3.0T磁共振多參數(shù)成像及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值*

孫文杰 王 欣 劉 玲,* 楊 立 崔春茂

1.大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科 (云南 大理 671000)2.大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科 (云南 大理 671000)3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院超聲科 (浙江 寧波 315000)

前列腺癌是男性泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，在歐美國(guó)家發(fā)病率較高，是美國(guó)男性癌癥死亡的第二大常見原因(10%)，僅次于肺癌。據(jù)估計(jì)，2019年美國(guó)新增174650例前列腺癌，31620例將死于前列腺癌[1]。近年來，我國(guó)的前列腺癌發(fā)病率呈明顯上升的趨勢(shì)[2]。MRI前列腺掃描是目前醫(yī)學(xué)界診斷前列腺癌最好的影像學(xué)檢查方法，其對(duì)腫瘤部位、分期及預(yù)后有至關(guān)重要的作用[3]。其主要檢查方法分為雙參數(shù)MRI成像(MRI+DWI)和多參數(shù)MRI成像(MRI+DWI+DCE)。2019年，PI-RADS指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布更新版本PI-RADS V2.1，其中指出多參數(shù)成像更有利于診斷前列腺癌?；谏鲜鰞?nèi)容，本研究主要探討多參數(shù)磁共振成像及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描的定性、半定量參數(shù)在診斷前列腺良惡性疾病中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析我院2017年6月至2021年6月期間符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者共有98例。其中PCa有38例，年齡在54～89歲；良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia，BPH)有60例，年齡在45～93歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床上擬診斷為前列腺癌的患者；血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)升高或前列腺經(jīng)直腸超聲發(fā)現(xiàn)有異常結(jié)節(jié)影或直腸指診觸及質(zhì)硬結(jié)節(jié)；磁共振檢查后三個(gè)月內(nèi)進(jìn)行手術(shù)治療或穿刺活檢，有病理結(jié)果；有磁共振檢查完整數(shù)據(jù)資料。前列腺增生組滿足上述后兩點(diǎn)即可。排除標(biāo)準(zhǔn)：不符合上述納入標(biāo)準(zhǔn)的任意一條；急性前列腺炎；磁共振檢查前有放化療、穿刺、內(nèi)分泌治療等；既往有前列腺手術(shù)史或其他惡性腫瘤病史。

1.2 檢查方法為確保前列腺磁共振檢查的圖像質(zhì)量，檢查前囑咐患者在檢查前一天進(jìn)食半流質(zhì)食物。使用TOSHIBA TAITAN 3.0T超導(dǎo)型全身MRI掃描機(jī)，以體線圈及腹部相控陣線圈作為發(fā)射及接受線圈。受檢查者檢查前訓(xùn)練呼吸，囑受檢者平靜呼吸，身體居掃描床中心位置，取仰臥位，頭先進(jìn)。掃描范圍包括覆蓋前列腺和精囊腺。掃描序列包括T1WI、T2WI、DWI、DCE。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)通過。

1.3 圖像分析及數(shù)據(jù)處理由兩名擁有多年診斷經(jīng)驗(yàn)的影像科主治醫(yī)師利用雙盲法分別獨(dú)立運(yùn)用雙參數(shù)成像及多參數(shù)成像在不知病理結(jié)果的前提下對(duì)納入病例進(jìn)行分析、診斷。感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)的選擇：參考病理結(jié)果在磁共振的圖像上判斷病變的大小和位置，并且盡量的避開脂肪、鈣化、出血等結(jié)構(gòu)的干擾，ROI的大小約為0.3mm×0.3mm，并生成時(shí)間-信號(hào)曲線(signal intensity-time curve，SI-T曲線)，將所得的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到相關(guān)半定量參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 19.0軟件對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，將雙參數(shù)成像及多參數(shù)成像組間比較及癌灶和BPH結(jié)節(jié)的SI-T曲線類型比較采用χ2檢驗(yàn)。癌灶和BPH結(jié)節(jié)的半定量參數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，并且這些半定量參數(shù)使用特征曲線 (receiver operating characteristic curve， ROC曲線) 來進(jìn)行進(jìn)一步分析。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果98例患者經(jīng)手術(shù)病理或穿刺活檢結(jié)果為前列腺癌38 例，PCa的ROI有68個(gè)，其中高分化癌灶7例、中分化癌灶25例和低分化癌灶36例；前列腺增生有60例，其ROI有192個(gè)，其中以基質(zhì)增生為主和腺體增生為主的結(jié)節(jié)灶分別有98個(gè)、94個(gè)。

2.2 雙參數(shù)成像及多參數(shù)成像在前列腺疾病中的診斷效能的比較把研究對(duì)象分為前列腺癌組(38例)及非前列腺癌組(即前列腺增生組，60例)進(jìn)行比較。雙參數(shù)成像診斷結(jié)果為：PCa組中33例為陽(yáng)性，5例為假陰性；BPH組中陰性病例數(shù)52例，假陽(yáng)性病例8例。多參數(shù)成像結(jié)果為：PCa組中36例陽(yáng)性，假陰性數(shù)2例；BPH組，陰性病例58例，假陽(yáng)性數(shù)2例，見表1。

