探討磁共振多b值擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺病變中的應(yīng)用價(jià)值

曲源，任永芳，陳杰，蔣杰

探討磁共振多b值擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺病變中的應(yīng)用價(jià)值

曲源，任永芳，陳杰，蔣杰*

目的探討MR多b值擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)在前列腺病變中的應(yīng)用價(jià)值。材料與方法對(duì)病理證實(shí)的36例前列腺增生及24例前列腺癌患者進(jìn)行多b值DWI，b值分別為0、200、400、600、800、1 000 s/mm2，測(cè)量病變區(qū)的ADC值，并和正常組10名志愿者進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果24例前列腺癌患者ADC值隨著b值的升高而下降，而36例前列腺增生患者的ADC值隨著b值的升高也呈下降趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組間單因素方差分析表明，前列腺癌、前列腺增生、正常前列腺外周帶及中央腺體區(qū)在各組b值之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論不同b值的DWI圖像所測(cè)得ADC值有助于正常組織、前列腺增生和前列腺癌的鑒別診斷。

彌散磁共振成像；前列腺增生；前列腺腫瘤

Received 2 Feb 2016, Accepted 5 Apr 2016

ACKNOWLEDGMENTSDepartment of internal medicine, the Xinjiang Uygur Autonomous Region people's hospital (No. 20130107).

近年來(lái)前列腺癌的發(fā)病率在我國(guó)呈上升趨勢(shì)，早期的準(zhǔn)確診斷和及時(shí)干預(yù)會(huì)顯著提高預(yù)后。MRI具有軟組織分辨率高和多參數(shù)成像的優(yōu)勢(shì)，目前被認(rèn)為是前列腺病變的最佳影像學(xué)檢查方法[1]。其中，MR擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)通過(guò)測(cè)量組織內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)，間接反映病變的結(jié)構(gòu)和功能，因而在前列腺癌的定位定性、判斷分期以及療效評(píng)價(jià)上已得到廣泛認(rèn)可[2-4]。然而，在以往前列腺病變的DWI研究中，不同的機(jī)型往往使用單一的b值，且b值的選擇往往不盡一致，因而其結(jié)論則不能得到公認(rèn)和推廣。這一研究將使用多個(gè)b值進(jìn)行DWI，觀察隨著b值的變化，正常前列腺、前列腺增生及前列腺癌的信號(hào)、表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)的變化趨勢(shì)，以探討多b值成像在前列腺增生和前列腺癌鑒別診斷中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性的納入了2012年3月至2015年10月60例前列腺病變患者行五個(gè)不同b值的MR DWI，前列腺癌24例，年齡為52～85歲，平均年齡為69.25歲，均為直腸指診前列腺質(zhì)硬或有結(jié)節(jié)感和(或)前列腺特異性抗原(PSA)增高，PSA(tPSA)值約為15.78 ng/ml；前列腺增生36例，年齡為45～82歲，平均年齡為66.32歲，PSA(tPSA)值＜4 ng/ml，以上病例均經(jīng)手術(shù)穿刺或穿刺活檢病理證實(shí)。另外納入10名無(wú)臨床癥狀、PSA正常、MR掃描無(wú)異常表現(xiàn)的志愿者作為正常對(duì)照，年齡為37～71歲，平均年齡為60.19歲。本研究所有被試人員均簽署了知情同意書，通過(guò)了我院組織倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 設(shè)備及參數(shù)

MRI檢查采用GE Signa 1.5 T HDxt超導(dǎo)MR成像儀，線圈采用八通道相控陣體線圈，患者仰臥位，腳先進(jìn)，在行常規(guī)MR檢查同時(shí)分別行多b值DWI掃描(b值分別為0、200、400、600、800、1 000 s/mm2)，掃描參數(shù)：TR 4000 ms，TE 68～76 ms，激勵(lì)次數(shù)(NEX) 4次，矩陣160×160，層厚3 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV 30 mm×30 mm。

