磁共振灌注加權(quán)成像定量參數(shù)在前列腺外周帶前列腺癌鑒別診斷中的價值

方俊華，閔祥德，馮朝燕，彭莉，馬揚之，葉章群，王良*

1.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科，武漢 430030

2.湖北省枝江市中醫(yī)院影像科，枝江443200

3.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院泌尿外科，武漢 430030

前列腺癌(prostate cancer)是男性常見的惡性腫瘤之一，世界范圍內(nèi)，前列腺癌發(fā)病率居男性所有惡性腫瘤第二位[1]。我國前列腺癌患病率雖然遠低于歐美國家，但近年來呈顯著增長趨勢[2]。前列腺癌在T2加權(quán)圖像上呈現(xiàn)低信號結(jié)節(jié)，良性前列腺病灶可表現(xiàn)相似，鑒別診斷存在困難。多參數(shù)MRI是目前前列腺疾病最好影像檢查方法[3]。磁共振灌注成像技術(shù)(perfusion weighted MRI，PWI)是多參數(shù)磁共振成像的重要組成部分[3-4]。PWI能夠提供多種反應(yīng)組織微循環(huán)狀態(tài)的定量參數(shù)，在多種腫瘤性病灶的鑒別診斷中具有重要價值。本研究擬探討PWI在前列腺外周帶前列腺癌鑒別診斷中的價值，為前列腺的計算機輔助診斷(computed aided diagnosis，CAD)提供數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 患者資料

回顧性分析2013年10月至2014年8月期間在我院行前列腺MRI檢查患者資料。納入標準為：(1)臨床資料齊全；(2)檢查包括常規(guī)MRI和PWI檢查；(3)前列腺外周帶T2加權(quán)圖像表現(xiàn)低信號的病灶；(4)MR檢查前未接受任何治療如內(nèi)分泌、放射治療等；(5)通過超聲引導下經(jīng)直腸行6針或12針系統(tǒng)穿刺活檢病理證實，其中前列腺癌組有6例患者采用前列腺根治切除進一步證實；(6)MR檢查在前列腺穿刺活檢之前進行。最終51例患者納入分析，其中前列腺癌患者25例，良性病灶患者26例。

1.2 MR檢查方法

使用Siemens公司3.0 T Skyra 磁共振掃描儀行前列腺常規(guī)MR、PWI序列檢查。前列腺常規(guī)MRI以體線圈為射頻發(fā)射線圈，以腹部相控陣線圈為接收線圈。掃描前適當充盈膀胱，取仰臥位，掃描中心為恥骨聯(lián)合上方2.0 cm處。前列腺局部行軸位、矢位和冠位TSE T2W檢查。PWI序列掃描參數(shù)：(1)雙反轉(zhuǎn)角T1map掃描：軸位抑脂T1WI序列，TR 4.09 ms，TE 1.39 ms，激勵次數(shù)6次，反轉(zhuǎn)角分別為2度和15度，F(xiàn)OV 260 mm×260 mm，矩陣192×153，層厚3.50 mm，層間距0.70 mm，共20層；(2)PWI掃描：反轉(zhuǎn)角15度，TR 5.08 ms，TE 1.77 ms，其余參數(shù)同雙反轉(zhuǎn)角T1map掃描，單期掃描時間8 s，共35期，PWI掃描時間280 s。PWI掃描第2個時相結(jié)束時，同步采用高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈團注對比劑Gd-DTPA(馬根維顯,德國拜耳)，注射流率為2 ml/s，劑量為0.2 mmol/kg，然后以相同流率靜脈團注20 ml生理鹽水。

1.3 圖像分析(圖1～圖6)

