DWI聯(lián)合DCE-MRI對(duì)前列腺腫瘤術(shù)前鑒別診斷的效能分析

盧曉冬 楊 明 楊 維 何業(yè)銀

江蘇省泗陽(yáng)縣人民醫(yī)院影像中心（江蘇 223700）

良性前列腺增生癥（Benign prostatic hyperplasia，BPH）和前列腺腫瘤（Prostate cancer，PCa）是老年男性較為常見(jiàn)的疾病，近年來(lái)前列腺腫瘤發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，早期診斷和治療是影響預(yù)后的重要因素[1]。目前臨床上診斷PCa的影像學(xué)方法主要有經(jīng)直腸超聲檢查（Transrectal ultrasonography，TRUS）、電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（Positron Emission Computed Tomography，PET）等。TRUS對(duì)前列腺的細(xì)微病變難以顯示，限制了對(duì)早期PCa的診斷；CT的軟組織對(duì)比分辨率低，對(duì)PCa早期診斷無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)；PET是腫瘤診斷和分期評(píng)估的先進(jìn)影像學(xué)技術(shù)，但其價(jià)格昂貴，設(shè)備普及率低，目前多用于檢查有無(wú)全身轉(zhuǎn)移的中晚期腫瘤患者。MRI具有較好的軟組織分辨率，可對(duì)病變組織多角度、多序列、多參數(shù)成像，隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，彌散加權(quán)成像（Diffusion-weighted imaging，DWI）和MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）在臨床的應(yīng)用日益深入，增加了診斷惡性腫瘤的準(zhǔn)確性[2-4]。本研究對(duì)92例前列腺病變患者的MRI影像學(xué)資料進(jìn)行分析，旨在探討DWI和DCE-MRI對(duì)PCa的鑒別診斷價(jià)值。

資料與方法

一、一般資料

以2019.1-2020.3在我院接受手術(shù)治療的前列腺病變患者為研究對(duì)象。納入：①經(jīng)肛門直腸指檢發(fā)現(xiàn)前列腺結(jié)節(jié)；②B超檢查發(fā)現(xiàn)前列腺低回聲結(jié)節(jié)；③實(shí)驗(yàn)室檢查發(fā)現(xiàn)前列腺特異性抗原（Prostate specific antigen，PSA）異常升高。滿足以上任一條件即可入選。排除標(biāo)準(zhǔn)：①急性前列腺炎患者；既往有前列腺手術(shù)史者；②合并其他惡性腫瘤疾病者；③MRI檢查前已接受穿刺活檢、激素療法或放化療者；④有MRI檢查禁忌癥者或拒絕行增強(qiáng)檢查者；⑤無(wú)最終病理結(jié)果者。最終納入有效病例92例，且MRI影像學(xué)資料完整，根據(jù)術(shù)后病理檢查結(jié)果分為PCa組和BPH組。PCa組患者36例，年齡60～76（68.35±3.53）歲，病程3～17個(gè)月，平均（8.85±1.71）月；BPH組患者56例，年齡60～77（69.28±3.47）歲，病程4～18個(gè)月，平均（8.19±1.82）月。兩組患者年齡、病程比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。均知情同意，本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：20180402）。

