基于前列腺影像報告和數據系統評估T2WI聯合分段讀出彌散加權成像診斷早期前列腺癌的價值

閔祥德，王良，馮朝燕，李亮，蔡杰，鄧明，李拔森，可贊，馮定義

華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院放射科，武漢 430030

多參數磁共振是前列腺最佳影像檢查方法，磁共振擴散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)是多參數磁共振的重要組成部分，聯合應用T2WI和DWI能夠明顯提高前列腺癌的診斷效能[1-2]。目前，臨床常規使用的彌散加權成像序列是基于單次激發平面回波成像(single-shot echoplanar imaging, SS-EPI)，然而，SS-EPI DWI序列在高場強(如3.0 T)下易引起磁敏感偽影和圖像變形，特別是在組織交界處，在一定程度上限值了SS-EPI DWI 的應用。由于前列腺癌多發生于外周帶，外周帶靠近直腸，直腸內的氣體常常會產生嚴重的磁敏感偽影，同時也伴隨前列腺外周帶的變形，干擾了前列腺癌的診斷。分段讀出平面回波成像(readout-segmented echo-planar imaging，RS-EPI)是一種新成像方法，RS-EPI DWI與SS-EPI DWI相比明顯提高了圖像質量，更有利于前列腺腫瘤的顯示[3-4]。本研究結合前列腺影像報告和數據系統(prostate imaging reporting and data system，PI-RADS)[5]中DWI和T2WI的評分標準，比較T2WI聯合RS-EPI和T2WI聯合SS-EPI在早期前列腺癌診斷方面的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2013年8月至2014年6月期間來我院行前列腺MRI檢查的患者。納入標準：(1)經前列腺根治術后病理證實為早期前列腺癌患者(TNM分期＜T2c)。(2)MRI檢查序列完整，包括T2WI、SS-EPI及RS-EPI序列。(3)檢查前未進行穿刺活檢或內分泌、放療等相關治療。(4)術前進行了超聲引導下經直腸6區12針系統穿刺活檢。最終20例患者納入分析，按照6分區法(即將軸位圖像層數除以3，分成基底部、體部和尖部3個部分，再以中央溝為界分為兩個部分)將20例前列腺分為120個區。患者年齡為49～79歲，血清PSA為2.44～34.47 ng/ml。

1.2 MRI檢查

MRI檢查使用Siemens公司3.0 T Skyra 磁共振掃描儀以體線圈為射頻發射線圈，以腹部相控陣線圈為接收線圈。掃描前適度充盈膀胱，取仰臥位，掃描中心為恥骨聯合上方2.0 cm處。前列腺局部行軸位、矢位和冠位快速自旋回波TSE T2WI、軸位T1WI、軸位SS-EPI DWI、軸位RS-EPI DWI。軸位 TSE T2WI 參數為：TR 6500 ms，TE 104 ms，層厚3 mm，層距0 mm，視野(Field Of View, FOV) 180 mm×180 mm，平均次數(Average) 2次，矩陣384×307。SS-EPI DWI參數為：TR 4500 ms，TE 85 ms，FOV 260 mm×185 mm，矩陣90×90，層厚3 mm，層間距0 mm，回波間隙 0.75ms。RS-EPI DWI參數為：TR 4800 ms，TE 59 ms，層厚 3 mm，層間距 0 mm，FOV 260 mm×185 mm，矩陣 176×176，分段讀出次數13，回波間隙0.30 ms。全局自動校準部分平行采集技術(generalized autocalibrating partially parallel acquisition, GRAPPA)均為2，b值(擴散敏感系數)采用0 s/mm2和800 s/mm2。

表1 T2WI和DWI PI-RADS評分標準[5]Tab.1 PI-RADS assessment for T2W and DWI[5]

