超聲磁共振融合成像在前列腺靶向穿刺活檢中的應(yīng)用進展

伍慧茹，馬蘇亞

前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤，歐美國家發(fā)病率高于亞洲國家，但亞洲國家病死率高于歐美國家。2020 年中國前列腺癌發(fā)病率約15.6/10 萬人，新發(fā)病例超過11 萬人，死亡人數(shù)超5 萬人，僅1/3 的初診前列腺癌患者屬于臨床局限性前列腺癌，初診時患者已處于中晚期，導(dǎo)致中國前列腺癌患者的總體預(yù)后遠差于西方國家，因此前列腺癌的早期診斷和治療尤為重要。本文就前列腺穿刺的歷史，超聲成像技術(shù)、磁共振成像技術(shù)（MRI）及超聲聯(lián)合MRI 融合成像穿刺在前列腺穿刺活檢中的應(yīng)用進展進行綜述。

1 前列腺穿刺的發(fā)展歷史

前列腺穿刺活檢是目前診斷前列腺癌的“金標準”，分為經(jīng)會陰和經(jīng)直腸兩個路徑。1922 年Barringer 等首先報道了直腸指檢引導(dǎo)下的經(jīng)會陰穿刺活檢，直到1980 年經(jīng)會陰前列腺穿刺都占據(jù)著主導(dǎo)地位。Astraidi 等于1937 年最早嘗試并完成了直腸指檢引導(dǎo)下的經(jīng)直腸穿刺活檢。1968 年Watanabe首先應(yīng)用經(jīng)直腸超聲（TRUS）檢查前列腺。1989 年Hodge等報道的TRUS引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢（6 點穿刺法）問世，其陽性率高于直腸指檢引導(dǎo)下的前列腺穿刺。但6 點穿刺法對于在邊緣帶的腫瘤容易漏診，于是出現(xiàn)了前列腺五區(qū)8 針、10 針、11 針及12針穿刺法，甚至14 針、16 針、18 針、21 針和24 針穿刺法。目前大多學者傾向于10～12 針系統(tǒng)性穿刺，既能保證較高檢出率，提高了在Gleason評分上前列腺活檢和前列腺根治術(shù)評分的相似程度，又能最大化的降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。近年來，隨著現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展，圖像融合日益成熟，使靶向穿刺成為了可能，超聲造影（CEUS）靶向穿刺活檢、MRI 與TRUS 融合靶向穿刺活檢及機器人引導(dǎo)穿刺活檢等技術(shù)隨之出現(xiàn)，提高了前列腺癌的檢出率。

2 超聲成像技術(shù)在前列腺穿刺活檢中的應(yīng)用

2.1 二維超聲、CEUS 和彈性成像技術(shù)在診斷前列腺癌中的應(yīng)用 前列腺癌二維超聲上分為3 型，即單純結(jié)節(jié)型、結(jié)節(jié)浸潤性和彌漫浸潤型，其中結(jié)節(jié)浸潤性和彌漫浸潤型均屬彌漫型。結(jié)節(jié)浸潤性是以前列腺周圍區(qū)低回聲區(qū)為主，邊界不清，形態(tài)不規(guī)則；彌漫浸潤型沒有明顯的結(jié)節(jié)，但前列腺正常結(jié)構(gòu)改變，這兩類病灶均與正常結(jié)構(gòu)分界不清，尤其是當病灶較小時二維超聲難以明確診斷。

CEUS可以增強前列腺腫瘤微血管的顯影，有效區(qū)分前列腺腫瘤區(qū)域與正常組織，同時還可以實現(xiàn)對組織灌注的特征進行動態(tài)觀察，彌補二維超聲的不足。何杰靈等選取118 例疑似前列腺癌患者進行經(jīng)直腸CEUS 引導(dǎo)下的穿刺，結(jié)果顯示CEUS 能很好的反應(yīng)良惡性腫瘤新分級分組，其差異性與前列腺癌的分級分組高低又有較好的一致性。

超聲彈性成像診斷前列腺癌的基礎(chǔ)是癌組織的硬度和正常組織存在差異。彈性成像引導(dǎo)下的前列腺穿刺是將二維圖像與彈性圖像雙幅同時顯示，測量彈性模量最大值進行穿刺。葉嘯等選取疑似前列腺癌患者50 例，分別進行彈性成像和CEUS，穿刺活檢后顯示彈性成像技術(shù)在前列腺癌診斷中的準確率與CEUS 成像基本接近。在前列腺癌發(fā)病初期，影像學檢查無明顯腫瘤特征時，病灶硬度已經(jīng)發(fā)生了改變，硬度明顯大于正常前列腺組織，所以超聲彈性成像引導(dǎo)下的穿刺活檢在早中期前列腺癌風險分層中具有一定應(yīng)用價值。但彈性成像技術(shù)在前列腺體積較大、病灶位置較深時，圖像質(zhì)量差，容易漏診。

