前列腺癌MRI功能成像的研究進展

張云萍 李建瑞

前列腺癌(prostate cancer，PCa)是老年男性常見的原發惡性腫瘤，隨著人口老齡化和飲食結構的逐漸西方化，我國前列腺癌的發病形勢將更為嚴峻，目前MRI是前列腺疾病首選的檢查方法，尤其是各種MRI的功能成像可從不同角度顯示PCa的生物學特性［1－3］，本文就MRI功能成像在前列腺癌診斷中的研究進展作一綜述。

1 前列腺的解剖

前列腺中70%為腺體組織，30%為非腺體組織(即前纖維肌肉基質區)，根據McNeal系統，將腺體組織分為中央和外周腺體，中央腺體包括移行帶和尿道周圍組織，其細胞增生導致良性的前列腺增生，約有20%的前列腺癌發生于此［4］，移行帶占腺體組織的5%～10%，約有10%的前列腺癌發生于此，外周腺體包括外周帶和中央帶，外周帶包括前列腺的后側和側方，占腺體組織的70%，約有70%的前列腺癌發生于此。

2 病理及病理生理基礎

Pca絕大多數是腺癌，源于前列腺腺泡或導管上皮［5］，約70%發生在前列腺外周腺體，且多見包膜下，有理論認為多發病灶約占85%，隨著病變的發展融合成較大的腫塊，癌腫形態多不規則，邊界不清，出血、壞死、囊變少見，鏡下呈多種組織像，分為濾泡狀、篩狀和實性，腺泡型最常見，可有高、中、低分化表現，以高分化多見，少數為黏液癌、移行細胞癌和鱗狀細胞癌［6］。病變多數起源于包膜下的周邊部，癌組織一般比前列腺固有組織硬韌，瘤體多呈結節狀境界不清，臨床表現為局部尿道受壓引起的排尿困難、血尿、局部疼痛等，可通過直腸指檢發現。Pca晚期穿透包膜，直接侵犯鄰近結構，如膀胱、尿道、精囊，還可發生淋巴及血行轉移，分別向髂、骶、股部及主動脈旁淋巴結和骨、肺、腎上腺轉移，其中骨轉移多為成骨型，少數為混合型，偶見溶骨型［7］。

3 前列腺癌的磁共振成像

3.1 直接MR征象 直腸內和腹部相位陣列線圈的快速自旋回波(FSE)成像，被廣泛用于前列腺癌的診斷和分期。MR檢查和顯示前列腺癌主要依靠T2加權像(T2WI)，發生于外周帶的前列腺癌大部分表現為低信號，多呈局灶性結節、多發性結節或彌漫性信號減低區，與呈高信號的正常組織有明顯差異;發生于中央腺體的前列腺癌表現為低信號區局限性擴展到外周帶的高信號區，或T2WI上內外帶腺體的分界消失，由于T2WI中移行帶的正常組織亦呈低信號，故T2WI對于發生在移行帶的前列腺癌診斷有一定的局限性;較大的前列腺癌或伴有出血、壞死等改變時病灶信號不均勻，可呈高、等、低混合信號影［8］。包膜受侵表現前列腺邊緣不規整，外緣不規則膨出。靜脈叢受侵時，顯示前列腺兩側靜脈叢不對稱且信號減低，腫瘤侵犯周圍脂肪呈低信號改變，在T1WI觀察最好。精囊受累精囊信號減低，前列腺精囊角消失［9］。

3.2 MR擴散加權成像(DWI) 擴散為分子的不規則隨機運動，即布朗運動，擴散加權成像(DWI)是惟一能在活體組織中評價分子擴散運動的無創性檢查方法。

目前關于前列腺DWI最佳b值(擴散敏感系數)的選取，國內外學者的研究結果各不相同，b值的選取要解決圖像質量與擴散程度之間的矛盾，何海青等［10］研究發現，b值 =700 s/mm2時，圖像既比較清晰，又具有足夠的擴散權重，其MR機型為 GE 1.5T。Gibbs等［11］選用 b 值為 0 ～720 s/mm2，能很好地顯示前列腺解剖結構，其MR機型為GE 3.0T。張繼斌等［12］研究發現，b值0～300 s/mm2時，中央帶、外周帶顯示最好，其 MR機型為 SIEMENS1.5T。任靜等［13］選擇 b值 =750 s/mm2時圖像對比度最好，易于顯示呈明顯高信號影的Pca灶，測得的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值誤差較小，有助于前列腺癌的定性診斷，其MR機型為PhilipS 1.5T。因此選擇b值時，應參照自身MR機型、場強及梯度場強，最佳b值標準仍需進一步探索。

