MRI多參數成像對前列腺癌診斷價值的研究

張永勝 陳瑤 陳祖華 樂玲 程凌霄 張士更 趙再秋

MRI多參數成像對前列腺癌診斷價值的研究

張永勝 陳瑤 陳祖華 樂玲 程凌霄 張士更 趙再秋

目的 探討MRI多參數成像對前列腺癌（PCa）的診斷價值。方法回顧性分析經病理證實PCa37例、前列腺增生42例和前列腺炎6例患者的T2WI、彌散加權成像（DWI）及動態增強（DCE）資料。比較PCa與非癌患者的T2WI、DWI、表觀擴散系數（ADC）值和DCE表現。組合上述3種技術形成以下4種方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCE；方案4：T2WI+DWI+DCE。繪制ROC曲線，并采用Z檢驗比較曲線下面積（AUC），計算各方案的敏感度、特異度及準確度。結果PCa在T2WI上多呈斑片狀、結節狀低信號（25/37），DWI上大多呈斑片狀或結節狀明顯高信號（33/37），動態增強均呈Ⅱ、Ⅲ型曲線（37/37）；前列腺增生T2WI上呈結節狀高低混雜信號，DWI上大多呈等或稍高信號（33/42），動態增強大多呈Ⅰ、Ⅱ型曲線（39/42）；前列腺炎T2WI上多呈不規則稍低信號（4/6），DWI上多呈稍高信號（4/6），動態增強大多呈Ⅱ型曲線（4/6）；PCa與非癌患者的ADC值分別約（0．99± 0．21）×10-3mm2/s、（1．75±0．25）×10-3mm2/s，兩組間ADC值差異有統計學意義（P＜0．05）。各方案AUC從小到大依次是：方案1：0．741、方案3：0．905、方案2：0．930、方案4：0．974。方案1與方案2～4間AUC值差異有統計學意義（P＜0．05）。方案4的敏感度、特異度及準確度均最高，分別為94．59%、93．75%、94．12%。結論MRI多參數成像顯著提高前列腺癌的檢出及診斷準確度，其中以T2WI+DWI+DCE的診斷效能最高。

前列腺癌 前列腺增生 MRI多參數成像

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是危害我國老年男性健康的常見惡性腫瘤之一，在全部惡性腫瘤中發病率和病死率分別為第6位和第9位，且均呈明顯上升趨勢[1]。MRI掃描是前列腺疾病的最重要影像學檢查方法，T2WI、擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）及動態增強（dynamic contrast enhancement，DCE）廣泛應用于PCa的檢出、定位、分期及內分泌治療后評價。臨床醫師一直關注上述序列聯合對PCa的診斷價值，以便優選出最有價值且經濟的MRI檢查序列，然而目前關于MRI多參數成像對PCa診斷價值研究較少且報道不一[2-4]，因此筆者回顧了85例經前列腺MRI檢查的患者，并選用4種不同方案，旨在探討MRI多參數成像對PCa的診斷價值，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 2010-07—2013-11在我院行前列腺MRI檢查并獲得病理證實的患者共85例，年齡45～85（72.60±8.35）歲；包括PCa37例,前列腺增生（benign prostate hyperplasia,BPH）42例和前列腺炎6例。

1.2 MRI掃描技術 采用西門子公司Avanto 1.5T超導型磁共振儀，8通道腹部相控陣線圈。前列腺軸位和矢狀位采用抑脂快速自旋回波序列T2WI，TR 4 000ms，TE 95ms，回波鏈長度14，層厚4 mm，層間距0.8mm，FOV 20cm×20cm，激勵次數4，矩陣460×512。DCE采用Mallinkrodt高壓注射器經肘靜脈以2ml/s給予釓噴酸葡胺15ml，隨之以10ml 0.9%氯化鈉注射液沖洗后立即行水平位VIBE序列掃描，TR 5.8ms，TE 2.7ms，層厚3.0mm，層數28～32層，FOV 26.3cm×35cm,連續掃描12～15期，單期掃描時間10s，后3期每期間隔1min，共約5min。DWI采用單次激發EPI序列，TR 5 800ms，TE 90ms，FOV 35.6cm×38cm，矩陣 120×128，層厚4mm，層間隔1mm，激勵次數4。擴散敏感系數（b值）取0和800mm2/s。