表1 不同MRI檢查方法的診斷結(jié)果與病理結(jié)果對(duì)照(n)

MRI+DWI對(duì)診斷前列腺良惡性病變，靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為80.49%、91.22%、86.73%；MRI+DWI+DCE診斷前列腺癌靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別是94.74%、96.67%、95.92%。雙參數(shù)成像診斷效能低于多參數(shù)成像(P＜0.05)，見表2。

表2 不同MRI檢查方法診斷前列腺癌結(jié)果比較(%)

2.3 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描SI-T曲線及各個(gè)半定量參數(shù)分析60例 BPH患者SI-T曲線以持續(xù)緩升型(占40%)、緩升平臺(tái)型(占44.3%)多見；38例前列腺癌患者SI-T曲線以速升緩降型(占50%)多見、速升平臺(tái)型(占29.4%)；兩組患者的SI-T曲線類型比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表3、圖1～3。

表3 BPH與PCa病灶 MRI 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線比較(n)

前列腺癌組的Tmax、SImax%、Rmax及washout分別為(53.8±23.4)s、(176.4±57.9)%、(34.8±19.0)%、(18.7±6.6)%，前列腺增生組的Tmax、SImax%、Rmax及washout分別為(176.2±30.9)s、(171.6±54.6)%、(17.9±5.3)%、(8.2±4.3)%。PCa的達(dá)峰時(shí)間早于BPH，PCa的最快強(qiáng)化率大于BPH，PCa的流出分?jǐn)?shù)也大于BPH。除了SImax%組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，其他Tmax、Rmax及washout組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001，表4)。

表4 BPH及Pca動(dòng)態(tài)增強(qiáng)參數(shù)比較(±s)

表4 BPH及Pca動(dòng)態(tài)增強(qiáng)參數(shù)比較(±s)

分組 BPH PCa t值 P Tmax(s) 176.2±30.9 53.8±23.4 16.337 ＜0.001 SImax%(%) 171.6±54.6 176.4±57.9 0.068 0.946 Rmax(%) 17.9±5.3 34.8±19.0 4.993 ＜0.001 washout(%) 8.2±4.3 18.7±6.6 8.225 ＜0.001

ROC曲線分析結(jié)果(圖1～3)顯示：Tmax對(duì)于鑒別前列腺良、惡性組織效能最佳(AUC=0.885，敏感度85.4%，特異度79.3%)，其次為Rmax(AUC=0.837)，再次為washout(AUC=0.788)。

圖1 達(dá)峰時(shí)間(Tmax) 鑒別前列腺良、惡性組織ROC曲線分析。

3 討論

目前，磁共振成像(MRI)已經(jīng)是診斷前列腺疾病的最佳影像學(xué)手段，其序列包括T1WI、T2WI、DWI及DCE。T1WI圖像上，正常的前列腺組織呈均勻的等或稍低信號(hào)，但前列腺的解剖結(jié)構(gòu)無法明確區(qū)分。T2WI具有很好的軟組織分辨力，可清晰顯示前列腺各區(qū)帶，對(duì)前列腺癌的診斷、定位和分期十分重要[4]。T2WI圖像上外周帶呈均勻高信號(hào)，中央腺體、移形區(qū)及尿道周圍組織區(qū)呈較低信號(hào)。MR擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一種磁共振的功能成像，它可以較好地反映局部組織環(huán)境中水分子運(yùn)動(dòng)情況和組織的微觀結(jié)構(gòu)[5]，也是目前對(duì)微血管灌注和彌散效應(yīng)進(jìn)行活體定量研究的最佳方法[6]。前列腺組織中含有大量的腺體組織，細(xì)胞間隙比較大，水分子擴(kuò)散容易，而癌變區(qū)域正常前列腺組織被破壞，癌組織異常增生，細(xì)胞排列緊密，間隙小，腺泡結(jié)構(gòu)與間質(zhì)成分均有所減少，并且分布不均勻，故水分子的擴(kuò)散受到約束[7]。相關(guān)文獻(xiàn)指出良、惡性前列腺疾病的DWI表現(xiàn)有明顯差異，可以有效區(qū)別病變性質(zhì)[8-9]。磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描(dynamic contrast enhanced，DCE)是將造影劑以團(tuán)流的形式注入血管系統(tǒng)，用來觀察組織的微血管生成和血管通透性等血流動(dòng)力學(xué)改變的成像方法[10]。DCE的信號(hào)強(qiáng)化情況主要與活體組織病變區(qū)的血管密度、血管通透性、微血管的生成等因素有關(guān)，它可以精確、重復(fù)測(cè)量血管生理解剖和功能[11-12]。本研究分別運(yùn)用雙參數(shù)成像及多參數(shù)成像對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)多參數(shù)成像對(duì)前列腺癌的診斷靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率均高于雙參數(shù)成像，此結(jié)果與其他相關(guān)研究報(bào)道相一致[13-14]。然而，部分學(xué)者通過比較雙參數(shù)成像與多參數(shù)成像兩種方式，發(fā)現(xiàn)其對(duì)前列腺癌診斷效能相接近[15]，本研究認(rèn)為這可能與樣本的不同、機(jī)型及測(cè)量方式不一致有關(guān)。DCE對(duì)于前列腺疾病的臨床應(yīng)用主要有定性分析、半定量分析及定量 分析。

