磁共振擴(kuò)散峰度成像對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值

沈建良 王世威 馬向征 沈夏楓 劉珊

前列腺癌（PCa）是男性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤。MRI是用于前列腺疾患診斷的首選檢查方法，其中擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）對(duì)PCa的診斷及其侵襲性的評(píng)估具有重要價(jià)值。近年出現(xiàn)的磁共振擴(kuò)散成像的新興技術(shù)——擴(kuò)散峰度成像（DKI），是一種反映生物組織非高斯分布的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方法，能更有效反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化。本文探討DKI對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2018年1月至12月接受前列腺常規(guī)MRI和多b值DKI檢查患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床懷疑有前列腺癌，并行手術(shù)或前列腺穿刺術(shù)，取得病理結(jié)果者共122人。排除標(biāo)準(zhǔn)：①PCa癌灶體積過小（直徑<5 mm）或其病理描述區(qū)域與DKI圖像不匹配，難以勾畫腫瘤邊界；②DKI圖像質(zhì)量差，不能用于定量分析等。最終納入79例（107個(gè)病灶），其中31例獲得34個(gè)病灶，為31個(gè)前列腺癌病灶和3個(gè)前列腺增生病灶，其余48例獲得73個(gè)病灶，為48個(gè)前列腺增生病灶和25個(gè)正常組織。年齡41~89歲，中位年齡68歲。

1.2 檢查方法 采用3.0T MRI掃描儀（Discovery MR750，美國(guó)GE公司），32通道腹部相控陣線圈。患者取仰臥位。掃描序列包括：①常規(guī)3D定位序列；②快速自旋回波橫斷位T2WI、矢狀位T2WI和冠狀位T2WI，掃描參數(shù)：TR 4000 ms，TE 96 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，采集矩陣320×320，激勵(lì)次數(shù)2。③ DWI采用單次激發(fā)自旋回波平面回波序列進(jìn)行橫斷面掃描，具體參數(shù)為：TR 4500 ms，TE 93 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 260 mm×221 mm，采集矩陣160×120，激勵(lì)次數(shù)4，b值選擇0和1000 s/mm2，掃描結(jié)束后自動(dòng)重建出ADC圖。④DKI序列掃描：具體參數(shù)如下，TR4000 ms，T71.9 ms，層厚3 mm，層間隔1 mm，F(xiàn)OV32 cm×32 cm，采集矩陣128×128，b值分別為0、1000、2000 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)分別為4、8、12（與b值相對(duì)應(yīng)），擴(kuò)散方向50個(gè)。⑤DCE序列：采用三維容積內(nèi)插體部掃描序列橫斷位T1WI，對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺（北京北陸藥業(yè)有限公司），經(jīng)肘靜脈以0.1 mmol/Kg的劑量、2 mL/s的速率團(tuán)注，注射完畢后加注0.9%氯化鈉溶液10 mL。掃描參數(shù)：TR 5.8 ms，TE 2.17 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 260 mm×221 mm，采集矩陣320×320，激勵(lì)次數(shù)1，掃描次數(shù)15。

1.3 圖像及數(shù)據(jù)分析 將每例受試者的圖像傳至AW4.6工作站，所有圖像由2名主治醫(yī)師以上職稱影像醫(yī)師共同閱片，達(dá)成一致意見。閱片中重點(diǎn)觀察和記錄病灶的具體位置、形態(tài)、最大徑、信號(hào)強(qiáng)度、鄰近器官或組織的改變。由其中一名影像醫(yī)師進(jìn)行DKI的圖像后處理，選取b值為2000 s/mm2的圖像重建出DKI的偽彩圖并測(cè)量FA、MD、Da、Dr、MK、Ka、Kr、FAK值，所有數(shù)據(jù)均測(cè)量 3次取平均值。感興趣區(qū)放置方法：對(duì)于PCa患者及BPH患者，在病灶面積最大層面進(jìn)行勾畫，ROI應(yīng)盡可能包括病灶區(qū)域，同時(shí)應(yīng)避開周圍正常組織，如尿道、射精管、精阜、精囊根部；對(duì)于正常者，可通過T2WI圖像，找到病理為正常組織的相應(yīng)分區(qū)，使感興趣區(qū)與穿刺處一致，見圖1。DKI的計(jì)算公式：S（b）是特定b值的DWI信號(hào)；S（0）是沒有擴(kuò)散加權(quán)的基線信號(hào)；K是無量綱的表觀擴(kuò)散峰度，K=0時(shí)為一個(gè)完美的高斯曲線，K值越大表示擴(kuò)散與完美高斯模型的偏差越大；D是被校正后的表觀擴(kuò)散系數(shù)。