1.3 MRI數據分析 對T2WI、DWI及DCE組合形成以下4種方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCE；方案4：T2WI+DWI+DCE。由2位主治以上醫師在不知道病理結果的情況下，在syngo MRI工作站上共同分析4種方案的影像資料，意見不同時經協商達成一致，不同方案的分析需間隔約1個月。診斷標準參照2012年歐洲泌尿放射學會推出的前列腺影像報告數據系統[5]（Prostate Imaging Reporting and Data System,PI-RADS）：1分明確沒有癌；2分可能沒有癌；3分不確定；4分可能是癌；5分明確存在癌；評分1、2分判斷為良性，3～5分判斷為癌，詳見表1。對T2WI、DWI及DCE的獨立診斷分值求平均值取整數作為綜合評分，并采用以下方法校正[6]：當任一獨立評分是5分時，即對綜合評分加1分；當任一獨立評分是1分時，即對綜合評分減1分。對DCE和DWI選擇T2WI圖像作為參考，手繪感興趣區，盡量避開移行區與外周帶交界處、精囊根部、血管、出血或鈣化等，對表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）值重復測量3次，取平均值。

表1 前列腺影像報告數據系統（PI-RADS）評分標準

1.4 統計學處理 采用SPSS 17.0統計軟件。PCa與非癌患者間ADC值比較采用獨立樣本t檢驗。對各方案的影像診斷結果與病理結果對照，繪制ROC曲線，計算曲線下面積（AUC），并用Z檢驗比較各方案間的差異，計算各方案的敏感度、特異度及準確度。

2 結果

2.1 T2WI、DWI及DCE表現 37例PCa患者在T2WI上，20例外周帶PCa中16例呈斑片狀或結節狀低信號，3例呈斑片狀稍低信號，1例呈等信號；12例移行區PCa中3例呈大片狀低信號，1例呈凸透鏡樣低信號，邊界不清，8例呈小斑片狀低或混雜低信號；5例外周帶PCa伴發移行區PCa呈大片狀或多個斑片狀低信號。DWI上，33例PCa呈斑片狀或結節狀明顯高信號，4例呈斑片狀稍高信號，ADC圖呈低信號。DCE上，PCa表現為早期快速明顯強化，延遲持續強化或強化減退，時間-信號強度曲線（time-signal intensity curve，TIC）呈Ⅱ型（23/37）、Ⅲ型（14/37），詳見圖1（見插頁）。42例BPH移行區T2WI上呈結節狀高低混雜信號，少數見斑片狀低信號，DWI上大多呈等或稍高信號，9例呈結節狀明顯高信號，DCE上早期呈明顯不均勻強化，TIC多呈Ⅰ型（23/42）、Ⅱ型（16/42）曲線。6例前列腺炎T2WI上4例外周帶內見不規則形稍低信號，2例呈楔形低信號，DWI上4例呈稍高信號，2例呈高信號，多呈Ⅱ型（5/6）曲線。PCa與非癌患者的ADC值分別為（0.99±0.21）×10-3mm2/s、（1.75±0.25）×10-3mm2/s，PCa的ADC值明顯低于非癌患者，兩者的ADC值差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.2 4種檢查方案對PCa診斷價值的比較 方案1～4診斷PCa的AUC值分別為0.741、0.930、0.905、0.974，其中方案4的AUC值最大（圖2）；方案1與方案2、3、4，方案3與方案4間AUC值的差異有統計學意義（P＜0.05），除此之外，兩種方案間的AUC值比較差異無統計學意義（P＞0.05）。4種方案中，方案4的敏感度、特異度及準確度最高，分別為94.59%、93.75%、94.12%，詳見表2。

圖2 4種MRI檢查方案診斷PCa的ROC曲線圖

3 討論

3.1 T2WI、DWI及DCE對PCa的診斷價值 70%PCa發生于外周帶，T2WI上多表現為高信號外周帶中出現結節狀低信號灶，本研究中大部分外周帶癌具有類似表現，但有3例患者外周帶癌呈稍低信號及1例等信號。Wang等[7]認為T2WI上高級別PCa相對于低級別PCa信號強度更低，即PCa在T2WI上信號強度的高低與腫瘤分化程度有關。前列腺炎、瘢痕、鈣化等亦可表現為外周帶內低信號灶，本研究中2例前列腺炎呈楔形低信號。PCa在T2WI上多呈斑片狀或結節狀均勻低信號，可累及包膜、精囊腺，前列腺炎T2WI上多呈彌漫性或局限性稍低信號，無結節、包膜及包膜外結構不受累，這些特點有助于兩者鑒別。25%～30%PCa發生于移行區，由于常與BPH結節混合存在且鑒別困難，T2WI診斷價值有限[7-8]，本研究中12例移行區癌T2WI診斷4例。有研究認為移行區癌多呈均勻性低信號灶，邊界模糊，無包膜，典型呈凸透鏡或水滴樣外觀[5]，本研究中1例患者移行區癌呈凸透鏡樣外觀。

