3.0T磁共振多種功能成像技術(shù)在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值研究＊

2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科，汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院廣東省醫(yī)學(xué)分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (廣東 汕頭 515041)

陳曉華1 郭作梁1,* 馬興燦1 陳 寧1 馬樹華2

前列腺癌(prostate cancer)是指發(fā)生于前列腺組織的上皮性惡性腫瘤。據(jù)國(guó)家癌癥統(tǒng)計(jì)中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，前列腺癌在我國(guó)的發(fā)病率約為9.92例/10萬(wàn)人，且發(fā)病率與年齡顯著相關(guān)，年齡低于55周歲時(shí)，前列腺癌發(fā)病率處于較低水平且多為家族遺傳性前類型癌患者；而在55周歲之后，前列腺癌的發(fā)病率開始逐步升高，且在70～80周歲的人群中達(dá)到發(fā)病高峰[1]。世界衛(wèi)生組織指出，超過(guò)4成的癌癥是可以預(yù)防的，而基因檢測(cè)和癌癥篩查時(shí)預(yù)防癌癥的重要手段[2]。

直腸指診、血清學(xué)標(biāo)志物檢測(cè)、前列腺超聲和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等均是診斷前列腺癌的重要手段[3]。其中，彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一種無(wú)創(chuàng)活體組織磁共振成像技術(shù)[4]；磁共振波譜分析(MR spectroscopy，MRS)是測(cè)定活體內(nèi)某一特定組織區(qū)域化學(xué)成分的唯一的無(wú)損傷技術(shù)，是磁共振成像和磁共振波譜技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，是在磁共振成像的基礎(chǔ)上又一新型的功能分析診斷方法[5]。無(wú)論是DWI還是MRS都是磁共振診斷技術(shù)，本研究主要對(duì)這兩種磁共振技術(shù)在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料選以2017年1月至2019年4月期間在汕頭潮南民生醫(yī)院住院接受治療的前列腺癌患者52例，年齡45～82歲，平均年齡為(67.2±13.8)歲，總前列腺特異抗原3.62～381.6 μg/L；同期納入前列腺炎患者29例，年齡42～83周歲，平均年齡(687.8±11.5)歲，中前列腺特異抗原1.30～28.64μg/L。

納入標(biāo)準(zhǔn)：患者行常規(guī)MRI及DWI、MRS掃描；前列腺癌患者術(shù)后經(jīng)臨床病理證實(shí)；未合并其他惡性腫瘤、心腦血管疾病或者慢性傳染性疾??；患者體力狀態(tài)良好，能根據(jù)醫(yī)生要求完成磁共振檢查；家屬及患者對(duì)本次研究知情，自愿加入本次研究。

排除標(biāo)準(zhǔn)：臨床資料不全；患者無(wú)法確診前列腺癌；無(wú)法配合醫(yī)生治療或者完成磁共振檢查；老年癡呆、精神障礙或者智力不全患者。

1.2 主要檢查設(shè)備德國(guó)西門子3.0T超導(dǎo)磁共振儀，型號(hào)為MAGNETOM VerioTim+Dot。配備頭部、頸部、脊柱、體部等標(biāo)準(zhǔn)表面線圈，同時(shí)配備彌散張量成像(DWI、DTI)、磁敏感加權(quán)成像(SWI)、神經(jīng)系統(tǒng)灌注成像(PWI)、單體素及多體素波譜分析軟件(MRS)、實(shí)時(shí)在線BOLD成像軟件(fMRI)等高端應(yīng)用軟件。該設(shè)備成像速度快(較以往MR成像速度可提高1倍以上)，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，掃描層厚更薄(3D層厚達(dá)0.05mm)，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)同性成像。并且有三臺(tái)syngo.via云處理工作站，具備強(qiáng)大的MRI圖像后處理功能。

1.3 磁共振檢查方法患者檢查前一天進(jìn)行腸道準(zhǔn)備(進(jìn)食少渣飲食并口服緩瀉藥)。對(duì)所有患者進(jìn)行常規(guī)MR掃描序列，同時(shí)使用DWI、MRS等掃描序列。掃描使用的是德國(guó)西門子3.0T超導(dǎo)MR檢查設(shè)備。

常規(guī)磁共振掃描：橫軸位T1WI：TSE，TR500，TE12，F(xiàn)OV400×400，矩陣320×320，層厚5mm；橫軸位T2WI：TSE，TR3200，TE96，F(xiàn)OV400×400，矩陣320×320，層厚5mm；橫軸位T2WI-FS：STIR，TI230，TR4000，TE96、FOV400×400，矩陣320×320，層厚5mm；冠狀位T2WI：TSE，TR3000，TE96，F(xiàn)OV400×400，矩陣320×320、層厚5mm。矢狀位T2WI-FS：STIR，TI230，TR4000，TE96，F(xiàn)OV400×400、矩陣320×320，層厚5mm。

