磁共振波譜對前列腺癌、前列腺增生及前列腺炎的鑒別診斷

閆茹茹

（山西白求恩醫(yī)院放射科 山西 太原 030032）

前列腺癌（prostatic cancer，PCa）是男性中最高發(fā)的癌癥之一[1]。PCa可能先于癌癥形態(tài)形成改變細胞代謝[2]。雖然與PCa發(fā)生相關(guān)的因素尚不清楚，但考慮與年齡、種族和遺傳因素相關(guān)，直系親屬受到影響，疾病的可能性會增加一倍[3]。前列腺病變主要與臨床癥狀相關(guān)，如前列腺特異性抗原（PSA）增加。PCa和良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia，BPH）具有局灶性表現(xiàn)，而前列腺炎是一種彌漫性疾病[4]。雖然PSA血液試驗是早期診斷PCa最常見的方法，但特異性較低[5-6]。因此，應(yīng)該用一種具有高敏感性和特異性的非侵入性方法來診斷PCa、前列腺炎和BPH。磁共振成像（MRI）是一種不使用電離輻射的非侵入性成像技術(shù)。這種模式能夠描繪PCa，并為診斷、分期和治療計劃提供解剖和生理信息。用于診斷前列腺病變的不同類型的MRI包括：T2加權(quán)成像、擴散加權(quán)成像（DWI）、動態(tài)對比增強磁共振成像和磁共振波譜（MRS）[7-8]。MRS作為一種功能性的非侵入性手段，可檢測前列腺代謝物的水平，包括檸檬酸鹽（Cit）、膽堿（Cho）和多胺肌酸（Cr）含量[9]。PCa相關(guān)的代謝物包括良性組織標記物Cit、Cr和惡性組織的標記物Cho。在定量分析中，所有代謝物的峰值是通過（Cho+Cr）/Cit來評估的。在定性分析中，比較Cit和Cho的峰值高度，如果在至少三個相鄰體素中觀察到較高Cho/Cit峰值，則判斷為可能患有PCa[10]。關(guān)于磁共振成像的非侵入性、敏感性和特異性及其在早期檢測小腫瘤的能力，MRS有區(qū)分PCa和前列腺炎的能力。為了提供關(guān)于前列腺生化和結(jié)構(gòu)變化的信息，磁共振波譜已經(jīng)被許多先前的研究所應(yīng)用[1]。最近的研究主要集中在PCa檢測上，這已經(jīng)被多參數(shù)磁共振成像（mpMRI）徹底改變[11]。因此，本研究的目的是分析和比較前列腺炎、PCa和BPH的區(qū)別，并確定三者是否可通過MRS進行區(qū)分。

1 資料與方法

1.1 一般資料

將2012年2月—2019年2月于我院進行MRS檢測的121名患者納入本研究。包括32名PCa患者，平均年齡（68.38±8.03）歲，平均BMI（22.37±1.66）kg/m2；18名前列腺炎患者，平均年齡（68.33±7.88）歲，平均BMI（22.52±1.62）kg/m2）；71名BPH患者，平均年齡（67.24±12.32）歲，平均BMI（22.00±1.70）kg/m2），分別命名為PCa組、炎癥組和BPH組，三組患者的年齡及BMI相比無顯著差異（P＞0.05），可比較。