二、檢查方法

所有患者術(shù)前接受MRI檢查，儀器為美國(guó)GE 1.5THDXT磁共振掃描儀，8通道腹部相陣控線圈?；颊呖崭箼z查，膀胱中度充盈，取仰臥位，橫斷面對(duì)前列腺及精囊腺范圍進(jìn)行掃描，冠狀面及矢狀面自盆底至腹主動(dòng)脈分叉水平進(jìn)行大范圍掃描。（1）常規(guī)掃描。先進(jìn)行三維定位像，再行橫斷面抑脂T2加權(quán)（TSE-FST2WI），要求垂直于前列腺外周帶后緣長(zhǎng)軸，重復(fù)時(shí)間（Time of Repetition，TR）4300ms，回波時(shí)間（Time of Echo，TE）140ms，層厚4mm，層間隔0.1mm，激勵(lì)次數(shù)（Number of signal averaged，NEX）=4，視野（field of view，F(xiàn)OV）=32×32mm。然后行矢狀面和冠狀面T2WI，橫斷面T1WI，TR440ms，TE7.8ms，層厚4mm，層間隔0.1mm，NEX=2，F(xiàn)OV=32×32mm。成像序列：快速自旋回波（Fast spin echo，F(xiàn)SE）序列，軸位T1WI、T2WI、抑 脂T2WI，矢狀面和冠狀面T2WI。參數(shù)：T1WI（TR600ms，TE10ms），T2WI（TR4060ms，TE97ms），采集帶寬15.6～41.9kHz，矩陣320×256，F(xiàn)OV=320×320mm，層厚4mm，層間隔0.1mm，信號(hào)平均次數(shù)=4。（2）DWI掃描。以前列腺為中心采取單次激發(fā)自旋回波-回波平面成像（Spinecho echo planar imaging，SE-EPI）序列，根據(jù)MRI顯示的可疑病灶定域采樣位置，TE66.8～75ms，TR3000～4000ms，F(xiàn)OV=320×320mm，矩陣320×256，層厚4mm，層間隔0.1mm，NEX=4～6，b值選取1000s/mm2、600s/mm2兩個(gè)參數(shù)。（3）DCE-MRI掃描。運(yùn)用3D-LAVA技術(shù)行前列腺及精囊腺范圍內(nèi)軸位掃描，TR/TE/TI=5.4/2.0/5.0ms，層厚/層間距=4/0mm，F(xiàn)OV=320×320mm，矩陣320×256。經(jīng)左肘前靜脈10s快速注入釓噴替酸葡甲胺（Gd-DTPA）0.2mmol/kg，注射前先掃描2個(gè)空白時(shí)相，注射開(kāi)始10s后連續(xù)掃描24期，掃描一期12s。

三、圖像觀察和處理

由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)師采用盲法共同閱片，如意見(jiàn)不同則協(xié)商達(dá)成一致。將掃描得到的數(shù)據(jù)傳送至工作站，觀察病灶的形態(tài)、大小、數(shù)目、邊緣、信號(hào)特點(diǎn)、浸潤(rùn)程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等情況。分別在DWI、DCE-MRI圖像上選取感興趣區(qū)（Region of interest，ROI），大小約30mm×30mm，盡量避免脂肪、空氣、囊變、鈣化等因素的干擾。采用相關(guān)軟件對(duì)DWI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，測(cè)量ROC區(qū)的表觀彌散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC），自動(dòng)重建ADC圖。利用功能軟件處理DCE-MRI數(shù)據(jù)，得到時(shí)間-信號(hào)（SI-T）曲線，分為三型：Ⅰ型為早期快速?gòu)?qiáng)化后仍穩(wěn)定強(qiáng)化或緩慢強(qiáng)化型，Ⅱ型為早期快速?gòu)?qiáng)化后出現(xiàn)平臺(tái)期，Ⅲ型為早期快速?gòu)?qiáng)化后隨即下降。選定右側(cè)股動(dòng)脈獲得AIF曲線模型，繪制ROI，獲得動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)（Volume transfer constant，Ktrans）、速 率 常 數(shù)（Rate constant，Kep）、血管外細(xì)胞外間隙體積百分?jǐn)?shù)（Extravascularextracellular volume fraction，Vc）。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

用SPSS21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。等級(jí)資料以（%）表示，組間比較采取秩和檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以（±s）表示，組間比較采取獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；用受試者工作曲線（Receive operating characteristic curve，ROC）分析ADC值和DCE-MRI參數(shù)對(duì)前列腺腫瘤的診斷效能，記錄曲線下面積（Area Under the Curve，AUC）、敏感度、特異度。以P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、兩組不同b值下ADC值比較

b值取1000s/mm2、600mm2時(shí)，PCa組患者ADC值均低于BPH組（P＜0.05），表1。

表1 兩組不同b值下ADC值比較（±s，×10-3mm2/s）

表1 兩組不同b值下ADC值比較（±s，×10-3mm2/s）

組別 n b=1000s/mm2 b=600s/mm2 PCa組 36 0.925±0.166 1.144±0.251 BPH組 56 1.262±0.192 1.419±0.217 t 8.613 5.569 P＜0.001 ＜0.001

