磁共振功能成像在診斷前列腺癌的應(yīng)用價值

勵楊晟 高鋮鋮 錢琦 林敏

我國前列腺癌的患病人數(shù)不斷上升，早發(fā)現(xiàn)、早治療能明顯提高患者生存率并改善其預(yù)后。超聲及前列腺特異性抗原（PSA）檢查作為篩查前列腺癌的方法臨床上被廣泛應(yīng)用，然而在辨別前列腺良惡性病變上，兩者特異性都較低。MRI因有較高的軟組織分辨率，已被臨床廣泛應(yīng)用于包括前列腺在內(nèi)的軟組織檢查中。

1 MR常規(guī)成像

MRI 常規(guī)掃描獲得T1WI、T2WI 序列，正常前列腺在T1WI 上呈均勻的中等信號，前列腺癌患者癌區(qū)與非癌區(qū)在T1WI 上的信號差異小，對癌灶的檢出意義不大。正常前列腺T2WI 序列中央帶與移行帶呈較低信號，常不易區(qū)分，兩側(cè)對稱的外周帶呈高信號，發(fā)生在外周帶的癌灶表現(xiàn)為高信號區(qū)域中出現(xiàn)結(jié)節(jié)狀、片狀低信號［1］。劉勇等［2］使用常規(guī)序列診斷前列腺癌的檢出率為83%，敏感性80%、特異性84%，準(zhǔn)確率89%。作者認(rèn)為干擾其診斷的原因是發(fā)生在外周帶的炎癥、增生、穿刺后的出血也能在T2WI 上表現(xiàn)為低信號，無法與癌灶區(qū)分，另外發(fā)生在中央帶及移行帶的前列腺癌也難以與前列腺增生鑒別。基于上述原因，僅使用常規(guī)序列診斷前列腺癌準(zhǔn)確率低，提供信息少，單獨使用價值不大。

2 MR功能成像

2.1 擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI） DWI 成像基于水分子的布朗運動，可以反映細(xì)胞間隙內(nèi)水分子的受限情況［3］。其參數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）反映水分子的擴(kuò)散程度，并能提供更客觀的定量數(shù)據(jù)。前列腺癌細(xì)胞增殖快，排列密實，水分子擴(kuò)散受限，DWI 序列上表現(xiàn)為高信號，ADC 圖上呈低信號，且癌區(qū)ADC 值明顯低于非癌區(qū)，這一觀點已被國內(nèi)外專家認(rèn)同，但目前尚無統(tǒng)一的界定值。學(xué)者們另一分歧主要集中在b 值的選擇上。b 值即擴(kuò)散敏感系數(shù)，反映擴(kuò)散能力的強(qiáng)弱，b 值越小，T2 透過效應(yīng)越大，圖像信噪比越高，b 值越大，對擴(kuò)散越敏感，但圖像信噪比越低，選取最合適的b 值才能兼顧圖像信噪比并獲得真正擴(kuò)散信息，提高DWI 對前列腺癌的診斷率。歐洲泌尿生殖放射學(xué)會及美國放射學(xué)會認(rèn)為當(dāng)b>1400s/mm2，圖像能更好的區(qū)分前列腺癌區(qū)與非癌區(qū)［4］。Zhang 等［5］表示當(dāng)b 取1000、2000 時，DWI 診斷敏感度分別為73.1%、88.1%。有學(xué)者呈相反意見認(rèn)為b>1000s/mm2時，隨著b 值的增大，癌區(qū)與非癌區(qū)的信號差異并未顯著提高。

針對學(xué)者們在ADC 值與b 值選取上的觀點差異，作者認(rèn)為可能與掃描機(jī)器的型號、磁場強(qiáng)度不同、樣本量的選取以及個體差異有極大的關(guān)系，要獲得統(tǒng)一的界定值，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，根據(jù)不同的機(jī)型場強(qiáng)具體分析；獲取前列腺癌病理時的穿刺點并不能準(zhǔn)確的與影像圖像對應(yīng)，這也會使ADC 值有所偏差。盡管有諸多分歧，且DWI 圖像偽影大、信噪比差，但DWI 仍在前列腺癌的診斷中占據(jù)重要地位，因其掃描時間短、可重復(fù)性強(qiáng)，且具有較高的診斷效能，顧娟［6］認(rèn)為ADC 值診斷前列腺癌的靈敏度為68.3%，特異度為62.8%，準(zhǔn)確率為65.6%。