圖1 外周帶前列腺癌MRI圖（Gleason評(píng)分7分）

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析（ANOVA）；不符合正態(tài)分布以［M（Q1，Q3）］表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。進(jìn)一步兩兩比較采用Bonfferoni法（P<0.017表示結(jié)果有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義）。對(duì)DKI參數(shù)相關(guān)的指標(biāo)擬合判別分析（逐步法）診斷模型，并繪制受試者工作特征（ROC）曲線，通過AUC分析該參數(shù)模型對(duì)良惡性病變的診斷效能，并計(jì)算最佳截?cái)帱c(diǎn)及靈敏度和特異度。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 107例病灶經(jīng)病理確診，其中前列腺癌31例，Gleason評(píng)分6分5例，Gleason評(píng)分7分14例，Gleason評(píng)分8分9例，Gleason評(píng)分9分3例。前列腺增生51例及正常25例。

2.2 三組DKI參數(shù)比較 見表1。

表1 三組DKI各測(cè)量指標(biāo)比較［M（Q1，Q3）］

2.3 DKI參數(shù)對(duì)前列腺病變的診斷價(jià)值 以病理為金標(biāo)準(zhǔn)，以DKI參數(shù)構(gòu)建良惡性病灶判別分析診斷模型，繪制ROC曲線，可得AUC為0.995，當(dāng)截?cái)帱c(diǎn)取0.100時(shí)，得最佳診斷敏感度和特異性分別為0.871和0.980，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。見圖2。

圖2 DKI參數(shù)預(yù)測(cè)病灶良惡性的ROC曲線

3 討論

傳統(tǒng)的DWI基于水分子擴(kuò)散呈高斯分布，即水分子不受任何限制自由擴(kuò)散。因此，DWI的MR信號(hào)隨著b值的增加呈單指數(shù)衰減。然而，在活體組織內(nèi)，特別是在腫瘤中水分子的擴(kuò)散受到細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器等屏障的限制，導(dǎo)致水分子的非自由擴(kuò)散。DKI是評(píng)價(jià)水分子非高斯分布的方法［8］，其將四階三維峰態(tài)張量應(yīng)用于MR，能夠更加敏感的反映組織微結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度［9］。目前，DKI已廣泛應(yīng)用于臨床［10-12］，主要用于神經(jīng)系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)疾病的診斷和臨床研究。

QUENTIN等［13-15］評(píng)估DKI在前列腺M(fèi)RI常規(guī)臨床應(yīng)用中的可行性，發(fā)現(xiàn)前列腺癌的Ka和MK高于正常外周帶（P<0.001）、中央腺體（P=O.01）和前列腺炎（P=0.03）。本資料結(jié)果與TAMURA等［16-18］報(bào)道相似，前列腺癌MD、Da、Dr低于前列腺增生和正常前列腺；MK、Ka和Kr值高于前列腺增生和正常前列腺。因此，DKI對(duì)前列腺癌的檢出有較高的靈敏性和特異性。

Gleason評(píng)分是評(píng)估前列腺癌侵襲和預(yù)后情況的重要指標(biāo)，有研究證實(shí)DKI參數(shù)與Gleason評(píng)分存在相關(guān)性，高級(jí)別前列腺癌的MK值高于低級(jí)別前列腺癌。而Gleason評(píng)分是根據(jù)有創(chuàng)的活檢得到的，DKI作為一種非侵襲性的檢查方法，對(duì)預(yù)測(cè)患者PCa的臨床病理分級(jí)有一定的優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，DKI作為一種能反映非高斯分布水分子擴(kuò)散軌跡的新興MRI功能成像技術(shù)，能夠從微觀水平對(duì)前列腺癌進(jìn)行評(píng)估，對(duì)前列腺癌的定位和范圍劃定也顯示一定的臨床價(jià)值。但是，亦有一些研究指出，DKI相較于傳統(tǒng)DWI并未體現(xiàn)出額外的價(jià)值，考慮到耗時(shí)以及復(fù)雜的后處理，在臨床上是否對(duì)每個(gè)前列腺磁共振檢查的患者使用DKI序列還需要一定的考量。因此，后續(xù)將基于體內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）模型聯(lián)合DKI模型對(duì)前列腺病變的診斷價(jià)值進(jìn)行深入研究，以提高對(duì)PCa的診斷水平。