劉俊杰,張嵐
(1.鄭州市第三人民醫(yī)院 磁共振科,河南 鄭州 450000;2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 磁共振科,河南 鄭州 450000)
前列腺癌是近年來全球男性發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一,且發(fā)病率逐年遞增[1-2]。目前前列腺癌仍以組織病理學(xué)診斷為金標(biāo)準(zhǔn),獲取鏡下標(biāo)本通常采用超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺術(shù),但前列腺穿刺具有一定的風(fēng)險,且不易早期獲得病變信息[3]。2018年發(fā)布的《前列腺癌MRI檢查和診斷共識(第二版)》明確指出磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是診斷前列腺癌的主要影像學(xué)手段[4]。但是,常規(guī)MRI平掃和增強(qiáng)以定性診斷為主,無法進(jìn)行定量評估。動態(tài)對比增強(qiáng)MRI(dynamic contras-enhanced MRI,DCE-MRI)通過血流動力學(xué)模型模擬血管內(nèi)外對比劑分布情況并獲得定量參數(shù),客觀反映血管微環(huán)境的變化[5]。彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)能夠觀察活體組織水分子微觀擴(kuò)散運(yùn)動,通過計算表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值可從側(cè)面反映腫瘤的代謝情況[6]。如何對前列腺癌進(jìn)行早期診斷和準(zhǔn)確分級對選擇治療方案和臨床預(yù)后具有重要意義。本研究探討DCE-MRI與DWI對前列腺癌的診斷和分級價值。
1.1 一般資料納入2017年1月至2019年12月就診于鄭州市第三人民醫(yī)院和河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的77例前列腺疾病患者,包括34例前列腺癌患者和43例前列腺增生患者,平均年齡(65.7±4.3)歲。(1)納入標(biāo)準(zhǔn):①前列腺特異度抗原(prostate-specific antigen,PSA)水平升高(>4.1 μg·L-1);②MRI掃描前未接受任何穿刺和治療;③MRI檢查后接受穿刺活檢或手術(shù)切除獲取病灶組織病理結(jié)果;④無MRI掃描禁忌證。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①M(fèi)RI圖像質(zhì)量較差,無法進(jìn)行常規(guī)診斷;②合并其他器官腫瘤。所有患者均簽署本研究知情同意書,本研究已獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。
1.2 MRI掃描采用GE Discovery 750 3.0 T MRI和16通道體部線圈進(jìn)行MRI掃描?;颊哂跈z查前4 h禁止飲水,MRI掃描前排空膀胱和直腸。掃描序列:①矢狀位、冠狀位、橫軸位T2WI FS FSE,采用螺旋槳技術(shù)(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction,PROPELLER)加速,重復(fù)時間(repetition time,TR)/回波時間(echo time,TE)=1 300 ms/70 ms,層厚3.0 mm,層間距0.5 mm,視野(field of view,F(xiàn)OV)240×240 mm,矩陣320×320,激勵次數(shù)2次;②橫軸位T1WI FSE,TR/TE=850 ms/10 ms,掃描層厚5 mm,層間距1 mm,F(xiàn)OV 400 mm×400 mm,矩陣320×320;③橫軸位DWI:采用平面回波序列(echo planar imaging,EPI),b值取1 500 s·mm-2,TR/TE=4 000 ms /80 ms, 掃描層厚4 mm,F(xiàn)OV 400 mm×400 mm,矩陣160×120;④橫軸位DCE-MRI:采用肝臟容積加速采集成像(liver acquisition with volume acceleration,LAVA)序列,經(jīng)靜脈團(tuán)注對比劑釓噴酸葡胺(廣州康臣藥業(yè)有限公司,國藥準(zhǔn)字H10950329),注射劑量0.1 mmol·kg-1,流速2 mL·s-1,TR/TE=10 ms/3 ms,層厚為4 mm,F(xiàn)OV 260×240 mm,矩陣352×352,共計掃描20個期相。