1.2 方法

所有的磁共振成像檢查都使用3.0 T掃描儀進行，通用電氣型號為Achieva 3.0 T磁共振系統(tǒng)（飛利浦，荷蘭）。為了通過射頻脈沖刺激所需區(qū)域，使用射頻體線圈，并使用SENSE-XL-Torso線圈進行數(shù)據(jù)采集。為了確定腫瘤的范圍和位置以及光譜學的范圍，采用T2快速自旋回波技術(shù)（T2WI），彌散加權(quán)成像，SPIR壓脂技術(shù)。掃描序列：T2WI-TRA/SAG，T1-TRA，DWI-TRA，SPIRCOR，3D PRESS。T2WI-TRA層厚4 mm，層間距0.5 mm，TR=3 484 ms，TE=90 ms，F(xiàn)OV 26×26×9.8，NEX=2。T2WISAG層厚4 mm，層間距0.5 mm，TR=3 000 ms，TE=74 ms，F(xiàn)OV 22×23×8，NEX=2。T1-TRA 層厚4 mm，層間距0.5 mm，TR =444 ms，TE=7.1 ms，F(xiàn)OV 26×26×9.8，NEX=2。DWI層厚4 mm，層間距0.5 mm，TR=4 000 ms，TE=70 ms，F(xiàn)OV 23×23×11，NEX=4，b值分別是0和1 000 s/mm2。T2-COR-SPIR層厚4 mm，層間距0.5 mm，TR=4 678 ms，TE=70 ms，F(xiàn)OV 25×23×8，NEX=2。波譜TR=1400 ms，TE=140 ms，ACQ matrix MXP=5×5 cm2，ACQ Voxel MPS=12×12×12 mm3，飽和帶選擇前列腺周邊，并進行VOI區(qū)域脂肪壓制，調(diào)整帶寬為2 000 Hz，并實施勻場處理。在磁共振波譜技術(shù)中，10個外部飽和帶用于防止磁場不均勻性和磁化率，這種不均勻性和磁化率與線圈、骨結(jié)構(gòu)、前列腺增生脂肪和膀胱中尿液的存在有關(guān)。前列腺磁共振波譜中水和脂肪的抑制導致這些結(jié)構(gòu)在掃描中不受干擾。飽和帶位于前列腺周圍的所有方向，以消除由前列腺周圍組織、脂肪組織和直腸組織引起的光譜干擾。局部磁場均勻性通過自動勻場程序進行優(yōu)化。一般來說，完成掃描（包括患者定位、磁共振成像和光譜數(shù)據(jù)采集）所需的時間約為20 min。平均光譜掃描時間約為5 min。觀察并記錄三個組的影像學結(jié)果，以及代謝產(chǎn)物含量分析，代謝產(chǎn)物含量分析包括Cho/Cit、（Cho+Cr）/Cit。

1.3 統(tǒng)計學方法

所有數(shù)據(jù)采用Excel進行整理，結(jié)果用平均數(shù)±標準差（± s）來表示。采用Graphpad Prism 6.0對三組中的指標數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。年齡、BMI和（Cho+Cr）/Cit之間用Pearson進行相關(guān)分析，相關(guān)性用R語言的corrplot包進行可視化。

2 結(jié)果

2.1 影像學結(jié)果分析比較

在PCa組（圖1A）、前列腺炎組（圖1B）以及BPH組（圖1C）中，影像學表現(xiàn)均為前列腺輪廓清晰，膀胱充盈良好，其內(nèi)未見充盈缺損影，盆腔內(nèi)未見腫大淋巴結(jié)。在前列腺炎組和BPH組中，影像學均表現(xiàn)為：包膜完整，體積增大，呈球形變，前列腺向上部分突入膀胱內(nèi)，前列腺中央腺體明顯均勻增大，外周帶受壓變窄呈環(huán)狀，以長T1，等長T2信號為主。在PCa組中，前列腺呈等T1、等低T2信號，雙側(cè)精囊腺呈等T1、等T2信號。在前列腺炎組中，外周帶受壓變窄呈環(huán)狀，信號均勻，膀胱內(nèi)偏腹側(cè)可見局灶性長T1、短T2信號影。而在BPH組中，前列腺中央帶信號不均勻，以長T1、長T2信號為主。各組膽堿峰的譜線形態(tài)見圖1D-F。

圖1 PCa、前列腺炎和BPH的T2橫斷影像學圖像

2.2 代謝產(chǎn)物含量分析比較

PCa組（Cho+Cr）/Cit平均值為（5.02±1.06），炎癥組為（0.27±0.06），BPH組為（0.10±0.01）。因此，癌癥患者的（Cho+Cr）/Cit值顯著高于炎癥組和BPH組（表1）。且每兩組間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。PCa組的Cho代謝物的峰值明顯高于增生組和BPH組。而癌癥組的Cit值較低。

