多高b值擴(kuò)散加權(quán)成像聯(lián)合T2WI對移行區(qū)前列腺癌的診斷價值

劉娜，卑貴光，李玉澤，王聰

（1.錦州醫(yī)科大學(xué)北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，沈陽 110812；2.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，沈陽 110812）

隨著我國人口老齡化加劇，前列腺增生和前列腺癌的發(fā)病率也逐年升高［1］。研究［2］顯示前列腺癌75%發(fā)生在外周帶，25%發(fā)生在中央?yún)^(qū)和移行區(qū)。目前，研究［3-4］表明25%～30%的中央?yún)^(qū)前列腺癌是移行區(qū)前列腺增生發(fā)展惡變而來。與外周帶前列腺癌（peripheral zone prostate cancer，PZ-PCa）不同，移行區(qū)前列腺癌（transition zone prostate cancer，TZ-PCa）以低分化和器官受侵更常見，前列腺特異性抗原（prostate-specific antigen，PSA）水平更高［5］。已有研究［6］顯示早期TZ-PCa行前列腺根治術(shù)預(yù)后良好，但TZ-PCa常常發(fā)現(xiàn)較晚，大部分患者采用了內(nèi)分泌、放化療和手術(shù)治療，復(fù)發(fā)率約為16%，而且高級別TZ-PCa術(shù)后切緣陽性概率較高［2］，因此，盡早診斷和治療TZ-PCa非常重要［7］。本研究回顧性分析2018年1月至2019年10月北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科行前列腺常規(guī)磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）［常規(guī)b值DWI（single-b-value DWI，SBDWI；b=1 000 s/mm2）及多高b值DWI（multi-high b-value DWI，MB-DWI；b分別為2 000 s/mm2、3 000 s/mm2）］檢查、并行穿刺活檢或手術(shù)病理證實移行區(qū)病變的70例患者臨床資料。探討不同b值DWI聯(lián)合T2WI對移行區(qū)前列腺癌的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2018 年1月至2019 年10月北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科行前列腺常規(guī)MRI、DWI檢查并行穿刺活檢及手術(shù)病理證實移行區(qū)病變的70例患者臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）相關(guān)臨床診療數(shù)據(jù)完整、MRI及DWI影像資料完整；（2）行MRI檢查前均未經(jīng)過內(nèi)分泌、放化療等治療；（3）對本研究知情同意并簽署知情同意書；（4）行MRI檢查后1個月內(nèi)經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下穿刺或前列腺根治術(shù)獲得病理確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）未進(jìn)行DWI 檢查或獲得圖像無法識別病變；（2）存在其他尿路病變。其中30例為TZ-PCa（TZ-PCa組），40例為移行區(qū)良性前列腺增生（transition zone benign prostatic hyperplasia，TZ-BPH；TZ-BPH組）。TZ-PCa組年齡46～76歲，平均（62.65±6.8）歲；Gleason評分［8］4～7分，平均（5.14±1.12）分；血清總前列腺特異抗原（total serum prostate-specific antigen，TPSA）15.58～382.15 ng/mL，平 均（172.45±41.38）ng/mL。TZ-BPH組年齡45～78歲，平均（65.23±7.96）歲，血清TPSA 3.57～55.67 ng/mL，平均（39.29±9.24）ng/mL。

1.2 儀器與檢查方法

采用美國GE Discovery 3.0T MR掃描儀，32通道體部相控陣線圈。掃描參數(shù)設(shè)置：腹部MRI平掃；快速自旋回波序列（fast spin echo sequence，F(xiàn)SE）T2WI：TR 8 000 ms，TE100 ms，層間距0.6 mm，層厚5.0 mm，矩 陣352×352，視野（field of vision，F(xiàn)OV）240 mm×240 mm。DWI：TR/TE=5 200 ms/80 ms，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm，層厚5.0 mm，層間距0.6 mm。矩陣128×128，回波間隙0.30 ms，激勵分別為1、2、2、2次，DWI掃描b分別為0、1 000、2 000、3 000 s/mm2。檢查前患者適度排空膀胱，以防止膀胱內(nèi)液體過多而引起波動偽影?；颊呷⊙雠P位，線圈放置于盆腔部位，以恥骨聯(lián)合上緣為中心。腹帶固定線圈，減少腹部呼吸運動對采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響。高分辨率掃描包括整個前列腺及精囊。

