體素內不規則運動在前列腺癌研究中的應用價值初探

覃濤 王妍

【摘要】：目的：分析體素內不相關運動加權成像（IVIM-DWI）參數在前列腺癌、良性前列腺增生及正常周圍帶中的不同。方法：回顧性分析已經在組織學上被證明是前列腺癌的18例患者的詳細的擴散參數。采用10個b值測量IVIM-DWI參數。利用雙指數模型測量分子擴散系數，灌注相關擴散系數和灌注分數。配對t檢驗評價前列腺癌、良性前列腺增生和外周帶內IVIM-DWI參數的統計學差異。結果：外周帶中前列腺癌中分子擴散系數、 灌注分數要明顯低于前列腺增生和正常前列腺組織；但是，前列腺癌和良性前列腺增生中的灌注分數沒有明顯不同。前列腺癌、良性前列腺增生和外周帶中的灌注相關系數雖然有很大的標準差，但是沒有顯著差異。結論：前列腺癌和正常外周帶中的IVIM-DWI參數有顯著統計學差異。

【關鍵詞】：IVIM-DWI；前列腺癌

【中圖分類號】R722.12 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2015）03-0175-01

前列腺癌是威脅全世界男性的第二大常見腫瘤。常規前列腺癌的診斷方法是血清前列腺特異性抗原，直腸指診和經直腸超聲導向下的組織活檢，但是腫瘤的發現率依然不讓人滿意。MRI提供了非常好的軟組織解剖學信息，并且對前列腺癌的發現非常敏感。然而，由于其他疾病也可以在T2WI上類似于前列腺癌，如前列腺炎，良性前列腺增生，MRI對前列腺癌的特異度通常不是很理想。

DWI能提高前列腺癌的發現率。前列腺癌尤其是外周帶的表觀彌散系數（ADC）值通常低于正常前列腺組織。Le Bihan等最早提出的IVIM-DWI，利用低b值在血管床內敏化DWI的水運動。根據IVIM-DWI模型，單純血管外分子的擴散和毛細血管內血液的微循環（灌注）通過雙指數函數是可以被分開的，這樣就提供內另外的參數反映組織的內在特性[1]。本研究應用多b值詳細分析正常前列腺組織、良性前列腺增生及前列腺癌的灌注參數。雙指數模型應用于彌散衰減曲線，計算基于IVIM-DWI模型的分子彌散系數、灌注相關系數、灌注分數。這些參數也許提供了正常前列腺組織和前列腺癌組織內在特征的額外信息。

1材料與方法

1.1病人資料：搜集在2014年9月至2014年12月間的65例懷疑是前列腺癌的患者，PSA>4.0ng/ml，對其進行了MRI檢查，包括常規T1WI，T2WI，T2WI-FS，IVIM-DWI掃描。而后在三天內對其在直腸超聲引導下進行穿刺活檢。其中組織活檢明確是前列腺癌患者數18人（年齡范圍60-84歲，平均年齡74.1歲）。18人中平均PSA水平13.7ng/ml（范圍4.1-300ng/ml）。4例患者放棄治療，14例患者進行了前列腺癌根治術。

1.2 方法：所有檢查都在Siemens MagnetTrim 3.0T上進行，使用8通道相控陣線圈。檢查包括冠狀位T2WI-FS，橫斷位T1WI，T2WI，T2WI-FS，IVIM-DWI，釓雙胺動態增強MRI掃描。為了排除腸道內氣體和膀胱內過量尿液的干擾，囑咐患者提前5分鐘排氣排便。T2WI使用TR/TE=3500/67，層厚3.0mm，層間隔0mm，回波鏈長度6，矩陣256x256，2次激勵次數，翻轉角150°。IVIM-DWI圖像參數是TR/TE=5100/94，層厚3.6mm，層間距0mm，矩陣102x160，4次激勵次數。彌散權重沿三個正交方向基線，b值為0，10，20，30，50，80，100，200，400，1000s/mm2。IVIM-DWI采集時間3：48。結合病理穿刺結果，由兩個經驗豐富的放射科醫師對MR圖像進行分析，感興趣區放在病理結果被證明是前列腺癌、前列腺增生和外周帶范圍內，從而計算IVIM-DWI參數。獲得的數據轉入一個電腦，在內部軟件上進行數據分析。衰減曲線符合以下雙指數模型衰減函數：