2.2 經(jīng)直腸和會陰超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢 前列腺穿刺活檢有經(jīng)會陰和經(jīng)直腸兩種方法，二者的主要區(qū)別在于穿刺部位、穿刺路徑和TRUS探頭的掃查平面。在操作方式上，經(jīng)直腸前列腺穿刺相對簡單，耗時較短，一般無需局部浸潤麻醉，穿刺針直接經(jīng)直腸壁進入前列腺實質(zhì)，但由于穿刺路線與外周帶垂直，取得的外周帶前列腺組織相對較少，移行帶組織相對較多；經(jīng)會陰前列腺穿刺相對復(fù)雜，需不斷地轉(zhuǎn)換探頭平面，耗時多，需會陰皮下局部浸潤麻醉，穿刺針在雙平面經(jīng)直腸探頭引導(dǎo)下經(jīng)會陰部皮膚進入前列腺實質(zhì)，其穿刺路線平行于尿道，可以取得較多的外周帶組織，還可以準確地區(qū)分前列腺的前、后半?yún)^(qū)和尖部，發(fā)現(xiàn)前半?yún)^(qū)和尖部的腫瘤。在并發(fā)癥上，因經(jīng)直腸穿刺是直接從直腸壁上進針，且直腸壁血管豐富，所以直腸出血、感染、發(fā)熱、菌血癥及膿毒血癥的發(fā)生率比經(jīng)會陰穿刺發(fā)生率高；但經(jīng)會陰穿刺進針深度較深，離尿道較近，且會陰部神經(jīng)分布較密集，所以血尿、會陰腫脹、尿潴留及疼痛的發(fā)生率比經(jīng)直腸穿刺高。吳振權(quán)等通過對比425 例經(jīng)會陰穿刺和133例經(jīng)直腸穿刺，發(fā)現(xiàn)經(jīng)會陰及經(jīng)直腸穿刺在前列腺癌檢出率上差異無統(tǒng)計學意義，但經(jīng)會陰途徑發(fā)生直腸出血風險更低。魏云飛等通過匯總255 例病例分析得出，在TRUS引導(dǎo)下不論是經(jīng)直腸前列腺穿刺術(shù)還是經(jīng)會陰前列腺穿刺術(shù)，在臨床上都是安全可行的。

3 MRI 在前列腺穿刺活檢中的應(yīng)用

多參數(shù)磁共振成像（mp-MRI）是將常規(guī)掃描與功能序列相結(jié)合的新型MRI 檢查方案，包括DWI、DEC、IVIM-DWI、DTI、DKI、PWI 及MRS 等。MRI動態(tài)增強掃描（DCE）是一種能直接反映組織血液動力學情況的影像檢查方法，通過反映腫瘤血管通透性及灌注情況可對前列腺癌進行定性及定量診斷。DCE 時間-信號曲線（TIC 曲線）分3 型：流出型、平臺型及流入型，前列腺癌以“流出型”曲線為主；由于前列腺癌組織內(nèi)含有豐富的腫瘤血管，血管壁不成熟，通透性高，對比劑容易從血管進入組織內(nèi)，也較易從組織進入血管腔內(nèi)，呈“快進快出”表現(xiàn)。MRI擴散加權(quán)成像（DWI）是目前唯一一種能無創(chuàng)反映活體組織內(nèi)水分子運動的影像成像技術(shù)，其表觀擴散系數(shù)（ADC）能對病灶進行定量分析，前列腺癌細胞生長迅速，細胞密度增大，細胞間隙明顯變窄，水分子運動明顯受限，在DWI 上呈現(xiàn)高信號，ADC 值減低的表現(xiàn)。mp-MRI 對前列腺癌的診斷特異性和敏感性相對較高，目前已成為前列腺癌定性和定位診斷的最佳影像學方法之一。

直接在mp-MRI 引導(dǎo)下行前列腺靶向穿刺活檢能利用mp-MRI 的優(yōu)勢，實時掃描顯像的T2WI 序列信息與先前掃描的MRI 信息進行融合，然后對標記的高度懷疑區(qū)域進行靶向穿刺，可提高前列腺癌的檢出率。此方法的優(yōu)點在于能實時觀察穿刺針的位置，提供最準確定位，只需幾針即可。但MRI 引導(dǎo)下的前列腺穿刺對醫(yī)生的專業(yè)技術(shù)要求高，需要經(jīng)過專門的培訓(xùn)，設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，耗時長，因此在臨床上廣泛推廣有一定難度。

4 超聲磁共振融合成像在前列腺穿刺活檢中的應(yīng)用

4.1 超聲與磁共振融合成像的穿刺活檢方法 超聲與磁共振融合成像的前列腺穿刺活檢術(shù)分為認知融合穿刺（COG-TB）和圖像融合穿刺（FUS-TB）。COGTB 是指穿刺前行mp-MRI 檢查并定位和標記出可疑病變，操作者將標記的可疑病變圖像主觀認知融合至超聲中行靶向穿刺活檢。FUS-TB 是使用特定的MRI-TRUS 計算機軟件設(shè)備或平臺將MRI 圖像及超聲圖像融合，大致分為兩種融合方式，即剛性融合和彈性融合。剛性融合指利用融合軟件或平臺將mp-MRI圖像覆蓋到TRUS 圖像上，不需要調(diào)整由于患者移動或者探頭位置導(dǎo)致前列腺變形，彈性融合可以調(diào)整這種變形，因此認為彈性融合比剛性融合更加精確。

