3.0T磁共振波譜成像結合T2WI對前列腺癌與前列腺增生的鑒別診斷價值

劉興華，曾文兵，汪明全，溫 云，王懷武

(重慶三峽中心醫院放射科，重慶 萬州 404000)

前列腺癌(prostate cancer,PCa)與前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)均為老年男性常患疾病，兩者的治療和預后完全不同。PCa的治療和預后取決于早期診斷和分期，因此在臨床工作中對PCa和BPH的鑒別診斷尤為重要。磁共振成像(resonance imaging,MRI)已成為PCa診斷和分期最有效的影像手段[1-2]。MRI常規序列及磁共振波譜成像(magnetic resonance spectrocopy,MRS)能夠分別從形態和功能方面對前列腺病變進行評價。本研究擬通過對病理證實的PCa和BPH的MRS和常規T2WI表現進行對照分析，探討兩者相互結合在PCa和BPH鑒別診斷中的價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

搜集2013年9月至2014年3月經穿刺活檢證實的49例前列腺疾病患者的完整臨床資料，其中PCa22例，BPH27例。所有患者均行MRI常規序列及MRS檢查，檢查前均未行穿刺活檢及任何治療。穿刺活檢時間不超過MRI檢查后1個月。

1.1.1 經直腸超聲引導下系統穿刺活檢 根據前列腺大小和臨床需要先常規系統活檢6～12針,并對重點懷疑部位行靶穿刺2～5針,并記錄穿刺部位。

1.1.2 分區方法 將前列腺分為左右兩側，從上到下分為基底部、中部和尖部，共6個分區。根據穿刺結果，將病變納入相應分區。

1.1.3 臨床資料 PCa組年齡56～89歲，平均(73.2±8.6)歲，主訴排尿困難、血尿、血精等癥狀，17例直腸指檢觸及質硬結節，tPSA1.53～102.6 ng/mL，平均(53.2±10.5) ng/mL。BPH組年齡57～89歲，平均(72.8±8.7)歲，主訴尿頻、排尿困難，直腸指診觸及前列腺增大，tPSA 2.6～20.8 ng/mL，平均(6.5±3.4) ng/mL。

1.2 MRI及MRS檢查

1.2.1 硬件設備及檢查前準備 應用SIMENS 3.0T Verio超導型磁共振成像系統。以體線圈為射頻發射線圈，以腹部相控陣線圈為接受線圈，患者檢查前1 d進少渣飲食,晚間口服緩瀉劑，以保證檢查時直腸內清潔，檢查前排盡膀胱尿液。

1.2.2 常規MRI檢查序列 TSE軸位T1WI(TR/TE 530 ms/12 ms,層厚/層距4 mm/0.8 mm，NEX2，ETL3，FOV20，矩陣250×250)；TSE軸位T2WI及抑脂T2WI(TR/TE 4 000 ms/108ms，層厚/層距4 mm/0.8 mm，NEX2，ETL25，FOV22，矩陣384×269)；矢狀位抑脂T2WI(TR/TE 3 850 ms/89 ms，層厚/層距3 mm/0.6 mm，NEX3，ETL4，FOV38，矩陣256×192)。掃描范圍包全前列腺及精囊腺。

1.2.3 3DMRS 掃描采用3D多體素波譜成像的方法，以前列腺專用空間定域采用點分辨波譜(PRESS)序列，枸櫞酸鹽(Citrate,Cit)、膽堿(Choline,Cho)、肌酸(Creatine,Cre)波峰經過耦合效應校正，TR750 ms，TE145 ms，掃描時間約9.54 min，采集次數6。3D矩形興趣區平面內的范圍和上下界應盡量包括全部前列腺組織而盡量少包括前列腺周圍脂肪和直腸內氣體。在興趣區邊緣加八條飽和帶，以消除矩形興趣區內前列腺周圍脂肪、前列腺后方直腸內氣體和呼吸偽影的影響。采集MRS數據前進行常規自動預掃描，包括自動勻場和抑水。

