多參數磁共振成像技術早期診斷前列腺癌研究進展

李 勇綜述，婁明武審校

(遵義醫學院附屬深圳市龍崗中心醫院影像科，廣東 深圳 518116)

多參數磁共振成像技術早期診斷前列腺癌研究進展

李 勇綜述，婁明武*審校

(遵義醫學院附屬深圳市龍崗中心醫院影像科，廣東 深圳 518116)

前列腺癌現嚴重危害我國老年男性健康，其確診時往往已處于中晚期，失去了手術根治的機會，故早期診斷至關重要。近年來，多參數MRI一系列功能序列的應用明顯提高了對前列腺癌的早期診斷及鑒別診斷效能。本文就多參數MRI功能序列在前列腺癌診斷中的研究現狀做一綜述。

磁共振成像；灌注加權成像；磁共振波譜；擴散加權成像；前列腺腫瘤

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是西方老年男性泌尿生殖系統最常見的惡性腫瘤，是僅次于肺癌的致死原因[1]。我國擁有世界最低的PCa發病率與最高的PCa病死率，分別為1.6/(100 000人·年)與63%[2]。但隨著我國飲食結構的西方化及社會的老齡化，其發病率正顯著增高。PCa早期無明顯癥狀，大多數患者確診時病情已處于中晚期，失去了手術根治的機會。PCa廣泛轉移后的5年生存率僅為49%，而在無癥狀或癥狀初期診斷的PCa其5年生存率可高達100%[3]，故早期診斷PCa對提高患者的生活質量及延長壽命有重要意義。

臨床早期檢測PCa的影像學方法主要有超聲、CT、MRI等。超聲及CT均缺乏特異性，MRI有較強的軟組織分辨力，其常規序列中的T2WI能清晰顯示并區分前列腺的外周帶及中央腺體。PCa的主要MRI表現為前列腺外周帶短T2信號，但良性前列腺增生、炎癥、出血、放化療等均可出現此表現。目前多參數MRI(multi-parameter MRI, MP-MRI)被普遍認為是檢測PCa的最佳影像學方法[4]。MP-MRI是指常規序列與功能序列相結合的掃描方式，功能序列包括評估細胞增殖的DWI、評價血管生成的MR灌注成像(perfusion weighted image, PWI)、分析細胞代謝的MRS等。

1 功能成像序列

1.1PWI PWI可反映組織的血流灌注、微血管分布及血液動力學改變，主要包括使用外源性示蹤劑的對比劑首過灌注成像，如動態對比增強(dynamic contrast enhanced, DCE)MRI，及使用內源性示蹤劑的動脈血質子自旋標記技術，如MRI動脈自旋標記(arterial spin labeling, ASL)技術等。

1.1.1DCE DCE是在注射對比劑的同時進行掃描，通過獲取對比劑在組織間隙與毛細血管網之間的分布情況動態反映病變組織的微血管分布。DCE定量分析是通過引入藥物代謝動力模型及處理T1WI信號強度，最終得出定量參數。Tofts模型是最常用的藥物代謝動力模型，其灌注參數有轉運常數(transfer rate constant, Ktrans)、血管外細胞外間隙體積百分比(extravascular extracellular space volume fraction, Ve)、速率常數(rate constant, Kep)，其中Kep=Ktrans/Ve。現普遍認為[5]，PCa組織的Ktrans、Kep均高于正常前列腺組織，值得注意的是中央腺體正常組織的Ktrans、Kep亦高于外周帶正常組織。何為等[6]認為，前列腺腫瘤組織的Ktrans、Kep與中央腺體正常組織存在交叉。景國東等[7]的研究表明，在所有灌注參數中Ktrans的診斷效能最高；而王世威等[8]認為，Ktrans在鑒別中央腺體PCa與良性前列腺增生方面具有很高的價值。但學者們對于Ve持不同的觀點。李春媚等[9]認為PCa組織、中央腺體正常組織的Ve均高于正常外周帶，而Langer等[10]則認為Ve在PCa組織、中央腺體及正常外周帶間的差異均無明顯統計學意義。

DCE可用于評估包膜是否受侵。王紅燕[11]對100例疑似PCa的患者進行分析后發現，DCE可顯著改善常規MRI無法識別較小包膜穿透的弊端，能清晰體現PCa患者的血供，充分顯示腫瘤的位置與范圍、包膜及精囊的侵犯情況，為臨床治療提供可靠依據。Gleason分級是采用最多的PCa組織學分級方法，是決定治療方案及評估預后的重要參考指標。Li等[12]經研究后認為，PCa組織的Ktrans與Gleason評分呈正相關，有助于對PCa惡性程度及預后的評估。但Rosenkrantz等[13-14]等學者均認為，所有灌注參數與Gleason評分均無明顯相關性。