表1 代謝產(chǎn)物含量計算情況比較（ ± s）

表1 代謝產(chǎn)物含量計算情況比較（ ± s）

注：a為PCa組與炎癥組比較；b為炎癥組與BPH組比較；c為PCa組與BPH組比較。

此外，進一步分析了年齡、BMI與（Cho+Cr）/Cit之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)年齡、BMI和（Cho+Cr）/Cit之間無顯著相關(guān)（圖2）。

圖2 年齡、BMI和（Cho+Cr）/Cit之間相關(guān)性

3 討論

MRS檢查對于PCa來說是一種相對較新的技術(shù)，已用于常規(guī)臨床實踐[11]。它被證明能有效提高前列腺疾病鑒別診斷的準確性。T2WI更常用于PCa的精確檢測和分期[12]。（Cho+Cr）/Cit與癌癥分期之間存在顯著相關(guān)性，被用作常規(guī)前列腺病變的評估標準[12]。在較嚴重階段，Cho和Cr的總量高于Cit。通過抽血檢測也有相同的結(jié)果，較高的PSA可使Cho和Cr總量更高，相反，（Cho+Cr）/Cit的比值增加，PCa的侵入水平也增加[13]。目前來說，MRS評估（Cho+Cr）/Cit是檢測PCa的可接受指標，代謝物的分布有助于評估病理階段和侵入性PCa以確定合適的治療方案，（Cho+Cr）/Cit增加為惡性組織，而良性組織中（Cho+Cr）/Cit較低，例如，前列腺癌癥組中（Cho+Cr）/Cit高于BPH組，這與我們的結(jié)果也一致。

此外，本文結(jié)果顯示，PCa組與BPH組相比，Cit顯著降低，Cho升高，而前列腺炎病變顯示Cho正常，Cit沒有顯著降低。磁共振觀察到的大部分Cit信號來源的腔內(nèi)空間可能由于炎癥過程而變得壓縮精液含量減少，導致Cit水平異常[14]。BPH的MRS測量提供了Cho和Cit的參考值。在目前的研究中，Cho并沒有在所有前列腺炎病例中升高，因為這種代謝模式不同于癌癥。通過Cho可以初步診斷PCa和前列腺炎。也有研究證明，（Cho+Cr）/Cit＜0.75為BPH，（Cho+Cr）/Cit＞0.86為PCa，若比值在0.75～0.86內(nèi)，可考慮為PCa，需做進一步的診斷。在本文結(jié)果中，PCa組中的（Cho+Cr）/Cit均＞0.86，BPH組中均＜0.75。在我們的病例中，炎癥組的（Cho+Cr）/Cit相對于BPH組是顯著升高的，可能由于炎癥伴隨著一定的增生情況，而增生不一定會發(fā)生炎癥反應(yīng)。因此在實際應(yīng)用中還需要結(jié)合影像學表現(xiàn)來診斷前列腺炎和良性前列腺增生。

盡管MRS有精確的物理原理和臨床能力，但也有特殊的局限性。它對患者自愿和不想要的運動非常敏感，目前可通過適當?shù)膭驁龊吞岣叽艌鰪姸葋斫鉀Q。另一個問題是截斷偽影，就是使用適當?shù)纳漕l接收器系統(tǒng)消除該偽影。對于MRS的研究，樣本量小是研究最大的局限，為了提高病情診斷的準確率，我們應(yīng)在更高磁場中使用直腸內(nèi)線圈檢測更多的代謝物并提高磁共振波譜的分辨率。也可加大樣本量，篩選出在更高強度的磁場中其他可作為新的生物標記物代謝物?？傊覀兊慕Y(jié)果表明，比較（Cho+Cr）/Cit有助于PCa、前列腺炎和BPH的準確診斷。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，可以得出結(jié)論，MRS可以作為一種合適的無創(chuàng)性工具用于診斷PCa、前列腺炎和BPH，具有較高的敏感性、特異性和準確性。