙流向血漿的能力，單位為min-1；以EES體積分?jǐn)?shù)(EES volume fraction, Ve)描述血管外細(xì)胞外間隙的比例；血管間隙體積分?jǐn)?shù)(vascular space volume fraction, Vp)為微血管所占比例。根據(jù)DWI圖像擬合數(shù)據(jù)生成ADC圖，以多回波單指數(shù)衰減擬合測量T2值。放置ROI：將PI-RADS V2推薦的MR分區(qū)圖內(nèi)的外周帶區(qū)域與12針穿刺活檢區(qū)域進(jìn)行一一對應(yīng)，剔除空間定位不明確病灶；選取病灶最大層面，用輪廓ROI法進(jìn)行標(biāo)記，盡量避開前列腺外結(jié)構(gòu)及前列腺內(nèi)鈣化及出血。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。ISUP<3級組與ISUP≥3級組間前列腺癌mp-MRI參數(shù)值以±s表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。運(yùn)用ROC曲線評估ISUP<3級與ISUP≥3級的獨(dú)立預(yù)測因子及聯(lián)合指標(biāo)的診斷效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

69份前列腺癌組織中，61份經(jīng)超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸穿刺活檢獲得，8份經(jīng)前列腺全切術(shù)后獲得，其中ISUP分級評分1級9份、2級18份、3級15份、4級17份、5級10份。見表1。

表1 組間mp-MRI參數(shù)值比較(±s)

表1 組間mp-MRI參數(shù)值比較(±s)

組別T2(ms)ADC(mm2/s)Ktrans(×10-3/min)Kep(×10-3/min)VeVpISUP<3級組(n=27)67.69±8.130.63±0.1188.55±32.54513.56±262.72232.34±193.049.69±7.19ISUP≥3級組(n=42)63.90±6.910.50±0.09110.95±32.99573.37±176.52178.02±81.649.14±5.56t值2.0705.360-2.770-1.1301.6200.360P值0.076<0.0010.0130.3600.2350.763

69份前列腺癌組織mp-MRI多參數(shù)圖均表現(xiàn)為外周帶結(jié)節(jié)或腫塊，T2WI呈低信號，DWI圖呈高信號，相應(yīng)ADC圖呈低信號；DCE顯示病變早期強(qiáng)化，強(qiáng)化曲線分為2型，其中47份強(qiáng)化曲線為Ⅰ型(快進(jìn)快退)，22份為Ⅱ型(快進(jìn)慢退)。見圖1。

圖1 患者男，65歲，左側(cè)外周帶前列腺癌，PSA=6.36 μg/ml，ISUP 4級 A.T2WI顯示病灶位于左側(cè)外周帶； B.ADC圖呈明顯低信號； C.T2-mapping圖呈明顯低信號； D.DCE圖顯示強(qiáng)化曲線為Ⅰ型； E.滲透微彩圖顯示病灶Ktrans、Kep、Ve、Vp值均不同程度升高(圖中紅色代表高灌注、紫色代表低灌注)

前列腺癌ISUP<3級組ADC值明顯高于ISUP≥3級組(P<0.05)，Ktrans值明顯低于ISUP≥3級組(P<0.05)。

聯(lián)合應(yīng)用定量參數(shù)ADC值和Ktrans值判斷ISUP<3級和ISUP≥3級前列腺癌的敏感度和準(zhǔn)確率較單獨(dú)指標(biāo)有所提高。見表2、圖2。