圖2 最快強(qiáng)化率(Rmax)鑒別前列腺良、惡性組織ROC曲線分析。

圖3 流出分?jǐn)?shù)(washout)鑒別前列腺良、惡性組織ROC曲線分析。

定性分析是通過組織動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的時(shí)間-信號(hào)曲線(SI-T曲線)類型進(jìn)行描述，主要類型有持續(xù)緩升型、緩升平臺(tái)型、速升平臺(tái)型、速升緩降型四種類型。前列腺是一個(gè)組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的富血供器官，其實(shí)質(zhì)成分與間質(zhì)成分混合在一起。前列腺外周帶較中央帶對(duì)比，其腺體成分較多、間質(zhì)稀疏，在DCE掃描早期中央帶呈較明顯強(qiáng)化，并持續(xù)性升高，外周帶早期強(qiáng)化不明顯，隨時(shí)間推移呈緩慢上升趨勢(shì)。前列腺增生(BPH)與前列腺癌(PCa)的血供較正常前列腺組織豐富，故在增強(qiáng)掃描時(shí)都可表現(xiàn)為早期明顯強(qiáng)化的特點(diǎn)[16]。但BPH血管密度較大，其血管形態(tài)、分布及血管壁完整程度與正常前列腺組織類似，血管腔內(nèi)對(duì)比劑不易滲入組織間隙，在SI-T曲線上表現(xiàn)為早期強(qiáng)化后持續(xù)性的增高或出現(xiàn)平臺(tái)期[17]，本研究中BPH的SI-T曲線中持續(xù)緩升型、緩升平臺(tái)型分別占40%、44.3%，與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致；而PCa組織內(nèi)的腫瘤血管密度為正常前列腺組織的兩倍，血供更加豐富，由于腫瘤組織增殖迅速癌組織中的血管分布不均、粗細(xì)不均，新生的血管壁不成熟，血管壁基底膜不連續(xù)，血管的通透性增高，對(duì)比劑廓清較BPH和正常前列腺組織快, 本研究中PCa的SI-T曲線中速升緩降型、速升平臺(tái)型分別占50%、29.4%。

半定量參數(shù)包括達(dá)峰時(shí)間(Tmax)、最大強(qiáng)化程度(SImax%)、最快強(qiáng)化率(Rmax)及流出分?jǐn)?shù)(washout)。在DCE的半定量分析中，Tmax、Rmax、washout反映的是活體組織內(nèi)的血供流入流出的速率情況，SImax%反映的是活體組織內(nèi)血供的血流量多少情況[18]。本研究發(fā)現(xiàn)在PCa組與BPH組之間的Tmax、Rmax、washout參數(shù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且與其他學(xué)者研究的結(jié)論相符[19-21]。但是，SImax%在PCa組與BPH組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與文獻(xiàn)報(bào)道不同，筆者認(rèn)為可能與以下原因有關(guān)[22]：(1)SImax%主要反映對(duì)比劑流入組織的量，不同患者使用造影劑注射的流速和總量不同；(2)BPH若以上皮組織增生為主時(shí)，其血供方式與PCa類似，導(dǎo)致其SImax%與PCa相似。通過對(duì)DCE的半定量參數(shù)的診斷效能分析，本研究發(fā)現(xiàn)Tmax的ROC曲線下面積最大(AUC=0.885)，其靈敏度和特異度也較高(敏感度85.4%，特異度79.3%)，Tmax對(duì)于鑒別前列腺良惡性組織效能最佳。Tmax主要反映對(duì)比劑流入組織的速度，前列腺癌血管密度增加，且新生毛細(xì)血管基底膜不連續(xù)、管徑粗細(xì)不均、管壁缺乏肌層和基底膜，導(dǎo)致血管通透性增加，對(duì)比劑廓清較快，因此早期強(qiáng)化迅速，Tmax縮短[23]。

綜上所述，前列腺多參數(shù)成像及態(tài)增強(qiáng)掃描所獲得的SI-T曲線及半定量參數(shù)，可以提供前列腺良惡性疾病的血液灌注信息，有助于進(jìn)一步了解前列腺疾病的組織特征。