1.3 圖像觀察及分析

將采集的圖像結(jié)果發(fā)送到AW4.6工作站，通過軟件對圖像進(jìn)行處理，繪制橢圓形感興趣區(qū)（region of interest，ROI），面積14～30 mm2，盡量避開尿道、血管、出血或鈣化灶等。記錄每個ROI面積大小和參數(shù)值，在同樣的掃描層面及解剖位置重復(fù)測量3次，取平均值。獲取表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值后進(jìn)行標(biāo)記確定出目標(biāo)區(qū)，準(zhǔn)確記錄不同 b 值時TZ-PCa、TZ-BPH的 ADC 值。由2名經(jīng)驗豐富的副主任醫(yī)師在不知病理結(jié)果的條件下，根據(jù)第二版前列腺影像報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)（the second edition of prostate imaging report and data system，PIRADS v2）［9］以T2WI信號特點、DWI信號變化做出診斷評分?；颊呔Y(jié)合T2WI、DWI獨立分值取平均值作為最終聯(lián)合診斷分值。評分標(biāo)準(zhǔn)以PI-RADS v2最終評分＞3 分為TZ-PCa 的診斷界值。T2WI評分標(biāo)準(zhǔn)：1分，均勻中等信號強度（正常）；2分，局限性低信號或不均勻有包膜結(jié)節(jié)（BPH）；3分，邊緣模糊、信號不均勻或所有不符合2、4、5分的標(biāo)準(zhǔn)；4分，邊緣不清或呈凸透鏡狀、均勻中低信號，最大徑＜1.5 cm；5分，影像表現(xiàn)同4分，最大徑≥1.5 cm，或有明確前列腺外侵犯行為。DWI評分標(biāo)準(zhǔn)：1分，ADC 圖和高b值DWI 均無異常；2分，ADC圖模糊不清的低信號；3分，ADC圖局灶性輕或中度低信號，且MB-DWI等信號或輕度高信號；4分，ADC圖局灶性顯著低信號，MB-DWI 顯著高信號，且最大徑線＜1.5 cm；5分，表現(xiàn)同4分，但最大徑線≥1.5 cm或有明確前列腺外侵犯行為。TZ-PCa及TZ-BPH影像表現(xiàn)見圖1、2。根據(jù)檢查方法不同分為3種：A［T2WI+SB-DWI（b=1 000 s/mm2）］、B［T2WI+SB-DWI（b=1 000 s/mm2）+MBDWI（b=2 000 s/mm2）］、C［T2WI+SB-DWI（b=1 000 s/mm2）+MB-DWI（b=3 000 s/mm2）］。

圖1 TZ-PCa患者（男，65歲）影像圖像Fig.1 Imaging results of a patient（male，65 years old）with TZ-PCa

圖2 TZ-BPH患者（男，68歲）影像圖像Fig.2 Imaging results of a patient（male，68 years old）with TZ-BPH

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用 SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計量資料采用表示，TZ-PCa 組與TZ-BPH組3種b值的ADC比較采用配對t檢驗。2名醫(yī)師診斷結(jié)果以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)做kappa一致性檢驗；采用決策矩陣計算A、B、C 3種方法診斷TZ-PCa的敏感度、特異度及準(zhǔn)確性，計算3種b值診斷結(jié)果的受試者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線下面積，不同方法間敏感度和特異度差異采用McNemar檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 TZ-PCa 組與TZ-BPH組3種b值下ADC比較

結(jié)果顯示，TZ-PCa組3種b值下ADC明顯低于TZBPH組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），見表1。

