擴散加權成像與超聲對血清PSA＜10.0 μg/L前列腺癌的診斷意義

黃樂生，黎晉宇，李深福，劉金豐，馬麗，袁少英，湯力昌，劉光德，彭廣宇，胡小露(廣東省中醫院珠海醫院影像科，廣東 珠海 519015)

擴散加權成像與超聲對血清PSA＜10.0 μg/L前列腺癌的診斷意義

黃樂生，黎晉宇，李深福，劉金豐，馬麗，袁少英，湯力昌，劉光德，彭廣宇，胡小露(廣東省中醫院珠海醫院影像科，廣東 珠海 519015)

目的 探討擴散加權成像(DWI)與超聲檢查對前列腺特異性抗原(PSA)(4～10 μg/L)患者前列腺癌(PCA)的診斷價值。方法收集2014年1月至2015年9月我院62例前列腺疾病患者，均行超聲、常規磁共振及DWI檢查，所有患者PSA均為4～10 μg/L，分析DWI和表觀擴散系數(ADC)圖，測量感興趣區ADC值,根據病理結果對DWI與超聲診斷PCA的準確率進行分析。結果經病理證實PCA 32例，前列腺增生(BPH)30例，DWI、超聲診斷PCA準確率分別為93.8%、50.0%。PCA癌灶在DWI呈明顯高信號，ADC則為低信號。增生結節分為腺體增生與肌纖維增生，DWI與ADC圖上信號各異。前者DWI為不均勻高信號，ADC圖上呈稍高信號；后者DWI圖上為低信號，ADC圖上呈稍低信號。b=800 s/mm2時PCA灶、BPH外周帶、腺體增生、肌纖維增生ADC值分別為(0.76±0.08)× 10-3mm2/s、(2.04±0.22)×10-3mm2/s、(1.78±0.19)×10-3mm2/s、(1.43±0.13)×10-3mm2/s，四者之間比較差異有統計學意義(P＜0.05)。結論PCA、腺體增生與肌纖維增生在DWI及ADC上信號與ADC值差別較大。DWI能提高PSA (4～10 μg/L)內PCA診斷準確率，對鑒別PCA和BPH有重要意義，明顯彌補常規磁共振及超聲檢查的不足。

前列腺癌；前列腺特異性抗原；擴散加權成像；超聲

前列腺癌(Prostate cancer，PCA)在中國等亞洲國家發病率近年來呈顯著增長趨勢，早期診斷PCA意義重大[1]。前列腺特異性抗原(Prostate specific antigen，PSA)是PCA的特異性標志物，有助于PCA的診斷，但在4～10 μg/L范圍內是診斷PCA的灰色區。超聲費用低、操作簡捷，已廣泛應用于前列腺疾病，但對于等回聲及位于中央區的腫瘤則較難以發現。常規磁共振(Magnetic resonance imaging，MRI)能較好地顯示前列腺病變，但對于PCA的準確性仍有待提高。近年來隨著磁共振技術的快速發展，擴散加權成像(Diffusion weighted imaging，DWI)已廣泛應用于前列腺疾病診斷中[2-13]，大大提高PCA的診斷準確性。本文通過DWI與超聲對前列腺疾病進行檢查，探討兩者在血清PSA值(4～10 μg/L)范圍中診斷PCA的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年1月至2015年9月我院62例前列腺疾病患者，均行超聲、常規磁共振檢查及擴散加權成像檢查，經穿刺或手術病理學證實32例PCA，均為腺癌。經穿刺或手術病理學證實30例為前列腺增生(Benign prostatic hyperplasia，BPH)。所有患者平均年齡67.7歲，臨床表現有不同程度的尿頻、尿急、尿痛、血尿、排尿困難、排尿不暢等癥狀以及PSA值升高(4～10 μg/L)來就診。

1.2 方法 超聲機采用西門子S2000、ACUSON sequoia512、GE Logiq9三種機型，采取經腹壁超聲與經直腸超聲兩種檢查手段。磁共振機采用GE HDX1.5T磁共振機，體部相控線圈，放置在前列腺區域當中，MRI檢查序列為快速自旋回波序列(FSE)橫斷面T2WI和脂肪抑制T2WI，脂肪抑制冠狀面和矢狀面T2WI。掃描TR 640～3 800 ms，TE 7.6～134 ms，層厚5.0 mm，層距0 mm，視野(FOV)380 mm×380 mm，矩陣320×320。應用GRE-EPI序列行DWI檢查，擴散梯度因子b值=800 s/mm2，掃描前進行呼吸訓練，使常規MR與DWI在橫斷面掃描層面上盡量保持一致。