S/S0=（1-f）.exp（-bD）+f.exp[-b（D+D*）

注 S：信號強度，b：b值，f是灌注分數，D是分子擴散系數，D*是灌注相關系數。

1.3配對t檢驗用于前列腺癌、良性前列腺增生和外周帶非癌組織中的IVIM-DWI參數值的統計學意義，p<0.05被認為是有統計學意義。

表1 IVIM-DWI參數結果（單位：×10-3mm2/s）

2 結果

從18位患者中成功獲得IVIM-DWI數據。表1概括了前列腺癌、良性前列腺增生和正常外周帶獲得的IVIM-DWI參數值。腫瘤分子擴散系數明顯低于良性前列腺增生和正常外周帶組織。前列腺癌的灌注分數明顯低于正常外周帶組織，但與前列腺增生組織相比沒有明顯降低。良性前列腺增生和前列腺癌的灌注相關彌散系數明顯高于外周帶組織，沒有統計學意義。

灌注相關擴散系數 分子擴散系數 灌注分數正常外周帶組織 3.18±0.86 0.93±0.25 0.58±0.13良性前列腺增生 6.38±6.58 0.86±0.23 0.47±0.06前列腺癌 5.35±5.80 0.49±0.14 0.37±0.123 討論

由于MRI技術創新例如并行采集技術和MRI梯度性能的提高，DWI在身體內的應用已經變得很普遍。在腫瘤學的應用，ADC值已經成為鑒別良惡性疾病一個很有用的工具[2]。

在本次研究中，正常外周帶組織、良性前列腺增生、前列腺癌的灌注相關彌散系數沒有明顯區別，雖然估測的標準差很大。此外，盡管所有案例中雙指數模型的卡方值小于單指數模型，但在接近20%的案例中雙指數函數沒有比單指數函數提供統計學改進適合。這些機構也將部分歸咎于低b值下的信號測量錯誤，盡管我們選擇盡可能大的感興趣區去減少這種錯誤。另外一個對于高灌注系數變化的原因是雙指數模型數據配對錯誤。通常，雙指數配對被認為是很難性能可靠地，DWI信號衰減行為的遠期數學建模的提高可能可以提高曲線的擬合度，并且可以更好的理解DWI生物學基礎。

我們的研究存在一些局限性。第一，只有14個人進行了前列腺根治術，然而剩下的被認為是前列腺癌的病人，僅僅是靠組織活檢術診斷，這不可能完全排除這種可能性，那些依靠MRI和組織活檢的被認為是沒有癌癥的病人也許確實患有癌癥。另外，在我們的研究中，選擇經過前列腺根治術的前列腺增生的數量太小（n=14）。第二，沒有MRI引導下的直腸穿刺，即使是根治術也沒有辦法完全進行病變的組織的精確定位。第三，本研究中，我們使用了10個b值，但是對于前列腺腺體而言適當的數量和b值的選擇仍然未知。

總之，外周帶、良性前列腺增生和前列腺癌信號衰減是在b值范圍在0-1000s/mm2內的雙指數模型。在IVIM參數中，前列腺癌的分子彌散系數和灌注分數明顯低于外周帶。灌注分數值的減少也許提示前列腺癌中，灌注分數在觀察到的ADC值減少起了明顯作用，同時減少組織彌散率。在前列腺腺體中，IVIM-DWI也許提供了額外的組織內部信號。

參考文獻

[1] 王良，等.前列腺癌MR檢查和診斷共識.中華放射學雜志.2014.48（7）；521-534

[2] 曹曙，曹惠霞，胡衛列等.體素內無規則運動核磁成像技術在前列腺癌診斷中的價值.中國男科學雜志2014；28（1）：25-28.