1.3 MRI常規序列觀察和MRS數據分析

1.3.1 MRI常規序列 主要觀察T2WI序列，測量前列腺的大小、觀察前列腺形態、有無病變，病變位置及信號特點；前列腺包膜是否完整，周圍脂肪間隙及血管神經束有無受累，是否侵犯膀胱、精囊腺及直腸；盆腔淋巴結及骨盆有無轉移等。

1.3.2 MRS數據采集與分析 參照穿刺活檢標記的取材位置及病理結果選擇相應的體素，觀察各體素Cho、Cre、Cit波峰形態，分別計算相應體素的(Cho+Cre)/Cit比值。所選體素未受到水和脂肪信號的污染，主要代謝物波譜的信噪比>5。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 MRI常規T2WI表現

22例PCa患者中18例T2WI序列有典型的腫瘤征象，其中14例表現為外周帶結節狀或斑片狀低信號影，邊界欠清，另4例外周帶、中央腺同時受累。18例中膀胱受累4例，精囊腺受累12例，直腸受累4例，盆腔淋巴結轉移8例，骨盆轉移11例。有4例未見明顯前列腺癌征象。

27例BPH患者T2WI序列均有典型的增生征象，主要為前列腺體積增大，以中央腺增大明顯，信號均勻或不均勻，不均勻者其內可見結節狀低信號或囊狀高信號，邊緣清楚，外周帶受壓變薄，前列腺包膜完整。

2.2 MRS形態表現及數據分析

2.2.1 MRS形態 3D多體素波譜圖，每個體素觀察3個主峰：Cit、Cho、Cre的共振峰分別位于2.62 ppm、3.25 ppm、3.05 ppm,部分Cho峰與Cre峰重疊，不易分離，呈共峰顯示。PCa患者MRS形態表現為Cit峰明顯降低甚至消失,Cho顯著升高,兩者波峰可呈現倒置(圖1A-C)。BPH患者MRS形態表現為Cit峰高聳,Cho峰及Cre峰相對較低(圖2A-C)。

2.2.2 MRS數據分析 參照經直腸超聲引導下穿刺活檢的病理結果選取體素，兩組數據經K-S檢驗均符合正態分布特點；PCa組(Cho+Cre)/Cit平均值明顯高于BPH組，差異具有統計學意義(表1)。

表1 PCa組與BPH組代謝物濃度(Cho+Cre)/Cit比值比較

注：Cho：膽堿；Cre：肌酸；Cit：枸椽酸鹽。PCa組與BPH組(Cho+Cre)/Cit值比較，(t=-27.241，P<0.05)。

3 討論

3.1 MRS與T2WI、臨床常規檢查的優勢對比

PCa是歐美國家老年男性最常見的惡性腫瘤之一，其死亡率僅次于肺癌，居第二位[3]。近年來隨著人口的老齡化及生活方式的改變，PCa在我國的發病率有明顯增高趨勢。臨床診斷前列腺病變的常規檢查手段有PSA、直腸指檢、經直腸超聲、經直腸超聲引導下穿刺活檢，但都有其局限性。PSA敏感性較高，但特異性較差；直腸指檢及經直腸超聲均有操作者依賴性；經直腸超聲引導下穿刺活檢常作為診斷前列腺病變的金標準，但屬有創檢查，容易遺漏較小的病灶。

MRI檢查以其無創、軟組織分辨率高的優點已成為臨床最受歡迎的影像學檢查手段之一。MRI常規檢查特別是T2WI序列能準確地將前列腺進行解剖分區，清楚地顯示PCa外周帶內的低信號，并能評價腫瘤對周圍組織有無侵犯及有無遠處轉移等。但外周帶T2低信號同樣可見于出血、炎癥、瘢痕、萎縮、放療后、冷凍術后及激素治療后，并且MRI常規序列對中央腺體內的腫瘤診斷仍較困難，因此常規序列對PCa的診斷價值有限。國內沈鈞康等[4]將MRI功能成像序列聯合T2WI對PCa進行篩查，具有較高的臨床價值。