1.3 資料分析 掃描結束后采用雙盲法，由兩位高年資MR診斷醫師單獨閱片，有疑問者經討論后統一決定，從而避免研究對象選擇的不正確所導致診斷及期望性產生偏倚。將數據傳到GE ADW4.4工作站中，應用Functool測量感興趣區的表觀擴散系數(Apparent diffusion coefficient，ADC)值，選擇固定感興趣區，測量病灶最大顯示層面上的3個興趣區域平均ADC值，掃描、后處理及數據的整理分析均專例擔任，以此避免出現測量性偏倚。

2 結 果

2.1 超聲表現 32例PCA中超聲診斷PCA有16例，診斷準確率為50.0%。PCA在超聲上表現以前列腺區低回聲結節為主，邊界模糊，包膜不完整，連續性中斷，內外腺分界不清，彩色多普勒(CDFI)顯示局部血流信號增高(見圖1A、1B)。

2.2 常規MRI及DWI表現 32例PCA中DWI診斷PCA并符合病理有30例，診斷準確率為93.8%。 20例PCA位于外周帶，4例局限于中央腺體，6例中央腺體與外周帶同時累及并侵犯精囊腺。30例PCA灶在DWI上與鄰近前列腺組織比較表現為明顯高信號(見圖1C)，ADC圖上表現為低信號(見圖1D)，有精囊侵犯，淋巴結轉移或骨轉移在DWI上表現為高信號，ADC上為低信號(見圖1E、1F)。

圖1 75歲，PSA：8.2 μg/L，前列腺右側外周帶癌并右側恥骨聯合骨轉移

30例BPH發生在中央腺體，前列腺輪廓光整，體積明顯增大，兩側對稱或不對稱，外周帶變薄、消失。增生結節信號各異，以腺體增生為主的增生結節T2WI表現為不均勻高信號，以肌纖維增生為主的結節T2WI表現為不均勻低信號。在DWI上增大的中央腺體信號不均勻，不同類型的增生結節信號不一，以腺體增生為主的DWI呈不均勻高信號，ADC圖上呈稍高信號。以肌纖維增生為主的DWI呈較低信號，ADC圖上呈稍低信號(見圖2A和圖2B)。

圖2 64歲，BPH

2.3 感興趣區ADC值 對30例DWI診斷PCA并符合病理結果的癌灶和30例病理確診BPH進行感興趣區的測量，PCA癌灶平均ADC值為(0.76±0.08)× 10-3mm2/s，BPH外周帶平均ADC值為(2.04±0.22)× 10-3mm2/s，肌纖維增生結節平均ADC值為(1.43± 0.13)×10-3mm2/s，腺體增生結節平均ADC值為(1.78± 0.19)×10-3mm2/s。PCA癌灶、BPH外周帶、前列腺腺體增生結節，肌纖維增生結節的ADC值進行兩兩比較，差異均有統計學意義(P＜0.05)。

3 討 論

PSA是由前列腺上皮細胞特異分泌的一種蛋白酶，正常情況下前列腺泡內容物與淋巴之間存在血-上皮屏障，避免PSA直接進入血液內。當血-上皮屏障受到破壞時，PSA可進入淋巴系統并隨之入血，導致外周血內PSA值升高。PSA診斷PCA的特異性不高，原因是能使PSA增高的因素較多，除了PCA之外，如前列腺炎癥、BPH、急性尿潴留、前列腺按摩及前列腺穿刺等因素均可使PSA增高。一般認為PSA＜4 μg/L為正常，PSA＞10 μg/L患PCA的危險性增高，PSA在 4～10 μg/L范圍內診斷PCA特異性較低，稱之為“灰質地帶”[5]。如何在這灰質區域內對PCA進行診斷與鑒別診斷正是本次研究的重點。

超聲價格低廉，簡捷并可重復檢查、需時短，是臨床上首選的前列腺疾病檢查方法，可從病灶內回聲、包膜完整度以及是否侵犯精囊來判斷腫瘤的良惡性。在本研究當中超聲檢查發現的PCA以低回聲為主，等回聲的較少。等回聲癌結節內部局部血流信號增加，從而提示該部位存在異常。