2.2 體素內(nèi)不相干運動擴(kuò)散加權(quán)成像（IVIM-DWI） IVIM是在單指數(shù)模型DWI 基礎(chǔ)上發(fā)展出來的雙指數(shù)模型，通過設(shè)立多個b 值實現(xiàn)擴(kuò)散信息與灌注信息的分離。低b 值時DWI 的信號主要反映灌注所致擴(kuò)散效應(yīng)信息，高b 值時主要反映純水分子擴(kuò)散效應(yīng)。同時計算出定量參數(shù)D（單純擴(kuò)散系數(shù)）、D*（假性擴(kuò)散系數(shù)）、f（灌注分?jǐn)?shù)）。杜舒曼等［7］認(rèn)為D 值診斷前列腺癌的敏感度為70.4%，特異度為91.7%，D*值分別為55.%、61.1%，f 值分別為77.8%、80.6%。萬紅燕［8］認(rèn)為只有D 值在前列腺癌區(qū)與非癌區(qū)的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，大部分學(xué)者認(rèn)同這一觀點。許多學(xué)者認(rèn)為D*、f 值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這可能與b 值的選取有關(guān)，同DWI 一樣，IVIM 在b 值的選取上尚無統(tǒng)一界定值，但b值會對參數(shù)計算產(chǎn)生影響。D*、f 值的測量可重復(fù)性差，可能存在一定統(tǒng)計誤差。Dopfert 認(rèn)為f 值在鑒別癌與非癌組織中有統(tǒng)計學(xué)意義，但可能與其樣本量僅為13 例，存在隨機(jī)誤差有關(guān)。IVIM 既能反映擴(kuò)散信息，又能反映灌注信息，較DWI其參數(shù)值剔除灌注效應(yīng)，具有更高的準(zhǔn)確性，然而IVIM 應(yīng)用于前列腺的診斷上時間少，無大數(shù)據(jù)支持，仍然需要進(jìn)一步研究。

2.3 磁共振動態(tài)增強(qiáng)（DCE-MRI） DCE-MRI 是通過靜脈注射對比劑后造成掃描區(qū)域T1 信號縮短所獲得的圖像，能非侵入性、準(zhǔn)確、迅速地評估組織微循環(huán)的灌注情況。DCE-MRI 的相關(guān)參數(shù)可分為定性參數(shù)、半定量參數(shù)及定量參數(shù)三種。定性參數(shù)主要通過肉眼觀察前列腺感興趣區(qū)的強(qiáng)化情況，并根據(jù)信號隨時間的變化繪制時間信號曲線。該曲線根據(jù)形態(tài)可分為流入型、平臺型及流出型，因前列腺腫瘤血管通透性高，對比劑在組織與血管腔內(nèi)易于進(jìn)出，故曲線成流出型。半定量參數(shù)則是根據(jù)繪制的TIC 曲線，計算出對比劑信號的達(dá)峰時間、曲線最大斜率等數(shù)據(jù)。丁碧嬌等［9］國內(nèi)外學(xué)者皆認(rèn)為半定量參數(shù)能有效區(qū)分前列腺癌與非癌組織。定量參數(shù)的測量則是通過獲得動脈輸入函數(shù)，建立藥代動力學(xué)“雙室”模型，計算出前列腺感興趣區(qū)的容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、速率常數(shù)（Kep）和血管外細(xì)胞外間隙容積比（Ve），這些參數(shù)主要反映腫瘤血管的通透性。前列腺惡性腫瘤細(xì)胞生長快，微血管多，雜亂、密集，血管內(nèi)皮細(xì)胞不成熟、不完整，故通透性較高。目前普遍認(rèn)為前列腺癌區(qū)Ktrans、Kep值明顯大于非癌區(qū)，但Ve 值的診斷價值尚存在爭議。景國東等［10］認(rèn)為Ve 值在前列腺癌與非癌組織中無統(tǒng)計學(xué)差異，但另有研究認(rèn)為前列腺癌的Ve 值高于非癌區(qū)，要明確Ve 值的診斷價值，或許還需要大樣本進(jìn)一步實驗探究。綜上三種參數(shù)，定性參數(shù)臨床上最常用，但提供的信息少，受影像醫(yī)師主觀感受影響大；半定量及定量參數(shù)雖能提供更多微循環(huán)灌注信息，但由于前列腺癌結(jié)節(jié)與中央帶增生結(jié)節(jié)強(qiáng)化方式、Ktrans、Kep值存在部分重疊的原因，給診斷帶來了一定困難。