1.3 圖像分析

兩名有4年前列腺MRI工作經驗的醫生采用盲法在圖像存儲與運輸系統(picture archiving and communication system, PACS)系統對20例患者的120個分區進行評分，根據2012年歐洲放射學制定的基于固定標準PI-RADS[5]分級，對每一分區內出現癌的可能性進行評分(表1)，意見不一致雙方共同協商達成一致意見。方案1～3的評分間隔是3周。

1.4 統計學分析

采用SPSS 19.0和MedCalc Version 11.4.2.0統計軟件包。繪制方案1：T2WI；方案2：SS-EPI；方案3：RS-EPI；方案4：T2WI+SS-EPI；方案5：T2WI+RS-EPI 共5種方法診斷早期前列腺癌的受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)，比較5種方法的敏感性、特異性、準確度。通過ROC曲計算約登指數，取約登指數最大值所對應的PI-RADS評分為界值。采用Z檢驗比較不同方案ROC曲線下面積差異。P＜0.05認為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 病理結果

20例患者包括6例移行帶癌和14例外周帶癌，所有患者均在手術前行超聲引導下經直腸6區12針穿刺活檢(前列腺兩側旁正中和兩外側的底部、中部和尖部各穿刺一針)，將穿刺病理結果對應到前列腺各個分區中，每兩針對應一個分區，至少一針病理結果是癌灶，則視該區為癌區。120個分區中58個為癌區(Gleason評分分別為：2+2分1個、2+3分1個、3+3分19個、3+4分12個、4+3分13個、4+4分12個；病灶大小為1.77±0.79)，62個非癌區癌區和非癌區的PI-RADS評分結果見表2。

2.2 診斷效能分析結果(見表3)

方案1～5的曲線下面積分別為0.789、0.790、0.874、0.838、0.881(圖1)，由高到低的順序為T2WI+RS-EPI＞RS-EPI＞T2WI+SS-EPI＞SS-EPI＞T2WI。T2WI聯合DWI診斷早期前列腺癌的Az值高于單獨運用T2WI(T2WI+RS-EPI vs T2WI，z=3.786，P=0.0002；T2WI+SS-EPI vs T2WI，z=1.988，P=0.0468)。T2WI聯合RS-EPI 的Az值高于T2WI聯合SS-EPI(z=2.633，P=0.0085)。RSEPI的Az值與T2WI聯合SS-EPI相比無統計學意義(z=1.562，P=0.1182)。

表2 5種方案的癌區和非癌區PI-RADS評分Tab.2 PI-RADS scors for each protocol with either cancerous sub-regions or non-cancerous sub-regions

表3 5種方案對早期前列腺癌的診斷效能Tab.3 Diagnostic efficiency of fi ve protocols in diagnosing early prostate cancers

T2WI以4為界值點(以1～3分認為良性病變，4～5分認為惡性病變)，敏感性和特異性分別為55.17%、91.94%。SS-EPI DWI以3為界值點(以1～2分認為良性病變，3～5分認為惡性病變)，敏感性和特異性分別為74.14%、77.42%。RSEPI DWI以3為界值點，敏感性和特異性分別為87.93%、80.65%。T2WI+SS-EPI DWI以5為界值點，敏感性和特異性分別為84.48%、72.58%。T2WI+RS-EPI DWI以6為界值點，敏感性和特異性分別為84.48%、80.65%。

3 討論

PI-RADS標準旨在使前列腺影像報告標準化、規范化，減少模糊的影像描述和診斷結果[5]。已有不少研究證實采用PI-RADS評分系統檢測前列腺癌具有很好的診斷準確性[6-7]。因此本研究采用PI-RADS評分標準比較RS-EPI和SS-EPI在早期前列腺癌中的診斷價值。

圖1 5種檢查方案對早期前列腺癌診斷的ROC曲線圖Fig.1 The ROC carve of five protocols in diagnosing early prostate cancers.