前列腺超聲檢查分為經直腸超聲與經腹壁超聲兩種，本研究當中兩者均有使用。前者距前列腺較近，無需憋尿，腸道氣體及腹部脂肪干擾少，分辨率高，圖像質量好，可以檢查出較小的PCA灶，敏感性更高，檢查結果準確[6]。但當前列腺體積過大時，前列腺與周圍組織的關系以及鄰近組織是否侵犯顯示不清，部分患者容易有疼痛等不適感。后者在于操作簡捷，快速，不易產生不適感，對前列腺的大小、形態能快速得出結果，也能顯示前列腺結構與病灶。不足之處在于膀胱充盈度會對檢查結果產生一定影響。本次研究當中超聲對PCA的診斷率僅為50.0%，其原因在于未能單一使用經直腸超聲，以致不能更好地評價超聲與DWI對PCA的診斷準確率，也是在這次研究當中為何超聲對PCA的診斷準確率少于DWI的重要原因。

PCA與BPH在常規磁共振平掃上主要依靠病變的部位與信號改變。PCA約75%發生于外周帶，而中央帶僅占8%[7]。在本研究當中有20例PCA發生在外周帶，其T2WI表現為在高信號外周帶中出現局灶性低信號結節影，在T1WI上信號未見異常。然而常規磁共振掃描對于外周帶內T2WI低信號結節,MR診斷特異性并不高，原因在于如肌纖維型增生結節、前列腺炎、結核、瘢痕、萎縮、鈣化、出血等等病變均可出現相似征象。不僅如此，對于發生在中央帶的PCA，在信號上也難與以肌纖維增生為主的增生結節鑒別。

DWI是目前唯一能反映活體組織水分子擴散運動的成像方法。在本次研究中發現PCA在DWI圖上表現為明顯高信號，相應ADC圖上呈低信號。前列腺結節DWI上表現為不均勻較低或高信號，ADC圖顯示增生結節呈稍低信號或高信號。兩者在DWI圖像上表現各異，原因是兩者病理結構不同，水分子擴散運動各異。前列腺癌灶的內部結構紊亂，細胞體積小，核大，胞漿少，灶內的腺體成分被緊密包裹，致使癌灶內水分子含量降低，水分子擴散運動受限[8]。BPH內腺體積明顯增大，結構緊密，間質成分增多，但單位體積內細胞的數量并沒有顯著增加，其密度、形態功能均接近正常的前列腺組織，水分子的擴散運動受限程度明顯低于PCA。PCA與BPH在DWI特有征象，可明確鑒別位于前列腺中央帶癌灶與以肌纖維增生為主的結節[9]。

增生結節在組織學上分為腺體型和肌纖維型2種類型，在本研究中的BPH組中發現兩者的DWI及ADC圖像上信號各不相同。原因是兩者病理結構不同，以腺體增生為主，其組織內含有大量擴張的腺體成分和潴留囊腫，液體含量高，水分子擴散運動受限相對低，ADC值增加，DWI和ADC圖同時表現為高信號。以肌纖維成分增生為主時，內部多為膠原和基質細胞，如成纖維細胞和平滑肌細胞，腺體少，液體含量也少，水分子運動受限相對高，ADC值降低，DWI和ADC圖表現均為稍低信號。

ADC值是一個量化指標，能定量反應組織內水分子運動方向及范圍。鑒于目前機型、軟件、掃描參數不同，以及測量者、診斷者存在主觀因素等等原因，導致國內外關于PCA的ADC值診斷標準尚無統一，但ADC值的測量對于鑒別PCA仍具有重要的臨床意義，尤其對鑒別位于中央腺體內的PCA尤為重要。本研究當中PCA平均ADC值(0.76±0.78)×10-3mm2/s；前列腺外周帶平均ADC值(2.04±0.22)×10-3mm2/s；BPH組中腺體增生平均ADC值為(1.78±0.19)×10-3mm2/s，肌纖維增生ADC值為(1.43±0.13)10-3mm2/s，四者的ADC值逐漸下降，與其病理基礎相對應，更與國內外研究相符[10]。對于常規MR無法明確診斷病例，結合ADC值的高低，可獲得比較準確診斷。

b值是一個重要的參數，前列腺的最佳b值選取一直沒有達成共識，廠家的不同，選取的b值也不盡同，b值取向對PCA灶信號影響甚大。在研究b值(0～1 000 s/mm2)過程當中發現，當b值較小時，周圍正常前列腺外周帶T2穿透效應大，癌灶顯示不明顯。當b值升高時，癌灶周圍正常組織的信號明顯下降，甚至接近背景噪聲，但癌灶DWI信號反而變化不明顯，兩者圖像信號存在差異。正因如此，如何選擇合適的b值尤為重要，同時b值選取對ADC值也存在一定影響。丁建平[11]研究認為b值為1 000 s/mm2和 800 s/mm2時前列腺外周帶和中央帶ADC值之間有明顯的差異，而在b值為600 s/mm2和300 s/mm2時前列腺外周帶和中央帶ADC值之間差異無統計學意義，提示低b值取得的ADC值無法區分前列腺內不同組織結構。在保證圖像質量的前提下,選擇較高的b值有助于顯示癌灶。目前，對前列腺DWI，大家一致認為b值為800～1 000 s/mm2[11，13]比較理想。在本次研究當中根據丁建平[11]等的研究結果以及結合本機型特點，選擇b值800 s/mm2，得到的DWI圖像既兼顧ADC值準確性，又獲得較好圖像質量和對比度。