二、不同b值下ADC值的診斷效能比較

b=1000s/mm2時(shí)，ADC值診斷前列腺腫瘤的AUC值為0.905，ADC值為1.011×10-3mm2/s時(shí)診斷效能最大，敏感度為77.78%，特異度為91.07%；b=600mm2時(shí)，ADC值診斷前列腺腫瘤的AUC值為0.805，ADC值為1.301×10-3mm2/s時(shí)診斷效能最大，敏感度為77.78%，特異度為75.00%。表2和圖1，b值取1000s/mm2時(shí)診斷效能大于600s/mm2。

表2 不同b值下ADC值的診斷效能比較

圖1 不同b值下ADC值診斷前列腺腫瘤的ROC曲線

三、兩組患者SI-T曲線類型比較

PCa組患者以Ⅲ型曲線為主，BPH組患者以Ⅱ型為主，兩組曲線類型比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組患者SI-T曲線類型比較[n（%）]

四、兩組DCE-MRI參數(shù)比較

PCa組患者Ktrans、Kep、Vc水平均高于BPH組（P＜0.05），見(jiàn)表4。

表4 兩組DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

表4 兩組DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

組別 n Ktrans（min-1） Kep（min-1） Vc PCa組 36 0.35±0.07 0.85±0.15 0.31±0.06 BPH組 56 0.27±0.05 0.65±0.12 0.23±0.05 t 6.503 7.045 7.575 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

五、DCE-MRI參數(shù)的診斷效能分析

Ktrans診斷前列腺腫瘤的AUC值為0.828，以0.31min-1為臨界值時(shí)診斷效能最大，敏感度、特異度為69.44%、83.93%；Kep診斷AUC值為0.857，以0.73min-1為臨界值時(shí)診斷效能最大，敏感度、特異度為83.33%、78.57%；Vc診斷AUC值為0.874，以0.27為臨界值時(shí)診斷效能最大，敏感度、特異度為77.78%、82.14%。具體見(jiàn)表3和圖2。

表5 DCE-MRI參數(shù)的診斷效能分析

圖2 DCE-MRI參數(shù)診斷前列腺腫瘤的ROC曲線

討 論

前列腺腫瘤多發(fā)于中老年男性，近年來(lái)其發(fā)病率有上升趨勢(shì)，早期診斷和治療有利于獲得良好預(yù)后。MRI檢查對(duì)PCa有較高的診斷價(jià)值，傳統(tǒng)的T2WI序列可以很好的顯示前列腺解剖結(jié)構(gòu)，對(duì)癌癥的檢出、定位、分期有重要意義[5]。PCa在T2WI序列上表現(xiàn)為低信號(hào)，但與背景組織缺乏對(duì)比，且前列腺炎、纖維化、出血、鈣化等表現(xiàn)均可顯示為低信號(hào)，因此T2WI序列單獨(dú)診斷的特異性較低[6]。另外，常規(guī)MRI圖像的診斷準(zhǔn)確性較大的依賴于醫(yī)師的個(gè)人水平及經(jīng)驗(yàn)，容易導(dǎo)致主觀上的偏差，因此臨床上需要尋找更客觀、準(zhǔn)確的影像學(xué)技術(shù)，以提高對(duì)PCa的診斷。