DCE-MRI 成像技術(shù)信噪比高，在各個系統(tǒng)疾病的應(yīng)用上都較成熟，能獲得豐富的參數(shù)提供較多信息，在前列腺的診斷上也具有一定的診斷效能。Panebianco 在研究定量參數(shù)時認(rèn)為其診斷前列腺癌的特異性89.5%，敏感性為76.5%，陽性預(yù)測值84.5%，陰性預(yù)測值83.7%。但該技術(shù)的應(yīng)用增加檢查費用和時間，造成對比劑的安全隱患。有研究認(rèn)為MR 對比劑的使用可能與腎源性系統(tǒng)纖維化有關(guān)。

2.4 動脈自旋標(biāo)記技術(shù)（ASL） ASL 不依賴于對比劑的使用，原理是通過發(fā)射射頻脈沖標(biāo)記血液質(zhì)子，引起T1WI 的信號變化，獲得Control 控制像與Label 標(biāo)記像，兩者相減得到ASL 灌注圖，并通過定量分析軟件獲得對血流量（BF）的估算。李飛宇等［11］通過研究顯示，前列腺癌區(qū)的BF 值明顯高于非癌區(qū)，Cai 等［12］的研究也支持上述觀點，她還進(jìn)一步指出其實驗結(jié)果與DCE-MRI 所得結(jié)果具有一致性。ASL 目前在神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用已日臻成熟，但在前列腺疾病上的應(yīng)用并不廣泛，國內(nèi)外文獻(xiàn)對其診斷效能的研究也較少，這可能與其掃描圖像范圍小，易受運動偽影影響，信噪比較差，且只能獲得BF 一種灌注參數(shù)這些原因有關(guān)，但是ASL 掃描簡單易行，不需要造影劑，可重復(fù)檢查，也能有效監(jiān)測出前列腺癌區(qū)與非癌區(qū)之間的血流灌注差異，有較好的臨床應(yīng)用前景。

2.5 磁共振波譜成像（MRS） 在相同溫度、均勻外磁場下，同一原子核由于所處分子結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)動頻率出現(xiàn)不同。MRS 正是利用這一原理定量分析特定原子核及其化合物，并以譜線的方式呈現(xiàn)出來，以此區(qū)分正常組織和腫瘤組織所處微環(huán)境的差異，以達(dá)到鑒別良惡性的目的。枸緣酸鹽（Cit）、膽堿（Cho）、肌酸激酶（Cre）為前列腺的代謝物質(zhì)，易檢測且在良惡性病變中含量不同。男性精液中存在Cit，因正常或增生的前列腺組織可分泌和濃縮Cit，而前列腺癌細(xì)胞具有異型性，該功能部分或全部喪失，Cit 含量少，波譜上表現(xiàn)為峰值減低；Cho 參與細(xì)胞膜的形成，前列腺癌細(xì)胞增殖快，Cho 含量多，波譜上表現(xiàn)為峰值升高；而Cre 與能量代謝有關(guān)，在良惡性病變中含量相近，譜線中與Cho 峰比較接近不易區(qū)分，故兩者常共同計算。由此，通常采用（Cho+Cre）/Cit 作為衡量患者組織代謝物的變化的指標(biāo)。有研究分別認(rèn)為比值（Cho+Cre）/Cit>0.99、（Cho+Cre）/Cit>2.0 可考慮前列腺癌，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，且差異較大。筆者認(rèn)為這可能與個體差異較大有關(guān)，同時MRS 技術(shù)對磁場均勻度、取值區(qū)域的準(zhǔn)確性要求較高，也可能造成結(jié)果的偏差。目前MRS 在臨床上的應(yīng)用并不普及，這可能與該技術(shù)掃描要求高，掃描時間長，對較小的病灶診斷準(zhǔn)確率低等原因有關(guān)，然而趙蓮萍［13］在研究MRS 診斷前列腺癌時表明其敏感度為87.5%，特異度為87.1%，診斷效能較高，聯(lián)合常規(guī)序列及DWI 序列準(zhǔn)確性能達(dá)95%，想必隨著MRS 技術(shù)的發(fā)展，其在前列腺癌的診斷中將會發(fā)揮更重要的作用。