2.2 2名醫(yī)師診斷結(jié)果與病理結(jié)果的一致性檢驗分析

表1 2組3種b值下ADC比較Tab.1 Comparison of ADC for three b values between two groups

結(jié)果顯示，2名醫(yī)師對A、B、C 3種診斷方法評分的一致性差異有統(tǒng)計學(xué)意義，（kappa值分別為0.419、0.743、0.819，均P＜0.01），A方法診斷一致性一般，B、C方法診斷一致性較好。

2.3 A、B、C 3種方法診斷TZ-PCa的敏感度、特異度及準(zhǔn)確性

結(jié)果顯示，C方法診斷TZ-PCa 的敏感度、特異度及準(zhǔn)確性最高，3種方法比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=10.825，P＜0.01），見表2。

表2 A、B、C 3種方法對TZ-PCa的診斷效能比較（%）Tab.2 Comparison of the diagnostic efficiencies among A，B，and C methods（%）

2.4 3種方法診斷TZ-PCa的ROC曲線分析

結(jié)果顯示，A、B、C 3種方法曲線下面積分別為0.790、0.878、0.979；C方法曲線下面積最大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。b值為1 000、2 000、3 000 s/mm2時的最佳臨界點分別為0.966，0.871，0.722，Yoden指數(shù)分別為0.79，0.80，0.89。因此b=3 000 s/mm2時診斷TZ-PCa最有效。見圖3。

3 討論

全球前列腺癌發(fā)病率不斷升高，前列腺癌的早期診斷與治療是目前研究的重點［9-10］。TZ-PCa主要依靠多參數(shù)MRI進(jìn)行術(shù)前診斷和評估［11］。常規(guī)MRI（T2WI）、單獨應(yīng)用DWI和動態(tài)增強磁共振成像（dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）對TZ-PCa診斷的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性較低，研究［11-13］顯示，結(jié)合前列腺成像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（the second edition of prostate imaging report and data system，PI-RADS）應(yīng)用多參數(shù)MRI提高了TZ-PCa診斷的敏感度、特異度及準(zhǔn)確性。

圖3 A、B、C 3種檢查方法的ROC曲線Fig.3 ROC curve of methods A，B，and C

PI-RADS v2推薦TZ-PCa的診斷以T2WI為主，DWI作為補充序列［14］。BARENTSZ等［15-16］提出TZPCa在T2WI表現(xiàn)為邊緣模糊的均質(zhì)低信號結(jié)節(jié)，具有典型的“擦木炭畫征”，但部分良性前列腺增生在T2WI時也表現(xiàn)為低信號結(jié)節(jié)。本研究中常規(guī)MRI檢查發(fā)現(xiàn)54例均表現(xiàn)為T2WI低信號、DWI高信號結(jié)節(jié)，其中病理診斷為TZ-PCa25例，TZ-BPH29例。因此當(dāng)TZ-BPH和TZ-PCa均表現(xiàn)T2WI低信號結(jié)節(jié)及彌散受限時，假陽性率極高、特異性極低，對TZ-PCa與TZ-BPH的鑒別有一定局限性及誤診率。兩者影像表現(xiàn)相似原因可能是：（1）DWI可能因為掃描序列的差異、T2WI穿透效應(yīng)的影響、組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)差異、細(xì)胞內(nèi)外間隙及結(jié)構(gòu)的變化、腦脊液波動等有不同表現(xiàn)；（2）TZ-PCa是正常腺體被排列緊密異質(zhì)增生細(xì)胞取代、異質(zhì)增生細(xì)胞外間隙小、細(xì)胞密度增大，水分子運動明顯受限?；|(zhì)型前列腺增生的增生細(xì)胞含有豐富的膠原和基質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞密度增高、細(xì)胞緊湊導(dǎo)致細(xì)胞外間隙減少，水分子運動亦擴(kuò)散受限，兩者更難鑒別；（3）當(dāng)基質(zhì)型前列腺增生伴發(fā)前列腺炎時，病變結(jié)節(jié)在T2WI上無論形態(tài)還是信號都極其復(fù)雜，因此更難與TZ-PCa鑒別。此種情況下ADC值可發(fā)揮重要的作用。ADC值受b值影響，不同b值下前列腺癌與良性前列腺增生的ADC值亦不同。本研究結(jié)果顯示，3種b值下TZ-PCa組的ADC值均低于TZ-BPH組（均P＜0.01）。但研究中發(fā)現(xiàn)部分移行區(qū)DWI（b=1 000 s/mm2）高信號結(jié)節(jié)仍無法用ADC值來鑒別TZ-PCa或TZ-BPH結(jié)節(jié)。但研究中發(fā)現(xiàn)少數(shù)在DWI序列上呈現(xiàn)高信號的TZ-PCa、TZ-BPH結(jié)節(jié)的ADC值仍有部分重疊，LIU等［17］發(fā)現(xiàn)基質(zhì)型前列腺增生ADC值減低，與TZ-PCa結(jié)節(jié)難以鑒別，與本研究結(jié)果一致。