近年來隨著超高場磁共振機(3.0T)不斷應用以及技術進步，對b值取向又有新的進展，一些學者開始研究超高場磁共振機(3.0T)中超高b值(≥2000 s/mm2)下對PCA的診斷價值。李世杰等[12]發現超高b值對鑒別PCA與前列腺炎具有較高的靈敏度和特異性，表明當b值高達2 000 s/mm2也可提高對PCA的特異性診斷[12，14-15]。對位于前列腺中央腺體的惡性結節，超高b值DWI更能顯著提高與良性結節的鑒別診斷能力。而且最新研究表明超高b值ADC值只是受到細胞內水的影響，而與細胞大小無關[16]，證明超高b值更有利于良惡性病變的鑒別。

綜上所述，前列腺常規磁共振及DWI根據其形態、信號、大小以及ADC值的變化，可以很好的鑒別PCA與BPH。但是磁共振不能作為PCA的首先檢查方法，替代不了前列腺特異性抗原及超聲在PCA篩查診斷中的作用，更不能作為PCA的篩查。超聲是目前前列腺檢查當中不可缺少的一項檢查。擴散加權圖像其特有的信號特點使之成為前列腺MR檢查當中不可缺少的檢查序列。只有將前列腺特異抗原與超聲、常規磁共振及擴散加權成像四者相結合才能更準確、更早的診斷PCA，為臨床制定治療方案提供依據，改善患者的生活質量。

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Value of diffusion weighted imaging and ultrasonography in the diagnosis of prostate cancer with PSA＜10.0 g/L.

HUANG Le-sheng,LI Jin-yu,LI Shen-fu,LIU Jin-feng,MA Li,YUAN Shao-ying,TANG Li-chang,LIU Guang-de,PENG Guang-yu,HU Xiao-lu.Department of Radiology,Zhuhai Branch,Guangdong Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Zhuhai 519015,Guangdong,CHINA

Objective To investigate the diagnostic value of diffusion weighted imaging(DWI)and ultrasonography in patients of prostate cancer(PCA)with prostate specific antigen(PSA)of 4～10 μg/L.MethodsFrom January 2014 to September 2015,sixty-two patients of prostate disease in our hospital were selected,which all underwent ultrasonography,routine magnetic resonance imaging(MRI)and DWI.PSA in all the patients was in the range of 4～10 μg/L. DWI and apparent diffusion coefficient(ADC)maps were analyzed,and ADC value of the region of interest was measured.The accuracy of DWI and ultrasonography was analyzed based on pathological findings.ResultsThirty-two patients were pathologically proved as prostate cancer,and thirty patients were pathologically proved as benign prostatic hyperplasia(BPH).The diagnostic accuracy of PCA with DWI and ultrasonography separately were 93.8%and 50.0%, respectively.PCA showed high signal intensity on DWI,and low signal intensity on ADC.Hyperplastic nodules were divided into glandular hyperplasia and muscle fiber hyperplasia,and the signal intensity were different on DWI and ADC. The former showed heterogeneous high signal intensity on DWI and slightly high signal intensity on ADC,while the latter showed low signal intensity on DWI and slightly low signal intensity on ADC.When b=800 s/mm2,the ADC values (×10-3mm2/s)of PCA foci,BPH peripheral zone,glandular hyperplas,muscle fiber hyperplasia were(0.76±0.08), (2.04±0.22),(1.78±0.19),(1.43±0.13),respectively,with statistically significant difference(P＜0.05).ConclusionThe signal intensity and ADC values were different of PCA,glandular hyperplas,muscle fiber hyperplasia on DWI and ADC. DWI can improve the diagnostic accuracy of PCA with PSA of 4～10 μg/L.It has important significance for the identification of PCAand BPH,and can make up for the lack of routine magnetic resonance imaging and ultrasound examination.

Prostate cancer;Prostate specific antigen;Diffusion weighted imaging;Ultrasonography

R737.25

A

1003—6350（2016）05—0741—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.019

2015-09-21)

廣東省珠海市衛生局醫學科研基金項目（編號：2014106）

劉金豐。E-mail：jfliuzhuhai@163.com