彌散成像掃描(DWI)：采用EPI-SE方法對(duì)患者進(jìn)行彌散加權(quán)成像(DWI)掃描，彌散感應(yīng)系數(shù)(b)分別為50、400、800、1400s/mm2，在X、Y、Z 3個(gè)方向?qū)颊呤┘訌浬⑻荻?，ADC技術(shù)參數(shù)同DWI。對(duì)病灶感興趣區(qū)進(jìn)行DWI信號(hào)強(qiáng)度測(cè)定、在ADC圖上測(cè)量ADC值，分別取3個(gè)感興趣區(qū)的測(cè)量值，并計(jì)算其平均值。

波譜成像掃描(MRS)：csi-se序列、TR750、TE145、Averages6，進(jìn)行多體素MRS掃描。在掃描完成后，將掃描到的數(shù)據(jù)傳到工作站，借助相關(guān)的軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繼而可獲得前列腺相關(guān)的各種代謝產(chǎn)物的MRS數(shù)據(jù)。分析獲得Cho、Cre、Cit波峰數(shù)值，通常以(Cho+Cre)/Cit作為診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 分析方法在所有圖像采集完成后，由2名高年資的影像醫(yī)師進(jìn)行診斷，并進(jìn)行對(duì)比。在意見不一致的時(shí)候，協(xié)商達(dá)成共識(shí)。DWI：在DWI圖像進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度觀察以及ADC圖上進(jìn)行ADC值的測(cè)量。MRS：選擇3個(gè)體素興趣區(qū)分別計(jì)算Cho、Cre及Cit的波峰峰值，記錄(Cho+Cre)/Cit比值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)通過(guò)SPSS 20.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以()進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較組間差異。P＜0.05表示差異顯著，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 常規(guī)磁共振掃描結(jié)果每個(gè)患者對(duì)前列腺進(jìn)行常規(guī)磁共振掃描時(shí)，以每個(gè)患者2個(gè)前列腺側(cè)葉進(jìn)行分析。本研究共納入符合研究標(biāo)準(zhǔn)的患者52例，即共分析114個(gè)前列腺側(cè)葉。經(jīng)常規(guī)磁共振掃描檢查發(fā)現(xiàn)54個(gè)側(cè)葉被診斷為前列腺增生，60個(gè)側(cè)葉被診斷出有前列腺癌的情況發(fā)生。

2.2 磁共振彌散加權(quán)成像掃描結(jié)果經(jīng)磁共振彌散加權(quán)成像掃描發(fā)現(xiàn)，前列腺癌病例在磁共振彌散加權(quán)成像上均表現(xiàn)為高信號(hào)，由表1、圖1可知，癌癥病灶的ADC值為(0.69±0.05)×10-3mm2/s，95%的置信區(qū)間(95%CI)為(0.73～0.82)×10-3mm2/s；周圍帶在DWI檢查中呈現(xiàn)平穩(wěn)高信號(hào)，ADC值為(1.97±0.31)×10-3mm2/s，95%的置信區(qū)間為(2.01～3.05)×10-3mm2/s；移行帶在DWI檢查中呈現(xiàn)平穩(wěn)低信號(hào)，ADC值為(1.53±0.23)×10-3mm2/s，95%的置信區(qū)間為(1.51～1.82)×10-3mm2/s。經(jīng)DWI檢查可以看出，前列腺癌病灶的ADC值顯著低于周圍帶或移行帶ADC值(P＜0.05)。

表1 不同前列腺組織及周圍組織ADC值比較(×10-3mm2/s)

2.3 磁共振波譜成像掃描結(jié)果對(duì)前列腺組織進(jìn)行磁共振波譜成像掃描后發(fā)現(xiàn)(表2、圖2)，前列腺癌癥病灶在MRS掃描中Cit值呈現(xiàn)不同幅度的降低，而Cho值呈現(xiàn)不同幅度的增高；與周圍帶或移行帶(Cho+Cre)/Cit值相比，前列腺癌癌癥病灶(Cho+Cre)/Cit值均顯著增高(P＜0.05)。

表2 不同前列腺組織及周圍組織(Cho+Cre)/Cit值比較

圖1 前列腺癌磁共振彌散擴(kuò)散成像。圖2 前列腺癌磁共振波譜成像分析。

3 討 論

MRI，也被稱為核磁共振成像(NMRI)，或自旋成像(spin imaging)，是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)原理，依據(jù)所釋放的能量在物質(zhì)內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中不同的衰減，通過(guò)外加梯度磁場(chǎng)檢測(cè)所發(fā)射出的電磁波，即可得知構(gòu)成這一物體原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像，將這種技術(shù)用于人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像，就產(chǎn)生出一種革命性的醫(yī)學(xué)診斷工具[6]。在惡性腫瘤的診斷中，MRI已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于乳腺癌、胃癌、肺癌以及結(jié)直腸的診斷中[7]。前列腺癌在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)病率高居首位，死亡率也僅次于肺癌，雖然我國(guó)前列腺癌的發(fā)病率低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，但其發(fā)病率也逐年升高，已經(jīng)成為我國(guó)老年男性的疾病之一，而MRI因其成像分辨率高，且可以多方位成像的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被用于診斷前列腺癌[8]。