運用Siemens公司PWI定量分析軟件(Tissue 4D)進行后處理，其定量參數(shù)計算基于Tofts模型。由兩名醫(yī)師在不知道病理結(jié)果和臨床資料的前提下，參照T2WI外周帶低信號區(qū)，協(xié)商取得一致后共同在PWI病灶區(qū)放置ROI，電腦自動生成ROI內(nèi)的定量參數(shù)值，包括轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)、血管外細胞外間隙體積百分數(shù)(Ve)及速率常數(shù)(Kep)。ROI放置于病灶最大層面，盡量避開外周帶與中央帶交界處，精囊根部血管、出血或鈣化灶。根據(jù)病理結(jié)果來明確病變性質(zhì)，并將病灶分為前列腺癌灶組和良性前列腺病灶組。磁共振圖像與穿刺活檢對應(yīng)采用6分區(qū)法，即將軸位圖像層數(shù)除以3，分成底部、體部和尖部3部分，然后以中央溝為界分為兩個部分。

1.4 統(tǒng)計學分析

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計學軟件處理。采用獨立樣本t檢驗比較前列腺癌、良性前列腺病灶的Ktrans、Kep、Ve組間的統(tǒng)計學差異，應(yīng)用MedCalc軟件的ROC曲線下面積分析評價Ktrans、Kep、Ve鑒別前列腺癌與良性病灶的效能。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

根據(jù)穿刺病理結(jié)果包括36個癌灶ROI，29個良性病灶ROI。

2.1 PWI定量參數(shù)分析結(jié)果(表1)

前列腺癌和良性前列腺病灶組的Ktrans、Kep、Ve分別為(0.150±0.046)VS(0.086±0.037)、(0.518±0.181)VS(0.325±0.142)、(0.288±0.147)VS(0.306±0.141)，兩組間Ktrans和Kep獨立樣本t檢驗結(jié)果差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，Ve之間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.61)。

圖1～3 男58歲，PSA29.651 ng/ml，進行性排尿困難 圖1：軸位T2WI示前列腺左側(cè)外周帶信號減低結(jié)節(jié)；圖2：PWI圖顯示前列腺左側(cè)外周帶信號減低結(jié)節(jié)；圖3：示病理結(jié)果示病灶區(qū)為前列腺癌(HE,×200)圖4～6 男，83歲，PSA 119 ng/ml 圖4：軸位T2WI示前列腺左側(cè)外周帶信號減低區(qū)；圖5：PWI圖顯示前列腺左側(cè)外周帶信號減低結(jié)節(jié)；圖6：病理結(jié)果示病灶見炎癥細胞浸潤(HE,×200)Fig.1 -3 Images in a 58-year-old man with PSA level of 29.651 ng/mL and dysuria.Fig.1:Transverse T2-weighted MR image shows a nodule demonstrating low T2 signal intensity in the left peripheral zone; Fig.2:Corresponding PWI with the presence of a nodule in the left peripheral zone; Fig.3:Corresponding pathologic fi ndings confi rm the presence of a cancer nodule in the left peripheral zone.Fig.4-6 Images in an 83-year-old man with PSA level of 119 ng/mL.Fig.4:Transverse T2-weighted MR image shows a nodule demonstrating low T2 signal intensity in the left peripheral zone; Fig.5:Corresponding PWI with the presence of a nodule in the left peripheral zone; Fig.6:Corresponding pathologic fi ndings confi rm the presence of benign nodule in the left peripheral zone.

表1 前列腺癌、良性前列腺病灶PWI定量參數(shù)結(jié)果Tab.1 Ktrans Kep and Ve for prostate cancer and begin lesions

圖7 PWI定量參數(shù)ROC曲線分析圖Fig.7 ROC curve graph of PWI quantitative parameters

2.2 ROC曲線分析結(jié)果(見圖7)

Ktrans、Kep、Ve診斷前列腺癌和良性前列腺病灶的曲線下面積分別為0.885、0.803、0.554。分別以0.108 min-1、0.38 min-1為界值點， Ktrans、Kep鑒別前列腺癌和良性前列腺病灶的敏感性及特異性分別為86.11%、80.6%和79.32%、75.9%。