1.3 MRI圖像后處理將DWI原始圖像導(dǎo)入GE AW4.6工作站進(jìn)行后處理,有5 a MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生對病灶部位進(jìn)行感興趣區(qū)(region of interest,ROI)勾畫并測量ADC值,測量3次后取平均值。同時,將DCE-MRI原始圖像導(dǎo)入Omni-Kinetic后處理軟件(GE Healthcare)進(jìn)行血管滲透性定量參數(shù)的提取。選取股動脈為動脈輸入函數(shù)(artery import function,AIF),采用Extended Tofts雙血流雙室模型獲取病灶相應(yīng)層面對比劑容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(volume transfer constant of the contrast agent,Ktrans)、反流速率常數(shù)(reverse reflux rate constant,Kep)、血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(volume fraction of extravas-cular extracellular space,Ve)、血漿容積分?jǐn)?shù)(volume fraction of plasma,Vp)的偽彩圖,勾畫病灶的ROI,獲得病灶部位各個定量參數(shù),包括Ktrans、Kep、Ve、Vp。
1.4 前列腺癌Gleason評分由病理診斷醫(yī)生基于2005版前列腺癌Gleason分級系統(tǒng)[7]采用單盲法對前列腺癌進(jìn)行Gleason評分及分級:(1)Gleason 1級,Gleason評分為5、6分;(2)Gleason 2級,Gleason評分為3+4分;(3)Gleason 3級,Gleason評分為4+3分;(4)Gleason 4級,Gleason評分為8分;(5)Gleason 5級,Gleason評分為9、10分。
2.1 臨床特征信息前列腺癌組年齡為(62±4)歲,前列腺增生組年齡為(63±5)歲,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.662)。前列腺癌患者中,Gleason 5分 1例,6分2例,3+4分7例,4+3分11例,8分7例,9分4例,10分2例;分組結(jié)果為Gleason 1級3例,2級7例,3級11例,4級7例,5級6例。
2.2 兩組血管滲透性參數(shù)和ADC值比較前列腺癌組Ktrans、Kep高于前列腺增生組(P<0.05),ADC值低于前列腺增生組(P<0.05),兩組Ve、Vp差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1、圖1~2。
表1 前列腺癌組與前列腺增生組DCE-MRI血管滲透性參數(shù)和ADC值比較
A.對比劑容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Ktrans)圖,前列腺中央?yún)^(qū)較周圍區(qū)偽彩信號升高;B.反流速率常數(shù)(Kep)圖,前列腺中央?yún)^(qū)呈稍高信號;C.血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(Ve)圖,前列腺中央?yún)^(qū)呈稍高信號;D.血漿容積分?jǐn)?shù)(Vp)圖,前列腺中央?yún)^(qū)呈稍低信號;E.彌散加權(quán)成像(DWI)示前列腺中央?yún)^(qū)與外周帶分界不清,前列腺右份呈片狀高信號;F.表觀彌散系數(shù)(ADC)圖呈低信號。
A.對比劑容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Ktrans)圖;B.反流速率常數(shù)(Kep)圖;C.血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(Ve)圖;D.血漿容積分?jǐn)?shù)(Vp)圖;E.散加權(quán)成像(DWI)示前列腺中央腺體及外周帶信號彌漫性輕度升高;F.表觀彌散系數(shù)(ADC)圖呈稍低信號。
2.3 血管滲透性參數(shù)和ADC值的診斷效能Ktrans、Kep、ADC值對前列腺癌與前列腺增生的鑒別診斷價值較高。見表2。