既往研究［18］證明，b＞1 000 s/mm2的DWI可以提高癌灶與非癌灶之間的對比，更加有利于癌灶的檢出。國內(nèi)研究［19］證實b=2 000 s/mm2時前列腺癌診斷最佳，KATAHIRA 等［20］研究顯示采用MB-DWI（b=2 000 s/mm2）掃描，對于良性前列腺增生結(jié)節(jié)有明顯的信號抑制，前列腺癌結(jié)節(jié)有明顯的信號凸顯，其診斷的準(zhǔn)確性、敏感度、特異度較高、對于鑒別診斷有一定的幫助和提高。但本研究發(fā)現(xiàn)b值為1 000、2 000 s/mm2時部分結(jié)節(jié)影像表現(xiàn)仍有重疊，由此可見中低b值良惡性病變的信號及ADC值存在較大重疊，除病變組織學(xué)特點所致外，還受中低b值微循環(huán)灌注效應(yīng)及T2透射效應(yīng)的影響。高及超高b值可以抑制這種影響，低b值區(qū)間（0～1 000 s/mm2）多個b值的每個像素的ADC值通過b值增加的信號強度衰減的單指數(shù)模型來計算和顯示，而高b值區(qū)間（1 400～2 000 s/mm2）或更高b值（3 000 s/mm2）是利用已獲得的低b值數(shù)據(jù)計算生成，不易產(chǎn)生偽影，且腫瘤信號顯示更明顯［21］。既往b值越高、圖像的信噪比就會降低［22］，但隨著3.0T MRI的應(yīng)用、掃描技術(shù)的更新，新的DWI超高b值采集方式不僅能明顯提高圖像質(zhì)量，提高病灶的檢出率、更提高了微小病灶的檢出，診斷效能明顯提高［23］。A、B、C3種方法診斷TZ-PCa的ROC下面積結(jié)果顯示，MB-DWI（b=3 000 s/mm2）曲線下面積最大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。C方法診斷的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性最高（分別為93.33%、78.57%、87.14%），3種方法存在統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.01）。分析其原因可能是由于MB-DWI（b=3 000 s/mm2）的T2權(quán)重更小、并且抑制微循環(huán)灌注，更能反映水分子受限的特性，更能凸顯癌灶信號，與張琨等［24］、UENO等［25］研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果顯示C方法陰性預(yù)測值為94.28%，與A、B兩種方法比較，C方法假陰性降低了10%～20%，因此避免了漏診及誤診，使患者獲得最佳的治療時機。

綜上所述，MB-DWI（b=3 000 s/mm2）聯(lián)合T2WI+SB-DWI（b=1 000 s/mm2）在TZ-PCa診斷中的診斷效能最高，能提高對于臨床依賴PI-RADS v2診斷分級困難的TZ-PCa的檢出率及準(zhǔn)確性、為TZ-PCa 疑似患者行穿刺活檢提供可靠依據(jù)。本研究不足之處：（1）單中心研究；（2）樣本量較??；（3）穿刺病理結(jié)果是點對點穿刺，可能對研究結(jié)果造成一定的偏倚。