3 討論

正常前列腺外周帶在T2WI中變現(xiàn)為高信號，前列腺外周帶病灶多表現(xiàn)為T2WI低信號區(qū)。但是，由于前列腺腫瘤多見于外周帶，常常表現(xiàn)為外周帶T2信號減低，與多種外周帶良性病灶表現(xiàn)類似，如前列腺炎、前列腺治療后纖維化等，所以T2WI診斷前列腺外周帶疾病的特異性較低。此外，由于良性改變也可以伴隨PSA的升高，因此在臨床工作中鑒別外周帶前列腺良惡性病變有一定困難。磁共振成像檢查具有多參數(shù)、多方向、多序列成像，組織分辨率高，無輻射等優(yōu)點，已經(jīng)成為前列腺的最佳影像檢查方法。但不能否認，仍有一定的病灶在MRI圖像中鑒別困難，因此，研究者不斷探索新的磁共振成像技術(shù)在前列腺中的應(yīng)用，希望能提高MRI鑒別前列腺良惡性病灶的準確率[5-7]。2012年泌尿生殖放射學歐洲協(xié)會(ESUR)的前列腺磁共振成像指南中，指出多參數(shù)磁共振成像是前列腺癌的最佳影像檢查方法[3]。

前列腺癌的定量診斷一直是前列腺影像探索的重點，目前可以用于前列腺疾病定量診斷的方法包括DWI[8-9]、DTI[6,10]、DKI[7,11]、MRS[8,12]、PWI[13]等，這些研究為前列腺疾病的客觀、定量診斷提供了重要幫助。CAD是影像學發(fā)展的重要方向[14-15]，其在前列腺疾病診斷中的價值也已有報道[16]，CAD的正確診斷需多中心、大樣本的數(shù)據(jù)支持。

PWI定量參數(shù)能夠反映組織血流動力學方面的信息。轉(zhuǎn)運常數(shù)Ktrans代表單位時間內(nèi)每單位體積組織中從血管進入血管外細胞外間隙的對比劑量，大小取決于血流量、毛細血管滲透性及表面積[17-18]；速率常數(shù)Kep代表單位時間內(nèi)對比劑從組織間隙進入血管的量[17,19]；血管外細胞外間隙體積百分數(shù)Ve代表的是單位體積組織內(nèi)細胞外間隙的體積[18]。筆者的研究表明Ktrans、Kep能夠良好的鑒別前列腺癌和良性前列腺病灶，這與何為等[13,20]其他研究者一致。何為等研究結(jié)果顯示外周帶癌區(qū)Ktrans、Kep分別為(0.95±0.31)/min、(1.31±0.51)/min，外周帶非癌區(qū)Ktrans、Kep分別為(0.32±0.07)/min、(0.52±0.13)/min，Ktrans、Kep在外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)均有統(tǒng)計學意義。本研究顯示外周帶前列腺癌、良性前列腺病灶之間Ve值之間差異無統(tǒng)計學意義，這與程悅等[18]研究一致。程悅等[18]結(jié)果顯示外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)的Ve值分別為(0.61±0.14)和(0.59±0.11)，外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)的Ve值差異無統(tǒng)計學意義(F=0.533,P＞0.05)。但筆者關(guān)于Ve的結(jié)果與何為等[13]研究結(jié)果不一致，他們的研究結(jié)果顯示，Ve在外周帶癌區(qū)和非癌區(qū)的值分別為和(0.76±0.13)、(0.64±0.14)，差異有統(tǒng)計學意義。這可能與筆者研究樣本量較少，病理結(jié)果為穿刺活檢獲得，可能存在一定的偏倚。因此，需要特別指出的是Ve鑒別良惡性病灶的價值尚存在爭議，還需要進一步大樣本數(shù)據(jù)的研究。

本研究的局限性在于病理樣本為經(jīng)直腸穿刺活檢獲得，存在一定的假陰性，且樣本量相對較少，可能存在一定的偏倚。需要指出的是，PWI定量參數(shù)受計算模型、對比劑、掃描方法等影響，不同研究結(jié)果之間存在一定差異。因此在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合各個研究中的研究條件制定自己的診斷標準。但隨著多中心、大樣本研究的進展以及掃描規(guī)范[21]的進一步統(tǒng)一，PWI定量診斷將會使更多患者受益。

綜上所述，筆者的研究結(jié)果表明，PWI定量參數(shù)對外周帶前列腺癌的鑒別診斷具有重要價值，為前列腺癌多參數(shù)定量診斷提供了幫助。

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