COG-TB 與FUS-TB 相比較，COG-TB 操作簡單，無需借助其他額外的穿刺硬件或設(shè)備。研究表明，增加COG-TB 穿刺針數(shù)能提高診斷效能，但COG-TB 在醫(yī)生技術(shù)水平及專業(yè)知識方面要求較高，對操作者依賴性強；FUS-TB 對操作者依賴性低，但在前期成本投入較高，對MRI圖像與超聲融合的質(zhì)量要求也高，如圖像分割不準確、人工配準不準確或操作過程中前列腺移位等均會導(dǎo)致配準誤差，且前列腺模型目前無法統(tǒng)一，軟件變量較大，會影響該方法對前列腺癌的檢出。

4.2 超聲磁共振融合成像穿刺活檢在臨床上的應(yīng)用目前超聲磁共振融合成像穿刺活檢在臨床上多與系統(tǒng)穿刺聯(lián)合使用，白紅松等通過235 例研究認知融合靶向穿刺與系統(tǒng)穿刺的差異性得出，二者對前列腺癌檢出率差異無統(tǒng)計學意義，靶向穿刺不能代替系統(tǒng)穿刺，但二者結(jié)合可提高前列腺癌的檢出率。胡正明等通過分析119 例融合穿刺與系統(tǒng)穿刺的差異得出，融合靶向穿刺單針陽性率高于系統(tǒng)穿刺，融合靶向穿刺漏診的多為臨床無意義前列腺癌，而系統(tǒng)穿刺漏診的多為臨床顯著前列腺癌。李德潤等回顧性分析614 例前列腺融合靶向穿刺患者得出，MRI-TRUS 有望減少穿刺針數(shù)，并能提供更多腫瘤組織。Bhavan 等通過分析大量關(guān)于融合穿刺的研究結(jié)果得出，經(jīng)會陰融合穿刺能更好的檢測臨床顯著前列腺癌，并降低并發(fā)癥。韓澤潮等研究發(fā)現(xiàn)融合穿刺活檢能提高Gleason 評分＞7 的前列腺癌檢出率，對檢出臨床顯著癌有重要意義。孔凡雷等通過分析150 例前列腺穿刺患者數(shù)據(jù)得出，融合導(dǎo)航穿刺獲得的前列腺組織標本Gleason 分級準確性高，可以增加高危前列腺癌的檢出率，為臨床治療決策的制定提供客觀依據(jù)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，MRITRUS 圖像融合與機器人結(jié)合是目前前列腺靶向穿刺研究最前沿的領(lǐng)域之一。德國Kroeing 等報道了MRI-TRUS 圖像融合與機器人引導(dǎo)的經(jīng)會陰靶向穿刺和系統(tǒng)穿刺對前列腺癌檢出率的比較研究，發(fā)現(xiàn)兩者檢出率并沒有太大差異，但前者穿刺針數(shù)是后者的一半，雖然目前實驗結(jié)果不理想，這主要與實時超聲圖像與MRI 圖像融合的算法尚不成熟有關(guān)。

總之，超聲與磁共振圖像融合引導(dǎo)的靶向穿刺在保證了對前列腺癌診斷價值的基礎(chǔ)上，減少了穿刺針數(shù)，減輕了患者的痛苦，同時還提高了Gleason評分，提高了有臨床意義前列腺癌的檢出率，避免了過度診斷及過度治療。

4.3 超聲與磁共振融合成像穿刺活檢的優(yōu)勢與局限性 超聲與磁共振融合成像穿刺優(yōu)勢在于融合成像穿刺針數(shù)較少，并發(fā)癥少，單針陽性率高，對病灶定位準確性更高，更易于檢出臨床顯著前列腺癌，減少對臨床無意義前列腺癌的過度診療，對前列腺癌的分期也更有幫助，為臨床制定診療計劃提供了良好的依據(jù)。

超聲與磁共振融合成像主要存在的問題在于操作中前列腺位置的移動，包括因MRI 線圈，超聲探頭壓迫造成的變形，患者因呼吸、疼痛等原因?qū)е碌囊苿?，以及穿刺槍等金屬對磁感?yīng)定位器的干擾等引起的位置移動。

5 展望

目前超聲與磁共振圖像融合引導(dǎo)下的前列腺靶向穿刺尚未在臨床上大規(guī)模開展，也存在上述局限性，但其診斷價值是明確的。隨著人工智能和圖像融合算法等技術(shù)的發(fā)展，超聲與磁共振融合和機器人聯(lián)合引導(dǎo)的靶向穿刺，超聲與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合引導(dǎo)的靶向穿刺，將進一步促進前列腺靶向穿刺技術(shù)的發(fā)展與成熟。

(參考文獻略，讀者需要可向編輯部索取)