MRS屬于MR功能成像，能夠提供活體組織的生化代謝信息，應用于多種腫瘤包括PCa的生物標記，Kurhanewicz等[5]在1996年將MRS應用于前列腺的檢查中，近年來其在PCa的診斷中應用越來越廣泛。

早期前列腺MRS檢查多采用直腸內線圈(ERC)作為信號接收線圈，其高信噪比和小FOV雖然可提供高分辨率圖像，但也有一定局限性，如作為表面線圈造成的磁場不均勻使得前列腺各部信噪比出現差異[6]，且易受ERC偽影的影響[7-8]，ERC檢查相對繁瑣，而且ERC檢查有較多禁忌癥[9]，故其應用受到一定限制。本研究用3.0T超高場MRI體線圈代替直腸內線圈，與1.5TMRI比較，3.0TMRI空間分辨率及時間分辨率更高，用體線圈患者檢查舒適度增加，易于接受。據李新民等[10]研究報道體線圈與直腸內線圈的MRS對PCa定性診斷效能接近，臨床應用具有可行性。

3.2 前列腺增生、前列腺癌的病理基礎及代謝特點

PCa系前列腺上皮來源或間葉來源的腫瘤，大多數發生于腺體外周帶或后葉的腺泡腺管上皮，病理類型以腺癌為主，其次為移行細胞癌，極少數為鱗狀細胞癌。前列腺增生結節主要發生于移行帶和尿道周圍腺體區。早期尿道周圍腺體區的結節完全為間質成分，而早期移行帶的結節主要表現為腺體組織的增生，并有間質數量的相對減少。

正常和增生的前列腺組織可分泌Cit，其腺管有濃縮Cit的能力，因此Cit含量較高[11]，而PCa由于正常腺體功能破壞，Cit生成減少，腺管對精液的濃縮功能喪失，Cit濃度亦降低。Cho與細胞膜的合成與降解有關。前列腺癌組織的細胞增殖速度快，細胞膜合成與降解活躍，因此Cho較正常組織含量高，而Cre的濃度在PCa與正常前列腺組織中含量無明顯差異。

3.3 MRS結合T2WI對前列腺癌和前列腺增生診斷的臨床價值

鑒于PCa和BPH的病理基礎及代謝特點，可運用MRS對PCa行定性和半定量分析，定性分析為粗略評價譜線中Cit與Cho+Cre峰的相對高低，而半定量分析為計算Cit與Cho+Cre峰值的峰下面積比值。目前應用最廣、最有價值的標準化比值為(Cho+Cre)/Cit。周良平等[12]報道增生的前列腺組織(Cho+Cre)/Cit比值約0.62±0.19，而PCa的比值約2.13±0.82，本研究PCa組(Cho+Cre)/Cit的值為2.05±0.61，BPH組(Cho+Cre)/Cit的值約0.53±0.19，與上述報道基本一致，提示MRS對PCa及BPH的鑒別診斷有較高的特異性。

常規T2WI序列對PCa的診斷具有較高的敏感性。本研究中有18例在T2WI序列中有典型的前列腺癌的影像學征象，但有4例未見確切腫瘤征象，分析原因可能為：(1)通常外周帶PCa表現為T2信號減低，但部分可表現為等信號。(2)起源于移行帶的PCa增加了MRI診斷的難度，因為中央腺信號不均勻。支持移行帶腫瘤的表現：移行帶均勻T2低信號、低信號結節邊界不清楚，但低信號亦可出現在前纖維基質及BPH間質增生[13]。

本研究的不足之處為樣本量偏小，沒有評價PCa的(Cho+Cre)/Cit比值與Gleason評分的相關性，病理結果均為穿刺結果，可能會有部分陽性患者漏診為陰性，對結果產生一定影響。

綜上所述，T2WI與MRS相互結合，能夠提高PCa與BPH鑒別診斷的準確性，具有較高的臨床應用價值。隨著MRS與術后前列腺標本逐層大病理切片對照研究的開展，會使PCa的MRS結果與病理改變間的相關性更加準確[14]。

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