多種良性病變如急、慢性前列腺炎、前列腺基質增生等均可表現為T2低信號灶，與前列腺癌表現類此，因此常規MRI對鑒別前列腺癌和良性病變具有一定的局限性鑒別。DWI反應細胞內外水分子的擴散運動，前列腺癌呈高信號可與非腫瘤組織鑒別[8-9]。臨床上將常規T2WI聯合DWI技術作為前列腺癌MRI篩查基本檢查方案[10-12]。很多研究表明聯合T2WI和DWI提升常規T2WI的診斷效能[7,13-14]，本研究結果與文獻報道相符，這是因為DWI增加了癌組織與非癌組織的對比，彌補了T2WI診斷敏感性的局限，有利于病變的檢出。T2圖像穩定，顯示解剖結構較好，彌補DWI的不穩定性和空間分辨率的局限。T2WI和DWI相互彌補，提高了磁共振診斷前列腺癌的效能。

RS-EPI是一種新的成像方法，在讀出方向上使用數個串聯的節段從而使讀出梯度脈沖的時間更短，縮短了回波間隙，減少了TE時間，具有圖像變形小，磁敏感偽影少，解剖細節顯示清楚的特點[3-4,15]。本研究探討其在早期前列腺癌中的價值，結果表明，RS-EPI和T2WI+RS-EPI的診斷效能高于SS-EPI和T2WI+SS-EPI。RS-EPI和T2WI+SS-EPI診斷早期前列腺癌的ROC曲線下面積差異無統計學意義，然而 RS-EPI的敏感度、特異度、準確度均高于T2 WI +SS-EPI，這可能是因為RSEPI具有極高的空間分辨率，病變定位準確，磁敏感偽影小，圖形變形小，癌灶和非癌區對比度高，兼顧了T2WI和DWI圖像的優勢，從而增加了病灶的檢出率(如圖2)。對于常規MRI難以定性的前列腺異常信號，SS-EPI因磁敏感偽影產生的異常高信號而使病灶顯示不清時，RS-EPI可以為病灶定性診斷提供更多信息，從而提高早期前列腺癌的檢出率。因此，RS-EPI是SS-EPI的良好代替方法，T2WI+RS-EPI是一種臨床價值較高的早期前列腺癌MRI檢查方案。

圖2 A：白箭頭，T2WI示前列腺左側中部外周帶楔形低信號灶(白箭頭)，PI-RADS評分2分；B：白箭頭，RS-EPI DWI 病灶呈明顯高信號；C：白箭頭，SS-EPI DWI 病灶未見明確顯示，前列腺后緣近直腸處見較多磁敏感偽影；D：白箭頭，ADC圖中病灶清晰顯示，病灶信號減低，PI-RADS評分為5分；E：白箭頭，ADC圖中病灶模糊可見，病灶信號降低，伴有前列腺變形，PI-RADS評分為3分；F：術后病理證實為前列腺癌 ( HE× 200)Fig.2 A: White arrow, On T2WI there is a wedge-shaped lower signal in the left peripheral zone; B: white arrow, The PI-RADS score for T2WI was 2.The lesion shows focal markedly hyperintense on RS-EPI DWI;C: white arrow, SS-EPI DWI lesion showed no clear display, trailing edge near the rectum prostate more see magnetic susceptibility artifacts; D: white arrow, together with reduced ADC, The PI-RADS score for RSEPI was 5.On SS-EPI DWI the lesion shows no increase in signal intensity; E: White arrow, shows blurring reduced ADC.The PI-RADS score for SS-EPI was 3; F: This case was confirmed prostate cancer by pathology( HE× 200).

本研究存在的不足之處：樣本量不夠大，穿刺病理結果不夠準確，對結果產生一定影響。將來使用病理大切片，大樣本，針對RS-EPI在診斷早期前列腺癌中的應用做進一步的研究分析。

總之，RS-EPI彌補了常規DWI不穩定性和空間分辨率的局限，減少了磁敏感偽影，早期前列腺癌的檢測效能更高。

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