1.3 圖像分析及數(shù)據(jù)處理

在MR掃描儀或工作站上對(duì)不同b值所得DWI進(jìn)行ADC值測(cè)量，正常前列腺分別測(cè)外周帶與中央腺體區(qū)的ADC值，前列腺增生與前列腺癌患者測(cè)量時(shí)，于穿刺活檢所對(duì)應(yīng)的前列腺外周帶癌區(qū)域及正常對(duì)照組內(nèi)選取感興趣區(qū)(ROI)，測(cè)量時(shí)采用同樣大小感興趣面積，每個(gè)區(qū)域所選感興趣區(qū)域不得少于兩個(gè)，平均三個(gè)，最后取其平均值。如果常規(guī)MR圖像外周帶信號(hào)改變不明顯，則根據(jù)穿刺病理結(jié)果定位。ROI的選擇盡可能避開(kāi)尿道、出血及鈣化灶等，選取的ROI為圓形或橢圓形，每個(gè)ROI至少包含了30個(gè)像素。由2名主治醫(yī)師以上職稱診斷醫(yī)師診斷圖像，對(duì)照病理結(jié)果運(yùn)用GE AW 4.4工作站分析及記錄數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2 結(jié)果

2.1 一般MRI表現(xiàn)

24例前列腺癌患者，T2WI示前列腺外周帶和/或中央腺體區(qū)內(nèi)可見(jiàn)斑片狀、結(jié)節(jié)狀低信號(hào)，邊界不清，部分突破包膜，8例精囊腺受累。

36例前列腺增生患者，6例病灶位于外周帶，T2WI呈低信號(hào)結(jié)節(jié)影，邊界清晰。30例病灶位于中央腺體，T1WI上表現(xiàn)為均勻等低信號(hào)，T2WI上表現(xiàn)為中央腺體體積增大，可見(jiàn)高、低信號(hào)結(jié)節(jié)，部分結(jié)節(jié)信號(hào)不均勻，外周帶受壓變薄，部分病例外周帶顯示不清。

2.2 不同b值DWI的信號(hào)表現(xiàn)及ADC值結(jié)果

10名志愿者隨b值升高前列腺周圍帶信號(hào)逐漸下降，當(dāng)b=400 s/mm2時(shí)與中央腺體區(qū)信號(hào)差別進(jìn)一步縮小，周圍帶與中央腺體區(qū)之間界限不如b=0時(shí)清晰，ADC圖示周圍帶高信號(hào)，中央腺體區(qū)呈低信號(hào)。

24例前列腺癌患者病灶于各組b值DWI上呈高信號(hào)，ADC圖上呈明顯低信號(hào)，隨b值升高ADC值有明顯下降(圖1)。36例前列腺增生患者病灶于各組b值DWI上均呈不均勻低信號(hào)，隨b值升高ADC值有輕微的下降趨勢(shì)，ADC圖顯示前列腺增生病灶為低信號(hào)(圖2)。

相同b值時(shí)，正常前列腺組織的中央腺體區(qū)和外周帶、前列腺癌及前列腺增生相應(yīng)的ADC差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表1)。

不同b值組間比較時(shí)，正常前列腺組織的中央腺體區(qū)和外周帶ADC值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。前列腺增生組的增生結(jié)節(jié)5個(gè)b值相應(yīng)的ADC值之間ADC值間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。前列腺癌5個(gè)b值相應(yīng)的ADC值之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表2)。

3 討論

3.1 前列腺成像b值的選取

臨床常用的擴(kuò)散成像基于SE-EPI序列，即在SE序列180°射頻脈沖的前后施加兩個(gè)方向相同強(qiáng)度相等的擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)，而b值就是衡量擴(kuò)散敏感梯度的參數(shù)。b值的大小與施加的擴(kuò)散敏感梯度的大小和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。因而，在DWI中，b值越小，擴(kuò)散因素所帶來(lái)的信號(hào)影響越小，對(duì)水分子擴(kuò)散探測(cè)的敏感度越差，T2透過(guò)效應(yīng)的影響就越大，隨著b值的增加，擴(kuò)散的改變對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響增加[5]。然而，b值越大，TE時(shí)間也隨之延長(zhǎng)，進(jìn)而造成圖像信噪比的下降和變形。因此，既能保證顯示擴(kuò)散特性，又要保留一定的信噪比，b值的選擇至關(guān)重要，這也是以往的研究b值無(wú)法統(tǒng)一的原因。筆者采用多b值DWI，b值大小從0到1 000 s/mm2，涵蓋較大的b值范圍，低b值時(shí)可以保證圖像質(zhì)量，而高b值的圖像可以充分顯示病變的擴(kuò)散特性，同時(shí)可觀察ADC值的變化趨勢(shì)[6]。因此我們建議多b值掃描成為臨床工作常規(guī)。