2.6 磁敏感加權(quán)成像（SWI） SWI 是一種利用組織敏感性不同而成像的技術(shù)，脫氧血紅蛋白、微量鐵沉積等可以引起微小的磁場不均勻，而SWI 對這種不均勻的磁場具有極高的敏感性。故SWI 序列對前列腺微出血的檢出率高于其他序列。前列腺癌血管結(jié)構(gòu)功能異常、微血管脆弱不穩(wěn)定，較正常組織有更高的出血傾向，且惡性程度越高，越容易出血，有學(xué)者利用SWI 技術(shù)發(fā)現(xiàn)前列腺癌區(qū)較非癌區(qū)更易出血，說明SWI 序列能有效鑒別前列腺良惡性病變。ESWAN 序列在SWI 序列的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級，獲得了更高的信噪比和更短的掃描時間，并可以提取R2*值、T2*值等多個參數(shù)。R2*值是梯度回波序列的橫向弛豫率，組織內(nèi)的磁敏感物質(zhì)如脫氧血紅蛋白越多，R2*值越大，T2*值與R2*值互為倒數(shù)。Jian-Ying 等［14］發(fā)現(xiàn)R2*值和T2*值在前列腺癌與非癌區(qū)的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。佟梓濱［15］研究表明R2*診斷前列腺癌效能最高，其靈敏度為92.3%，特異度為83.3%，陽性預(yù)測值為82.8%，陰性預(yù)測值為92.6%。該技術(shù)在前列腺疾病上的應(yīng)用國內(nèi)外文獻(xiàn)較少，參數(shù)T2*值、R2*值并沒有臨床統(tǒng)一的界定值，仍需更大樣本的研究。同時影響SWI 信號的因素較多，比如場強(qiáng)，PH 值等，給研究帶了難度。但相信隨著未來MR 場強(qiáng)的提升，技術(shù)的優(yōu)化以及參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，SWI 可以作為常規(guī)序列的補(bǔ)充應(yīng)用于前列腺癌的診斷中。

3 小結(jié)與展望

前列腺癌發(fā)病率逐年提升，早診斷、早治療可明顯改善患者的預(yù)后情況。近年來，隨著MR 技術(shù)的迅速發(fā)展，MR功能成像因其能從不同的角度提供組織的微觀信息，已廣泛應(yīng)用于前列腺癌的診斷中。DWI 序列掃描時間短、敏感性強(qiáng)，可反映水分子的受限情況，DCE-MRI 參數(shù)多，可提供微循環(huán)灌注情況；IVIM 與ASL 在提供灌注信息的同時無需使用對比劑，IVIM 還同時提供了擴(kuò)散信息；MRS 顯示微環(huán)境化合物含量的差異，而SWI 則提供微出血的相關(guān)信息。MR 多模態(tài)聯(lián)合成像因其能集各家所長，提供更豐富的信息，有效提高診斷的準(zhǔn)確率［16］，已逐漸成為應(yīng)用趨勢，歐洲放射學(xué)更是將T2WI+DCE+DWI 聯(lián)合成像作為前列腺檢查的優(yōu)先序列。但也有觀點表明僅用T2WI 和DWI 兩個序列與上述三個序列掃描相比結(jié)果并無太大差異。目前的技術(shù)，各功能成像都有其弊端，而在聯(lián)合成像時太多序列的共同應(yīng)用勢必會延長掃描時間，加大掃描難度，增加費用。但是相信在不久的將來，隨著MR 場強(qiáng)的不斷提高，各個功能成像技術(shù)、參數(shù)以及聯(lián)合成像掃描方案的不斷優(yōu)化，MR 將會在前列腺癌的診斷與鑒別診斷中發(fā)揮更重要的作用，甚至在疾病的分期以及療效評估中發(fā)揮作用。