雖然國內外關于前列腺疾病的擴散加權成像研究很多，而且共同的結果是發現癌的ADC值低于非癌，但報道結果中癌的ADC值差異很大，尚無大規模研究數據提出前列腺癌ADC的診斷標準［14－16］。郭雪梅等［17］分析原因指出:(1)硬件、掃描序列等會影響ADC值的結果，關于前列腺DWI掃描的技術標準尚未建立。(2)影像-病理對照方法不同也會影響ADC值閾值的設定，一方面標準13針的穿刺結果和六分區并不能準確一一對應，另一方面，穿刺病理與術后大體病理之間仍存在較大的差異。隨著今后PCa的DWI的診斷標準的深入研究及建立，DWI必將在PCa的診斷中發揮越來越重要的作用。

3.3 MR波譜成像(MRS) 磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)是利用核磁共振現象及其化學位移或自選耦合作用，進行特定原子核及其化合物分析的一種檢測方法。

文獻報道PCa患者非癌區波譜主要表現為枸櫞酸鹽(Citrate，Cit)峰高，膽堿(Choline，Cho)和肌酸(Creatine，Cre)峰低，癌區主要典型表現為Cit峰降低，(Cho+Cre)峰顯著升高;Cit、Cho和Cre是前列腺MRS(質子譜)檢查中最易觀察到的代謝物，也是最有價值的指標［18］。

王霄英等［19］經手術和穿刺活檢證實，未行任何治療的PCa21例和正常前列腺17例，得出結果也表明正常前列腺外周帶(Cho+Cre)/Cit的比值均＜1，PCa的(Cho+Cre)/Cit比值顯著高于正常前列腺，并對103例患者重點就MRS定量分析結果與系統穿刺活檢病理結果進行對照分析得出(Cho+Cre)/Cit比值＞0.75為可疑癌，比值＞0.86為肯定癌。

MRS在PCa診斷中也存在一定的局限性。首先其受干擾的因素較多，MRS的信號易受周圍強大水及脂肪信號污染而產生一些高大畸形難以解釋的波形，受呼吸運動、部分容積效應的影響而降低MRS的敏感性及特異性，磁場的均勻性也會大大影響MRS產生的質量。

隨著3.0T機器的普及應用、軟硬件技術的進步及對前列腺病變代謝變化的深入研究，MRS將在PCa的診斷和分期中占據越來越重要的地位。

3.4 MR灌注成像(PWI) 磁共振灌注加權成像(perfusion weighted imaging，PWI)是將組織毛細血管水平的血流灌注情況，通過磁共振成像方式顯示出來，能快速、準確、幾乎無創地評價微血管內血液動力學變化［20］。

對比劑首過灌注成像是目前最常用的灌注成像方法，對比劑首過期間，主要存在于血管內，血管外極少，血管內外濃度梯度最大，信號的變化受擴散因素影響很小，因此，評價此時信號強度改變的最大速率(SSmax)，可以反映腫瘤的血流灌注率［21］。

張繼斌等［22］通過相關分析表明，SSmax、ΔR2*peak 和MVD之間存在良好的相關性，說明SSmax、ΔR2*peak能較好地反映腫瘤最高強化區血管化和血流灌注情況。因此，SI-T曲線的SSmax、ΔR2*peak能反映良、惡性前列腺組織的血流灌注率。

王錫臻等［23］對49例PCa患者研究發現，PCa的信號-時間曲線(SI-T)特點為增強早期即出現較大幅度的倒置峰值，提示前列腺癌內對比劑到達速度快、濃度高，PCa的信號-時間曲線具有早期強化、強化幅度增大的特點。相對負增強積分(rNEI)、增強平均時(rMTE)、達峰值時間(rTTM)信號降低最大斜率(rMSD)及血流速度(rBF)的平均數值分別為6.44、0.71、0.68、1.93、8.17。PCa 的 rNEI、rMSD 和 rBF 明顯高于正常前列腺外周帶(PZ)的;PCa的rMTE、rTTM低于PZ的。研究結果表明PWI能有效反映出前列腺不同組織的微循環灌注差異，有助于提高PCa的檢出率，因此PWI可作為臨床上PCa常規MRI檢查的有效補充手段。

近年來，MR功能成像技術，尤其是 MR擴散加權成像(DWI)、MR波譜成像(MRS)及MR灌注成像(PWI)飛速發展，能夠從不同角度分析組織的病理、生理及生化代謝等信息，從而為前列腺癌的臨床診斷、分期及預后評估提供有力的影像學依據。

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