3.2 前列腺病變不同b值的DWI表現(xiàn)及ADC值

圖1 男，66歲，前列腺癌患者。5個(gè)b值的DWI圖(A：200 s/mm2； B：400 s/mm2；C：600 s/mm2；D：800 s/mm2；E：1 000 s/mm2)及相應(yīng)的ADC偽彩圖(F～J)。在偽彩圖上，ADC值相應(yīng)的的色彩強(qiáng)度隨著b值的增高信號(hào)強(qiáng)度呈一定的下降圖2 男，71歲，前列腺增生患者。5個(gè)b值的DWI圖(A：200 s/mm2；B：400 s/mm2；C：600 s/mm2；D：800 s/mm2；E：1 000 s/mm2)及相應(yīng)的ADC偽彩圖(F～J)。在偽彩圖上，ADC值相應(yīng)的色彩強(qiáng)度隨著b值的增高呈輕微下降趨勢(shì)Fig. 1 66-year-old prostate cancer patient, five different b value of DWI images (A: 200 s/mm2. B: 400 s/mm2. C: 600 s/mm2. D: 800 s/mm2. E: 1 000 s/mm2) and corresponding color ADC Maps (F—J). The ADC value showed decrease of signal intensity with the increase of B value. Fig. 2 71-year-old patient with prostatic hyperplasia, five different b value of DWI images (A: 200 s/mm2. B: 400 s/mm2. C: 600 s/mm2. D: 800 s/mm2. E: 1 000 s/mm2) and corresponding color ADC Maps (F—J). The ADC value showed slight decrease with the increase of b vaule.

本研究中前列腺增生結(jié)節(jié)DWI顯示清晰，信號(hào)欠均勻，ADC值隨b值的升高無(wú)明顯下降，而前列腺癌病灶在DWI上呈高或稍高信號(hào)表現(xiàn)，在相應(yīng)ADC圖上呈不同程度低信號(hào)區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)，在相同b值時(shí)，正常前列腺組織、前列腺增生結(jié)節(jié)及前列腺癌之間并無(wú)差異，因而用單一b值不能用于前列腺病變的鑒別。使用不同b值進(jìn)行病變組間分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，各組的ADC值都隨著b值的升高而下降，但正常前列腺、前列腺增生結(jié)節(jié)ADC值的下降并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而前列腺癌的下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。筆者推測(cè)這一原因可能與體素內(nèi)相位不相干運(yùn)動(dòng)的雙指數(shù)模型結(jié)論有關(guān)[7-8]。因前列腺癌病灶中存在豐富的血供，在低b值時(shí)反映組織的微循環(huán)灌注，所以在低b值時(shí)測(cè)得的ADC值更高。隨著b值的增加，灌注的影響因素逐漸減少，從而所測(cè)量到的ADC值減小。前列腺增生分為腺體增生型和肌纖維增生型，腺體增生病理顯示基質(zhì)成分較少，而含有大量擴(kuò)張的腺管和囊液潴留；肌纖維增生型病理顯示腺體成分少，含有較多的成纖維細(xì)胞、膠原和平滑肌細(xì)胞。隨著b值得升高，增生結(jié)節(jié)的ADC值并無(wú)明顯改變，推測(cè)這是因?yàn)闊o(wú)論那種增生方式，其組織異型性及微循環(huán)灌注并無(wú)顯著改變，因而ADC值無(wú)明顯改變[9]。正常的前列腺組織血供一般低于前列腺癌，因此灌注因素對(duì)ADC值的影響更小。因此，正常前列腺組織、前列腺癌及前列腺增生不同b值A(chǔ)DC的變化的程度不同，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

本研究也存在一些不足之處，由于受掃描時(shí)間及場(chǎng)強(qiáng)因素的影響，和3.0 T相比，本研究中最高b值1 000 s/mm2相對(duì)偏低，而b值的覆蓋范圍小可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)分析帶來(lái)一定的偏差。

表1 相同b值時(shí)正常前列腺、前列腺增生及前列腺癌ADC值比較(×10–3mm2/s)Tab. 1 Comparisons of ADC value in normal prostate, benign prostatic hyperplasia and prostate cancer groups of at the same b value (×10–3mm2/s)

表2 不同b值時(shí)正常前列腺、前列腺增生及前列腺癌組間ADC值比較(×10–3mm2/s)Tab. 2 Comparisons of ADC value in normal prostate, benign prostatic hyperplasia and prostate cancer groups of five different b values (×10–3mm2/s)

總之，本研究初步表明不同b值的對(duì)應(yīng)ADC值的變化的程度不同，這有助于前列腺癌、前列腺增生及正常前列腺的鑒別診斷。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開(kāi)展聯(lián)合常規(guī)T2壓脂成像、擴(kuò)散成像、波譜成像以及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描進(jìn)行前列腺癌診斷[10-11]，本研究下一步也將多b值成像與其他方法結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步提高前列腺癌診斷的靈敏度和特異度。