表2 不同MRI檢查方案對前列腺癌診斷的效能（%）

DWI是目前反映組織細胞水分子擴散運動的無創檢查手段。PCa在DWI上彌散受限呈明顯高信號，ADC圖呈低信號，主要由于腫瘤細胞排列緊密，間質成分少，含水量少，腫瘤細胞較正常的腺上皮細胞有更高的核漿比[9]。BPH和前列腺炎DWI上亦可呈高信號，本研究中6例BPH和2例前列腺炎DWI上呈高信號，容易誤診為PCa。ADC值從量化角度反映水分子擴散程度。本研究結果顯示PCa的ADC值明顯低于非癌患者，差異有統計學意義，這與國內外研究[8-9]結果一致。筆者認為當DWI圖像鑒別PCa、BPH及前列腺炎困難時，測量病灶的ADC值有重要的鑒別意義。

DCE是通過高壓注射器經肘靜脈注入釓類對比劑后動態觀察器官血流灌注情況，反映腫瘤血供及評價血流動力學改變[10]。PCa變伴有腫瘤血管生成，DCE多表現為早期快速明顯強化，TIC大多呈Ⅱ、Ⅲ型。BPH和前列腺炎的血供高于正常組織，但低于癌組織，且血管分布不均勻，TIC中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型均可見。本研究顯示PCa、BPH及前列腺炎的TIC類型有一定的重疊，因而不能單獨依靠DCE來鑒別病灶的良、惡性，需要結合其它影像學檢查。量化參數可以更直觀反映PCa的血供特征，潘云雷等[11]研究認為PCa與BPH之間的達峰時間、最大強化斜率及信號增強率差異有統計學意義。

3.2 MRI多參數成像對PCa的診斷價值 目前應用MRI多參數成像診斷PCa是前列腺影像學研究的熱點。沈鈞康等[2]認為MR多參數成像可顯著提高PCa的檢出和診斷準確度，敏感度、特異度及準確度分別為95.35%、84%、89.25%。本研究結果顯示MRI多參數成像的診斷效能較T2WI顯著提高，敏感度、特異度及準確度分別提高18.92%～27.02%、14.59%～29.17%、16.47%～28.24%，其中方案4（T2WI+DWI+DCE）的診斷效能最高，其敏感度、特異度及準確度分別為94.59%、93.75%、94.12%，其次為T2WI+DWI，可見MRI多參數成像較T2WI顯著提高PCa檢出及診斷敏感度、特異度。本研究中4例外周帶癌患者T2WI上呈稍低信號或等信號，容易漏診或誤診為前列腺炎，病灶DWI上呈高信號及ADC值降低，TIC呈Ⅱ型，方案2～4診斷為PCa，避免誤診。本研究中6例BPH結節DWI上呈高信號，容易誤診為PCa，病灶T2WI上呈圓形高低混雜信號，包膜完整，TIC類型呈Ⅰ型，方案3、4診斷為PCa，避免誤診。可見MRI多參數成像能夠還可以反映PCa不同生物學特性，聯合應用可以提高診斷PCa的能力。不過本研究中3例BPH結節在4個方案中均被誤診為PCa，病理結果為間質增生為主型的BPH結節，可見移行區良、惡性結節的鑒別依然是MRI多參數成像診斷的難點。

方案2與方案4的診斷效能差異無統計學意義。相對于方案3，4，方案2掃描時間短，且不存在注入釓類對比劑造成的過敏反應及腎毒性等不良反應，同時具有較高的診斷效能，因而可作為方案4的替代方案，在臨床上可用于疑似PCa患者篩查的基本檢查方案。筆者未將DWI、DCE單獨列入研究，主要基于臨床診斷思維考慮。