1.1.2ASL ASL是利用動脈內的氫質子作為內源性對比劑，并對其進行標記的無創灌注成像技術，無需注射對比劑。目前研究[15-16]認為，PCa組織的血流灌注(prostate blood flow, PBF)明顯高于正常前列腺。

總之，PWI的優勢在于精確定位病灶、診斷敏感度較高及可清晰顯示腫瘤細胞對包膜、精囊腺的侵犯情況；但DCE特異度不高且增加了腎源性系統性纖維化的風險，較DCE更易被患者接受的ASL圖像信噪比不足、參數單一。

1.2MRS MRS可用于無損測定體內某一特定組織區域化學成分，提供組織代謝及生化改變的相關信息。前列腺的MRS檢查可使用直腸內線圈(endorectal coil, ERC)與體線圈，ERC的圖像精度及信噪比雖較高，但舒適度差，患者不易耐受，無形增加了運動偽影。而體線圈在高場強下能大幅提升圖像質量與信噪比，與ERC效能接近[17]。

MRS診斷PCa最常選用的量化指標為(膽堿+肌酸/枸鹽酸鹽)比值，即(Cho+Cr)/Cit，其對PCa的最佳診斷閾值在國內外尚無統一標準。目前國外的研究[18]仍認為正常及增生的前列腺組織(Cho+Cr)/Cit<0.75，PCa組織的比值>0.86，而介于兩者之間的比值為可疑癌。國內王翠艷等[19]認為，將閾值界定為0.99時，診斷PCa的特異度、敏感度及準確度最高，故此閾值目前國內應用較多，值得注意的是，某些情況下前列腺炎的(Cho+Cr)/Cit可與PCa部分重疊。徐正道等[20]提出，盡管兩者的譜線表現相似，但PCa譜線的Cho峰升高幅度更高，而前列腺炎的Cho峰變化幅度較小。前列腺體積尤其是腫瘤部分經內分泌治療后可縮小，同時部分正常外周帶組織T2WI信號減低，使得腫瘤與正常組織難以鑒別。MRS可通過代謝物的變化清晰顯示二者，雖然二者的代謝物含量均表現為降低，但PCa組織的Cit下降的更早、幅度更大。

MRS對評估PCa的侵襲性也具有一定的價值。有研究[21]表明，(Cho+Cr)/Cit與Gleason評分呈正相關。Casciani等[22]研究發現，多數低分化PCa患者的Cit明顯降低或缺失，而高分化PCa患者的Cit基本正常。盧慧敏[23]等采用Cit/(Cho+Cr)算法進行分析，證實了Cit/(Cho+Cr)與Gleason評分呈負相關。此法回避了因部分患者Cit下降幅度過大導致(Cho+Cre)/Cit比值趨于無窮大的缺陷，使MRS對腫瘤侵襲性的評估更為準確。

總之，MRS的優勢在于診斷特異度及準確率較高，可為臨床評估PCa的侵襲程度提供重要參考依據，但掃描時間長、對患者的配合程度、磁場的均勻性及病灶周邊組織的飽和的要求較高等局限性使其臨床普及較為困難。

1.3DWI DWI圖像可反映組織內水分子彌散運動情況，其對組織細胞水腫具有很高敏感性，故對病灶的精確定位具有重要價值。DWI中擴散效應的強弱是通過b值來反映的，其選擇對應用ADC值確定病灶的性質至關重要。美國放射學會(American College of Radiology, ACR)及歐洲泌尿生殖放射學會(European Society of Urogenital Radiology, ESUR)均指出使用高于1 400 s/mm2的b值進行掃描時，能更好地突出PCa與正常組織間DWI的信號差異[24]。陽青松等[25]以病理結果為參考標準探討DWI診斷PCa的最佳b值，認為b=1 500 s/mm2時T2殘留效應較少，能較好地反映出組織內水分子的擴散形態。Styles等[26]則認為3T場強下，b值取1 100～1 200 s/mm2的ADC值對前列腺癌的診斷最佳。但Koo等[27]認為高b值下的DWI對PCa的診斷價值并無顯著提升，b值取1 000 s/mm2時診斷敏感度最高。由于PCa組織細胞水分子擴散明顯受限，ADC值較正常前列腺組織明顯降低，但其最佳診斷閾值在國內外仍尚未統一，還有待進一步研究，但部分PCa組織的ADC值可與良性前列腺增生組織重疊。Bonekamp等[28]認為部分PCa組織的ADC值還可與正常前列腺移行帶重疊，同時中央腺體的ADC值與年齡呈正相關，故在年輕人群中，ADC值的敏感度較差。同樣，ADC值也可評估PCa的侵襲性，能很好地反映腫瘤的進展情況。目前的研究[29]普遍認為ADC值與Gleason評分呈負相關。如今DWI用于主動監測已成為一種新的診療手段，能有效避免因過度治療產生的不良反應，尤其適用于腫瘤體積在0.5 cm3以下且Gleason評分為高分化腺癌的患者。Kim等[30]采用ROC曲線對287例患者的ADC值進行分析后認為，在界定中或低分化腺癌方面，ADC值取0.830×10-3mm2/s時診斷效能最高。然而，如何選取適于主動監測的患者仍需進一步探討。