圖2 Ktrans(A)、ADC(B)及其聯(lián)合(C)判斷ISUP<3級與ISUP≥3級外周帶前列腺癌的ROC曲線

表2 運(yùn)用ROC評估ADC、Ktrans及聯(lián)合指標(biāo)的診斷效能

3 討論

根據(jù)美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(national comprehensive cancer network, NCCN)臨床實(shí)踐指南前列腺癌篇，對初診前列腺癌患者進(jìn)行風(fēng)險分層的主要依據(jù)包括前列腺癌T分期、Gleason評分/ISUP分級、PSA、前列腺特異抗原密度(prostate specific antigen density, PSAD)及穿刺陽性針數(shù)，其中Gleason評分/ISUP分級是決定治療方法及預(yù)后的最主要的獨(dú)立預(yù)測因素[13]。近年來主要嘗試?yán)胢p-MRI對前列腺癌進(jìn)行影像學(xué)評估，相關(guān)研究[14-16]結(jié)果表明mp-MRI對檢出臨床重要型前列腺癌具有重要意義。

前列腺癌mp-MRI表現(xiàn)為T2WI低信號，DWI呈高信號，動態(tài)增強(qiáng)呈早期強(qiáng)化，以上為PI-RADS V2推薦的MRI診斷前列腺癌標(biāo)準(zhǔn)。在前列腺功能MR圖像中，前列腺癌因彌散受限而DWI呈明顯高信號，且彌散受限程度隨b值增大呈明顯增高趨勢，PI-RADS推薦采用b>1 400 s/mm2評價前列腺彌散受限程度，目的在于減輕小b值灌注效應(yīng)對前列腺DWI高信號造成的干擾[17]。ADC圖能定量水分子彌散受限程度，并反映在ADC值上。本研究發(fā)現(xiàn)ISUP<3級與ISUP≥3級組間ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ISUP≥3級組前列腺癌ADC值更低；與之對應(yīng)的病理學(xué)改變?yōu)镮SUP分級較高的前列腺癌組織內(nèi)部細(xì)胞組織異型性更高，低分化腫瘤細(xì)胞更多，細(xì)胞密集度更大，更缺乏正常腺管腺腔成分。VERMA等[18]發(fā)現(xiàn)ADC值與外周帶前列腺癌Gleason評分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.39)，與移行帶前列腺癌之間無明顯相關(guān)。VARGAS等[19]分析51例前列腺癌，發(fā)現(xiàn)較低的ADC值與較高的Gleason評分顯著相關(guān)(P=0.017)。

前列腺癌為富血供腫瘤。正常前列腺由膀胱下動脈供血。免疫組織化學(xué)顯示前列腺癌微血管密度、血管內(nèi)皮生長因子、TSP-1及p53等血管生成因子表達(dá)均明顯增高[20]，提示其內(nèi)存在大量新生血管。本研究中DCE-MRI采用全新的Tofts藥代動力學(xué)模型作為灌注模型，可計(jì)算得出組織內(nèi)血流灌注及微環(huán)境改變。本研究ISUP≥3級組mp-MRI參數(shù)值中的Ktrans值明顯高于ISUP<3級組。Ktrans值高表示惡性程度高的前列腺癌組織內(nèi)的血流從血漿流入血管外細(xì)胞外間隙，或從血管外細(xì)胞外間隙流入血漿的速度更快，即腫瘤惡性程度越高，其內(nèi)不完整新生毛細(xì)血管越多，血液在兩個細(xì)胞外間隙內(nèi)的交換速度越快，與SANZ-REQUENA等[21]的結(jié)果相符。

以前列腺mp-MRI定量參數(shù)ADC值和Ktrans值相結(jié)合作為聯(lián)合指標(biāo)，其判斷前列腺癌ISUP<3級和ISUP≥3級的診斷效能較單個指標(biāo)有所提高，提示mp-MRI具有較高診斷效能，而聯(lián)合多參數(shù)成像仍然是提高診斷效能的有效手段。

本研究的局限性：僅獲得69份前列腺癌組織，其中ISUP<3級組較少；病理結(jié)果大多來自穿刺樣本，有待改進(jìn)。

綜上所述，mp-MRI定量參數(shù)值A(chǔ)DC值與Ktrans能用于鑒別ISUP<3級和ISUP≥3級前列腺癌，且二者聯(lián)合診斷價值更高。