2012年，歐洲泌尿放射學會推出PI-RADS評分，對T2WI、DWI、DCE及波譜成像均采用1～5分，為PCa的MRI診斷提供了一種半定量的量化標準，指導臨床醫生對前列腺疾病診斷及治療。本研究中采用PIRADS評分方法能夠標準化評價MRI多參數成像對PCa的診斷價值，避免了研究的主觀性和隨意性。

3.3 本研究的不足 （1）本研究未把磁共振波譜成像列入比較。（2）樣本量有限，可能會存在抽樣誤差；（3）病理學診斷標準大部分來源于穿刺活檢，可能會遺漏一部分腫瘤組織；（4）由于ROI放置的誤差，可能導致結果存在差異。

綜上所述，MRI多參數成像顯著提高PCa的檢出及診斷準確度，其中以T2WI+DWI+DCE的診斷價值最好。

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（本文編輯：嚴瑋雯）

《浙江醫學》對醫學論文中有關實驗動物描述的要求

在醫學論文的描述中，凡涉及實驗動物者，在描述中應符合以下要求：（1）品種、品系描述清楚，（2）強調來源，（3）遺傳背景，（4）微生物學質量，（5）明確等級，（6）明確飼養環境和實驗環境，（7）明確性別，（8）有無質量合格證，（9）有對飼養的描述（如飼料型、營養水平、照明方式、溫度、溫度要求），（10）所有動物數量準確，（11）詳細描述動物的健康狀況，（12）對動物實驗的處理方式有單獨清楚的交代，（13）全部有對照，部分可采用雙因素方差分析。

本刊編輯部

Multiparametric magnetic resonance imaging in diagnosis of prostate cancer

Objective To assess the application of multiparametric magnetic resonance imaging in diagnosis of prostate cancer．MethodsThirty seven cases of prostate cancer,42 cases of prostatic hyperplasia and 6 cases of prostatitis confirmed by pathology underwent magnetic resonance imaging(MRI)examination;the parameters of T2weighted imaging(T2WI),diffusion weighted imaging(DWI)and dynamic contrast-enhancement(DCE)were retrospectively analyzed．Four protocols were formed by combination of above three technologies:T2WI (protocol 1),T2WI+DWI (protocol 2),T2WI+DCE (protocol 3)and T2WI+DWI+DCE (protocol 4)．The areas under the receiver operating characteristic(ROC)curve of each protocol in diagnosis of prostate cancer were compared(AUC),and the sensitivity,specificity and accuracy for each protocol were calculated．ResultsProstate cancer often showed patchy,nodular low signal（25/37）on T2WI,patchy or nodular high signal（33/37）on DWI,typeⅡ,Ⅲcurve(37/37)on DCE．Prostatic hyperplasia mainly showed mixed nodular signal on T2WI,equivalent or slightly high signal(33/42) on DWI,typeⅠ,Ⅱcurve (39/42)on DCE．Prostatitis displayed triangular slightly low signal（4/6）on T2WI,higher signal（4/6）on DWI,typeⅡcurve (3/6)on DCE．The apparent diffusion coefficient(ADC)value of prostate cancer and non-carcinoma were (0．99±0．21)×10-3mm2/s and (1．75±0．25)×10-3mm2/s,respectively(P＜0．05)．The areas under ROC curve of protocol 1,2,3 and 4 were 0．74,0．930,0．905 and 0．974,respectively．There was significant difference in AUC values between protocol 1 and protocol 2,3,4 were statistically significant difference (P＜0．05)．Taking cut-off value of protocol 1,2,3,the sensitivity,specificity and accuracy of protocol 4 in diagnosis of prostate cancer were the highest(94．59%,93．75%and 94．12%respectively)．ConclusionMultiparametric magnetic resonance imaging can significantly improve the diagnostic efficiency for detection of prostate cancer,particularly with the combination of T2WI+DWI+DCE．

Prostate cancerProstatic hyperplasia Multiparametric magnetic resonance imaging

2014-04-28）

浙江省中醫藥科學研究基金計劃（2012ZB061）；浙江中醫藥大學校級科研基金（2012ZY12）

310005 杭州，浙江中醫藥大學附屬第二醫院放射科（張永勝、陳瑤、陳祖華樂玲、程凌霄），泌尿外科（張士更），病理科（趙再秋）

陳瑤，E-mail：chenyao6667@126.com