體素內非相關運動擴散加權成像(intravoxel incoherent motion, IVIM-DWI)是通過雙指數模型分別獲取組織內單純水分子運動及血液灌注的方法，其參數包括純水分子擴散系數D值、水分子偽擴散系數D*、灌注分數f，現普遍認為[31-33]PCa組織的D值顯著低于前列腺增生及正常前列腺，對PCa有診斷及鑒別診斷價值，但D*及f值、與Gleason評分的相關性在國內外結果不一、尚無定論。

總之，DWI的優勢在于掃描時間短、受眾面廣、敏感度及特異度均較高、病變組織與正常組織間的具有較高的對比度等，但仍不可忽略其較高的假陽性率，以及磁敏感偽影重、圖像信噪比差等問題，通常診斷須與T2WI相結合。相較于ASL，同樣無需對比劑且參數較多的IVIM-DWI可同時反映組織的灌注情況及水分子運動，故可用于無法耐受對比劑的患者。盡管IVIM-DWI對PCa有著優良的診斷能力，但Merisaari 等[34]仍認為基于單指數模型的DWI診斷PCa的臨床價值更高。

2 多種功能序列聯合應用

盡管各功能成像序列優勢眾多，但仍存在各自的局限性，而多種功能序列的聯合應用能起到相互彌補的作用，進一步提高診斷PCa的參考價值。研究[35]顯示，T2WI、MRS及DCE等多種序列的聯合應用可顯著提高對PCa的診斷效能，尤其是DWI。張志平等[36]在3.0T場強下研究發現，T2WI聯合DWI診斷PCa的特異度、敏感度最高可達99.3%，由此可見，常規MRI+DWI在高場強下更有利于PCa的檢出。Valerio等[37]的研究顯示，T2WI及DWI進一步聯合IVIM-DWI后，其診斷敏感度、特異度、準確度可分別高達100%、96%、98%。彭濤等[38]研究表明，MRS較DCE的敏感度及特異度更高，但DCE受影響的因素較MRS少，兩者具有互補作用。另有學者[39]認為，DWI與MRS同樣有很強的互補作用，二者聯合后診斷PCa的敏感度、特異度、準確度可達91.67%、93.33%、92.59%。而Abd-Alazeez等[40]認為在檢測PCa方面，DCE與DWI聯合與常規序列聯合DWI相比無顯著差異。筆者認為，因DWI及IVIM-DWI掃描時間短、患者易耐受、腫瘤與正常組織間對比度高，MRS無需對比劑即可評估PCa組織的代謝信息，故在臨床應用時可優先考慮T2WI+DWI+IVIM+MRS方案，其次為T2WI+DWI+MRS，若仍鑒別困難，可再行PWI輔助診斷。

3 小結與展望

綜上所述，MP-MRI使影像學在PCa的早期定位、鑒別、病理分期及侵襲性的評估方面更加完善[41]，PWI、MRS、DWI等功能序列與常規序列的合理利用可提高PCa的診斷效能，具有廣闊的應用前景。隨著進一步的研究和新技術的應用，MP-MRI將會在PCa的早期診斷及鑒別診斷、治療療效及預后的評估中發揮更為重要的作用，有望使更多的患者從中受益，增加治愈機會、降低病死率及改善生活質量等。

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Research progresses of multi-parameter MRI in early diagnosis of prostate cancer

LIYong，LOUMingwu*

(DepartmentofRadiology,ShenzhenLonggangDistrictCentralHospitalAffiliatedtoZunyiMedicalUniversity,Shenzhen518116,China)

Prostate cancer has become a disease that severely impair health of elderly men in China. Patients missed the opportunity of radical surgery, because definite diagnosis always made in the middle and late period. In recent years, a series of functional sequences of multi-parameter MRI have improved the efficiency in early diagnosis and differential diagnosis of the prostate cancer. The research status of functional sequences of multi-parameter MRI in early diagnosis of prostate cancer was reviewed in this article.

Magnetic resonance imaging; Perfusion weighted imaging; Magnetic resonance spectrospcopy; Diffusion weighted imaging; Prostate neoplasms

李勇(1990—)，男(布依族)，貴州凱里人，在讀碩士。研究方向：前列腺癌的MRI診斷。E-mail： m13726230126@163.com

婁明武，遵義醫學院附屬深圳市龍崗中心醫院影像科，518116。E-mail： mingwulou@sina.com

2016-08-31

2016-12-21

綜述

10.13929/j.1003-3289.201608142

R445.2; R737.25

A

1003-3289(2017)02-0307-05