DWI作為一種無(wú)創(chuàng)磁共振功能成像技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在分子水平上反映病理生理過(guò)程，ADC值用來(lái)描述組織內(nèi)水分子彌散強(qiáng)度的高低，通過(guò)該參數(shù)的測(cè)量可以對(duì)病變進(jìn)行定量分析[7]。正常前列腺外周組織富含大量腺體和腺管結(jié)構(gòu)，水分較多，細(xì)胞外間隙大也利于水分子自由運(yùn)動(dòng)，因此正常外周帶的ADC值較高[8]。惡性腫瘤發(fā)生時(shí)會(huì)破壞前列腺的正常結(jié)構(gòu)，細(xì)胞排列紊亂、密實(shí)，腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)也發(fā)生改變，多種因素影響下水分子彌散受限，ADC值明顯降低[9,10]。本研究顯示，b值取1000s/mm2、600s/mm2時(shí)，PCa組患者ADC值均低于BPH組。分析原因認(rèn)為，前列腺增生組織的細(xì)胞仍保持分泌功能，同時(shí)細(xì)胞大量增殖，腺體內(nèi)液體明顯增大，水分子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)則ADC值偏高。前列腺腫瘤細(xì)胞排列緊密且包裹腺體，腺體分泌的液體量減少，影響水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，因此ADC值偏低。b值是反映擴(kuò)散梯度和持續(xù)時(shí)間的參數(shù)，影響對(duì)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的敏感性，b值越高則ADC值越低。高b值可降低血流灌注產(chǎn)生的影響，測(cè)定的ADC值更接近于真實(shí)的擴(kuò)散系數(shù)，可較好的反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，但b值增高會(huì)加重偽影，信號(hào)衰減加大，圖像質(zhì)量會(huì)下降[11]，因此需根據(jù)設(shè)備和檢查部位選擇合適的b值。ROC曲線分析結(jié)果顯示，b值取1000s/mm2時(shí)DWI具有更高的診斷效能，AUC值為0.905，敏感度為77.78%，特異度為91.07%。

DCE-MRI可較好的評(píng)價(jià)病變的血流動(dòng)力學(xué)，對(duì)較小的腫瘤也有較高的敏感性，SI-T曲線反映信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)間變化的關(guān)系，可直觀的連續(xù)反映病變組織的強(qiáng)化特點(diǎn)[12,13]。本研究中，PCa組患者以Ⅲ型曲線為主，強(qiáng)化方式以“快進(jìn)快出”最多，符合典型的惡性腫瘤強(qiáng)化方式；BPH組患者以Ⅱ型為主，增生組織強(qiáng)化較慢且多為持續(xù)強(qiáng)化。由于前列腺良惡性疾病的強(qiáng)化方式存在明顯差異性，SI-T曲線可作為前列腺腫瘤診斷的重要參考指標(biāo)之一。DCE-MRI對(duì)前列腺疾病的定量分析法需計(jì)算藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以反映患者血管通透性。Ktrans指單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑從血漿經(jīng)毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織間隙的劑量，Kep為單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑從組織間隙返回血管內(nèi)的劑量，Vc指血管外細(xì)胞外間隙體積百分?jǐn)?shù)[14,15]。本研究定量分析結(jié)果顯示，PCa組患者Ktrans、Kep、Vc水平均高于BPH組。分析原因認(rèn)為，腫瘤組織血管生成速度過(guò)快，毛細(xì)血管壁不成熟，其內(nèi)皮細(xì)胞間隙較正常細(xì)胞間隙大，因此腫瘤血管的通透性增加。ROC曲線分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ktrans診斷AUC值為0.828，敏感度、特異度為69.44%、83.93%；Kep診斷AUC值為0.857，敏感度、特異度為83.33%、78.57%；Vc診斷AUC值為0.874，敏感度、特異度為77.78%、82.14%。上述結(jié)果表明DCE-MRI各項(xiàng)定量參數(shù)可對(duì)前列腺腫瘤做出診斷。

總結(jié)，DWI和DCE-MRI對(duì)前列腺腫瘤有較高的鑒別診斷價(jià)值，可提供豐富的診斷信息，結(jié)合ADC值、SIT曲線類型及Ktrans、Kep、Vc等參數(shù)做出綜合判斷，有利于提高診斷準(zhǔn)確性。