表2 DCE-MRI血管滲透性參數(shù)和ADC值 對前列腺癌的診斷效能
2.4 血管滲透性參數(shù)和ADC值與前列腺癌Gleason分級的相關(guān)性前列腺癌患者Gleason分級與Ktrans呈負(fù)相關(guān)(r=-0.912,P<0.001),與Kep、Ve、Vp及ADC值不具有相關(guān)性(P>0.05)。見表3。
表3 DCE-MRI血管滲透性參數(shù)和ADC值與前列腺癌 Gleason分級的相關(guān)性
根據(jù)2018年前列腺癌MRI檢查和診斷共識,MRI檢查在前列腺癌的早期診斷、定性、分期和分級、侵襲性評估和隨訪中具有重要的臨床價值[5]。然而,前列腺的MRI診斷對于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)要求較高,醫(yī)生對于影像特征的評估結(jié)果具有個體差異化?;贒CE-MRI和ADC值的定量分析可輔助對前列腺癌的初篩、診斷和鑒別診斷[8]。
DCE-MRI可無創(chuàng)評估病變組織、腫瘤等血管生理學(xué)變化和腫瘤新生血管情況,通過計算對比劑在組織和血管中的濃度變化量化分析病變區(qū)微血管密度、血管通透性及細(xì)胞外間隙大小等參數(shù),可作為臨床治療前定量評估指標(biāo)[9-11]。DWI能夠早期觀察病理生理狀態(tài)下水分子的微觀彌散運(yùn)動變化[12]。
本研究探討了DCE-MRI的血管滲透性定量參數(shù)Ktrans、Kep、Ve、Vp與ADC值對前列腺癌的診斷和鑒別診斷價值,研究結(jié)果顯示,前列腺癌的Ktrans、Kep高于前列腺增生,前列腺癌ADC值低于前列腺增生,Ktrans、Kep和ADC值對前列腺癌具有較好的診斷效能,該結(jié)果與Ma等[13]的研究結(jié)論一致。Ktrans為容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù),腫瘤血管的增生或血管滲透性的升高均可引起Ktrans的升高;Kep即細(xì)胞外間隙容積與血管內(nèi)容積比,Kep=Ktrans/Ve,同樣反映了血管的通透性;ADC值可以直接反映水分子在組織中的擴(kuò)散程度。前列腺癌病灶新生血管大量增生,且血管通透性升高[14],從理論上講癌組織的Ktrans、Kep升高,ADC值降低,本研究也證實(shí)了該理論的正確。Ve是指對比劑在血管外細(xì)胞外所占的體積分?jǐn)?shù),Vp則反映了血管中的對比劑體積分?jǐn)?shù)。當(dāng)血管通透性升高,從理論上推測Ve應(yīng)當(dāng)升高,Vp應(yīng)當(dāng)降低,Ma等[13]的研究結(jié)果與此理論一致。但是,本研究結(jié)果顯示,前列腺癌與前列腺增生的Ve、Vp差異無統(tǒng)計學(xué)意義,這可能與本研究樣本量有一定的關(guān)系。本研究中前列腺癌的Gleason分級與Ktrans呈負(fù)相關(guān)。腫瘤的生長和侵襲性依賴于新生血管的生成,腫瘤的分化程度越高,增殖能力越強(qiáng),血管滲透性提高,Ktrans值則越高,該結(jié)果與陳釔地等[15]的研究結(jié)果相近。本研究中Kep、Ve、Vp雖與Gleason分級呈負(fù)相關(guān),但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,與Ma等[13]的研究結(jié)論部分相似。本研究中ADC值與Gleason分級呈負(fù)相關(guān),但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,可能是因?yàn)椴煌珿leason分級患者發(fā)病率不同,導(dǎo)致納入的不同Gleason分級患者例數(shù)不同,后續(xù)需要更多的研究進(jìn)行驗(yàn)證。
本研究存在以下不足:(1)所有患者的病理結(jié)果非同一種方式獲得,包括穿刺活檢和手術(shù)切除;(2)對DCE-MRI病灶ROI的勾畫是針對整個病灶,而計算ADC值時是對病灶的最大層面進(jìn)行勾畫,二者ROI的勾畫方式不同;(3)本研究由于納入樣本量較小,未提取圖像紋理參數(shù)進(jìn)行影像組學(xué)分析,在后續(xù)研究中將擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。
綜上所述,DCE-MRI與DWI定量分析能夠有效鑒別前列腺癌和前列腺增生,Ktrans、Kep和ADC值對前列腺癌具有較高的診斷效能,Ktrans可用于前列腺癌的Gleason分級評估。