3.0T MRI磁感應(yīng)強(qiáng)度、成像分辨率以及信噪比均較高，且在對(duì)于活體軟組織檢查時(shí)信號(hào)較均勻[8]。在前列腺癌診斷中，3.0T MRI在常規(guī)掃描模式下可以較好地顯示出前列腺組織的組織結(jié)構(gòu)，若出現(xiàn)T2WI低信號(hào)結(jié)節(jié)，則可懷疑前列腺癌，可進(jìn)行進(jìn)一步診斷。在本次研究中，52例患者，114個(gè)前列腺側(cè)葉經(jīng)常規(guī)磁共振掃描檢查發(fā)現(xiàn)，54個(gè)側(cè)葉被診斷為前列腺增生，60個(gè)側(cè)葉被診斷出有前列腺癌的情況發(fā)生。但由于前列腺炎患者、癌癥放療治療患者或者正在進(jìn)行分泌治療的患者經(jīng)3.0T MRI檢查也會(huì)出現(xiàn)T2WI低信號(hào)，所以僅進(jìn)行常規(guī)MRI檢查無(wú)法確診前列腺癌[9]。且出現(xiàn)在前列腺中央腺體的前列腺癌病灶和前列腺增生病灶均會(huì)出現(xiàn)周圍帶T2WI低信號(hào)，故常規(guī)MRI診斷前列腺癌容易出現(xiàn)誤診[10-11]。而磁共振彌散加權(quán)成像技術(shù)是磁共振診斷技術(shù)的一種，但與常規(guī)核磁共振成像 (MRI) 也存在區(qū)別，DWI的基礎(chǔ)是水分子運(yùn)動(dòng)，提供基于器官組織生理狀態(tài)的信息，同時(shí)能可靠地鑒別蛛網(wǎng)膜囊腫與表皮樣囊腫、硬膜下積膿與積液、膿腫與腫瘤壞死。劉金剛等[12]研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌患者經(jīng)DWI檢查獲取ADC值與前列腺腫瘤的微血管密度呈負(fù)相關(guān)，可被用于評(píng)估前列腺腫瘤的血供狀態(tài)。此外，劉會(huì)佳等[13]也指出，DWI聯(lián)合T2WI診斷中央?yún)^(qū)前列腺癌的敏感度高達(dá)95.6%，可以有效區(qū)分前列腺癌和前列腺增生。由此可知，DWI可被用于前列腺癌的診斷。本研究對(duì)52例前列腺癌患者進(jìn)行DWI檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，前列腺癌患者癌癥病灶區(qū)域ADC值顯著低于周圍帶或移行帶組織ADC值，這與上述前人研究結(jié)果一致，說(shuō)明前列腺磁共振彌散加權(quán)成像掃描獲取的ADC值可被用于診斷前列腺癌。

MRS是磁共振成像技術(shù)與磁共振波譜技術(shù)相互結(jié)合而形成的一種活體軟組織無(wú)損傷檢測(cè)的新技術(shù)[5]。姚艷紅等[14]通過(guò)檢索相關(guān)文獻(xiàn)研究MRS對(duì)前列腺癌復(fù)發(fā)和手術(shù)殘留的診斷價(jià)值時(shí)發(fā)現(xiàn)，MRS可以有效地診斷出前列腺癌術(shù)后殘留腫瘤組織，并對(duì)術(shù)后復(fù)發(fā)進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外，劉海芬等[15]也指出，MRS診斷前列腺癌的特異性和敏感性分別為84.4%和90.0%。而本研究結(jié)果表明，前列腺癌癥病灶在MRS掃描中Cit值呈現(xiàn)不同幅度的降低，而Cho值呈現(xiàn)不同幅度的增高，與周圍帶或移行帶(Cho+Cre)/Cit值相比，前列腺癌癌癥病灶(Cho+Cre)/Cit值均顯著增高(P＜0.05)，表明前列腺M(fèi)RS掃描獲取的(Cho+Cre)/Cit值可以被用于診斷前列腺癌。

綜上所述，磁共振彌散加權(quán)成像和磁共振波譜分析均可用于診斷前列腺癌，兩種技術(shù)在診斷前列腺癌時(shí)所側(cè)重的診斷重點(diǎn)不同，磁共振彌散加權(quán)成像掃描前列腺組織所獲取的ADC值可用于診斷腫瘤病灶，而磁共振波譜成像分析所獲取的(Cho+Cre)/Cit值可以被用于診斷前列腺癌。