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資訊 Information

第五屆全國(guó)磁共振分子影像研究與應(yīng)用高層論壇征文通知

由《磁共振成像》雜志社、山西省醫(yī)學(xué)會(huì)、山西省醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)舉辦的第五屆全國(guó)磁共振分子影像研究與應(yīng)用高層論壇暨第六屆山西省磁共振學(xué)術(shù)大會(huì)擬于2016年7月15-17日在山西省太原市召開(kāi)。屆時(shí)將邀請(qǐng)知名分子影像學(xué)、磁共振領(lǐng)域海內(nèi)外專家蒞臨并進(jìn)行學(xué)術(shù)講座，充分展示磁共振領(lǐng)域的前沿知識(shí)、最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和規(guī)范化的診療經(jīng)驗(yàn)，并設(shè)課題設(shè)計(jì)和SCI論文寫作專場(chǎng)講座，會(huì)議將同時(shí)提供學(xué)術(shù)講座、病例討論、科研合作圓桌會(huì)議等多種形式的學(xué)術(shù)交流。參會(huì)者可獲得國(guó)家級(jí)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育項(xiàng)目I類學(xué)分。

征文內(nèi)容：以磁共振分子影像學(xué)相關(guān)研究?jī)?nèi)容為主，包括功能磁共振臨床研究。稿件類型可為：臨床研究、實(shí)驗(yàn)研究、綜述等。稿件文種：中英文皆可。

征文要求：1、應(yīng)征論文未在其他會(huì)議或正式刊物上發(fā)表，具有科學(xué)性、先進(jìn)性、實(shí)用性，重點(diǎn)突出，文字表述準(zhǔn)確。2、格式：提供中英文摘 要（目的、方法、結(jié)果、結(jié)論）和全文，鼓勵(lì)英文投稿。3、截稿日期：2016年7月1日。

投稿方式：1、本次會(huì)議采用E-mail投稿：E-mail：xxb@cjmri.cn，E-mail主題：“第一作者姓名+太原+題目”。2、注意事項(xiàng)：投稿請(qǐng)注明姓名、作者單位、詳細(xì)通信地址、郵政編碼、手機(jī)號(hào)碼及E-mail。如申請(qǐng)大會(huì)發(fā)言請(qǐng)注明。

稿件處理：經(jīng)審核合格者將在會(huì)議論文匯編刊發(fā)。部分優(yōu)秀論文可推薦至中國(guó)科技核心期刊《磁共振成像》雜志以及美國(guó)SCI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊發(fā)表。

會(huì)議報(bào)到通知將在磁共振成像雜志官網(wǎng)(www.cjmri.cn)公布。

磁共振成像編輯部

2016年5月

The diagnostic value of multiple b-value diffusion weighted imaging in prostate disease

QU Yuan, REN Yong-fang, CHEN Jie, JIANG Jie*
Image center of the Xinjiang Uygur Autonomous Region people's Hospital, Urumqi 830001, China

Objective:To retrospectively evaluate the diagnostic value of multiple bvalue diffusion weighted imaging in prostate disease of MRI.Materials and Methods:Ten healthy volunteers, 36 cases of prostatic hyperplasia (BPH) and 24 cases of prostate cancer (PCa) which pathologically confirmed were included in this study. ADC values were measured at b-value of 200, 400, 600, 800 and 1000 s/mm2respectively. The quantitative comparison was applied between these groups.Results:With the increase of b value, the ADC value of PCa decreased gradually. However, in BPH patients, the ADC values did not show a significant change. The difference of the b-values of prostate cancer, prostatic hyperplasia and normal prostate tissue had statistical difference between groups.Conclusions:The ADC values of different b-values measured by DWI could help to differentiate between prostatic hyperplasia, prostate cancer and normal prostate.

Diffusion magnetic resonance imaging; Prostatic hyperplasia; Prostatic neoplasms

新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院院內(nèi)科研項(xiàng)目(編號(hào)：20130107)

新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院影像中心，烏魯木齊 830001

蔣杰，E-mail: a13353@soho.com

2016-02-02

接受日期：2016-04-05

R445.2；R697.3

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.05.005

曲源, 任永芳, 陳杰, 等. 探討磁共振多b值擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺病變中的應(yīng)用價(jià)值. 磁共振成像, 2016, 7(5): 342–346.

*Correspondence to: Jiang J, E-mail: a13353@soho.com